La physique en PC
La PC (Physique-Chimie) est l'une des 8 filières de deuxième année des Classes Préparatoires aux Grandes Ecoles (CPGE), avec la MP, la PT, la PSI, la MPI, la TSI2, la TPC2 et la BCPST2.
Après avoir moi-même suivi une PC* au Lycée Louis-le-Grand à Paris en 1999-2000, j'ai accompagné de très nombreux élèves, depuis plus de 15 ans, soit sous forme de cours et kholles collectifs dans le secteur privé (d'élèves scolarisés en MP/MP*, PT/PT*, BCPST2, TSI2, PC/PC* partout en France), soit de colles ou d'oraux en PC* (à Nice) et PSI* (à Valbonne).
Le programme de physique en PC est fixé par le ministère de l'Education nationale.
Approches didactique et pédagogique
Mon approche d'enseignement reflète mon expérience de la préparation des concours d'entrée aux Grandes Ecoles, puis, 20 ans plus tard, de l'agrégation externe de physique. Tout comme celui que j'ai reçu au Lycée Louis-le-Grand, à l'Ecole des Mines de Paris et à l'Ecole Normale Supérieure, mon enseignement se veut précis, humaniste, bienveillant et exigeant. Il s'enrichit au contact de mes étudiants, grâce à une remise en cause systématique de mes approches, et à ma connaissance de l'ensemble des autres disciplines (chimie, mathématique, numérique, sciences industrielles), et de ce qui est attendu aux concours.
Mon expérience me conduit toujours à penser que les élèves de PC doivent fournir un travail personnel qui se trouve grandement facilité si l'enseignant leur "mâche" le travail.
Comment?
- En transmettant des connaissances très structurées et hiérarchisées, faciles à lire et à comprendre, ... donc à retenir.
- En évitant tout raccourci dans les calculs mathématiques, en justifiant systématiquement l'intérêt de mener un calcul en physique, et en analysant la façon la plus pertinente de le mener.
- En consacrant du temps non seulement à l'établissement des formules physiques, mais surtout à leur lien avec les idées-clés, les applications pratiques, des protocoles expérimentaux et le programme de mathématiques des deux années.
- En mettant en relief ces connaissances, en créant du lien entre plusieurs concepts, plusieurs chapitres, plusieurs exercices, plusieurs méthodes, ou d'autres disciplines (mathématiques, chimie, sciences de l'ingénieur, informatique).
- En proposant des sujets thématiques constitués à partir des annales (arc-en-ciel, holographie, chauffage par induction, etc.) des concours.
- En systématisant la mobilisation des outils et la répétition des méthodes (garde-fous, réflexes, calculs mentaux).
- En présentant chaque exercices sous trois formulations différentes : questions courtes ou paradoxales pour gagner en recul (de type "ENS"), questions calculatoires ou peu aidées pour gagner en intuition (de type "X", "Mines"), questions classiques mais multiples pour gagner en vitesse (de type "Centrale" ou "CCINP").
En deuxième année de CPGE, le programme de mathématiques (analyse, algèbre) couvre quasiment l'ensemble des outils utilisés en première et deuxième année de physique ; cela permet d'inviter les élèves à prendre du recul pour mieux assimiler le programme de physique de deuxième année, et de revoir sous un nouveau regard, plus mature, le programme de physique de première année. Dans chaque sujet ou corrigé, je propose d'aller plus loin, en dressant un parallèle des deux disciplines, au-delà des différences de formalisme (notations, concepts, vocabulaire), et tout en respectant le programme officiel de mathématiques.
En effet, à mon sens et conformément à l'esprit des classes préparatoires et aux attentes des Grandes Ecoles, un physicien se doit d'être un très bon mathématicien. Or, combien de candidats se perdent-ils, dans une épreuve de physique, dans une maîtrise hasardeuse de symboles ou de formules, dont ils ne semblent avoir compris ni les règles mathématiques, ni le sens physique?
En définitive, la perspective immédiate des concours peut inviter certains élèves à bachoter les annales de concours, à la recherche d'un exercice inconnu. Cependant, l'idée principale de mon enseignement est que ce genre de préparation n'est ni réaliste, ni efficace : il est bien plus fructueux, face à l'incertain des concours, de prendre énormément de recul sur ses propres capacités. Dans cette perspective, le cloisonnement disciplinaire, institutionnalisé à l'Université, doit être dépassé, pour se rapprocher davantage de la pluridisciplinarité revendiquée par les Ecoles d'ingénieurs.
Un élève ne deuxième année ne doit pas beaucoup travailler ; il doit plutôt cibler son travail certes sur l'acquisition de ses connaissances, mais surtout sur l'identification de ses "méconnaissances" ou, pire, de ses "malconnaissances", pour les corriger. Et l'enseignant est précisément là pour qu'il prenne conscience de ses lacunes et les comble au plus vite,... avant les concours!
Le numérique est enfin l'occasion de varier les supports, techniques et stratégies pédagogiques, de façon à s'adapter à des générations d'élèves nécessairement très différents depuis 20 ans.
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Programme de physique de PC
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Exemples de supports
Fascicule élèveCe fascicule, codé en $\LaTeX$ et formaté en livret avec Python, est distribué à chaque élève. Il est fortement structuré et aéré, à la façon d'un livre. Son contenu est conforme aux programmes officiels, mais également aux attentes des concours : les méthodes et compétences attendues sont précisées à l'avance.Il se veut exhaustif : il reprend donc, sans distinction visible, l'ensemble des notions, concepts, formules et démonstrations de première année sur un thème connexe. Il contient également de nombreux utilitaires (diagrammes, sommaire, formulaire, etc.), ainsi que de très nombreux exercices corrigés. Ceux-ci sont présentés selon plusieurs formulations (oraux de l'X, des Mines, de Centrale, des ENS).Enfin, de nombreuses questions permettent aux élèves de s'interroger sur leur connaissance ou leur compréhension du cours, mais également de préparer ou de maîtriser les exercices. Son contenu évolue et s'enrichit chaque année, notamment en intégrant les annales pertinentes des concours. |
Ressource en ligneCette page web, codée en html, php, javascript et mathjax, est rendue accessible à chaque élève. Reprenant le fascicule, elle fournit également des compléments, des exercices ou des corrigés supplémentaires au fil de l'eau. Par exemple : annales corrigées, sujets thématiques (fabriqués à partir des annales), QCM de type ENAC sur l'ensemble des deux années, etc.
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