Certains films sont des viviers d’informations scientifiques et peuvent constituer de bonnes ressources pédagogiques pour renforcer la motivation des élèves. L’impact sensoriel des images en mouvement dépasse en effet souvent celui des photographies, ce qui permet de mieux renforcer la mémoire et les associations.
Il faut cependant rester vigilant dans la mesure où leur caractère ludique peut nuire à leur exploitation lorsque les phénomènes ne sont pas restitués avec rigueur.
La science-fiction rapproche la réalité scientifique des élèves en donnant des supports pour rebondir sur leurs idées reçues et les aider à les dépasser. Ce ne sont donc pas des modes aussi antagonistes qu’on pourrait le penser, la fiction se nourrissant de la réalité tandis que l’ingéniosité et l’imagination aident la science à avancer.
Physique et chimie dans les séries et les films
Des séries comme The Big Bang Theory et Lost in Space ont contribué à rapprocher la physique du grand public. Un film comme Tad l’explorateur : à la recherche de la cité perdue peut toucher des spectateurs plus jeunes. Dans ce type de fictions, on retrouve souvent le thème du voyage dans l’espace, c’est le cas par exemple dans Gravity, Mars ou Interstellar, où les références constantes à la physique moderne sont fréquentes. Pourquoi ne pas inclure dans cette catégorie la saga Star Wars, avec ses métaphores de l’énergie avec la notion de Force.
Aujourd’hui, si la physique est souvent invoquée au cinéma, la chimie reste camouflée entre les images, sans indice significatif. Cependant, on trouve des exemples tels que Bones, une série bien documentée basée sur la médecine légale, Breaking Bad, dont le protagoniste est un professeur de chimie, et le film Le Fight Club, qui détaille la fabrication du savon par saponification.
Afin d’adapter la ressource au niveau d’études et au temps disponible encours, nous proposons de partir de séquences courtes. Le choix de ces dernières est un point critique. Pour la Physique et la Chimie en classe de seconde (ou 4e ESO en Espagne), nous avons sélectionné un passage de la série Stranger Things.
L’utilisation de ce matériel cinématographique n’est pas aussi courante au lycée qu’à l’université, bien qu’il existe suffisamment de preuves de son intérêt.
Le réservoir de Eleven
La scène que nous proposons se déroule de la 22e à la 32e minute de l’épisode 7 de la première saison. Les protagonistes veulent générer un portail pour qu’Eleven, le personnage principal, qui a des pouvoirs extrasensoriels, puisse contacter un ami piégé dans une autre réalité.
Leur professeur de sciences leur explique par téléphone comment créer le portail idéal : ils doivent construire un réservoir de privation sensorielle avec une solution saline très concentrée. Ils préparent la solution en versant du sel ordinaire jusqu’à ce qu’un œuf flotte. Eleven doit aussi flotter.
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Inspirons-nous de cette scène en classe. Les élèves disposent alors de 700 kg de sel, qu’ils doivent diluer dans le volume d’eau qui entre dans une pataugeoire à une température donnée. Ils doivent placer la piscine sur un terrain de basket, la remplissent d’eau et ajoutent du sel. On teste avec un œuf si la concentration est suffisante en appliquant le concept de flottabilité et sa relation avec la densité.
Au premier essai, l’œuf coule. Dans la vie quotidienne, on peut observer ce phénomène en faisant bouillir un œuf. Cependant, une fois que vous avez ajouté plus sel, « Eureka ! », vous exclamez-vous, voilà que l’œuf flotte.
« Eurêka ! » est l’expression dont se serait servi Archimède de Syracuse en découvrant que tout corps immergé dans un liquide subit une poussée vers le haut égale au poids du fluide déplacé. Si cette poussée s’oppose au poids d’un objet, celui-ci flotte.
L’image de l’œuf flottant est la plus significative et suscite la curiosité du spectateur et, bien sûr, de l’étudiant en sciences. La séquence se termine lorsque Eleven entre dans la piscine et flotte.
À partir de là, vous pouvez stimuler la réflexion de l’élève en lui posant des questions pour prédire s’il est possible ou non que l’œuf flotte de manière stable.
La densité de la solution finale doit être calculée. La quantité d’eau dans la piscine doit être connue. Pour cela, on applique des estimations de type Fermi, car les informations provenant de la scène sont très limitées. L’étudiant, tel un détective, cherchera des informations en confrontant les données et les images.
Par exemple, le diamètre de la piscine peut être estimé à partir du cadre de la figure 2 : la piscine apparaît à l’intérieur du cercle central d’un terrain de basket américain (3,6 m).
Il est également nécessaire de connaître la solubilité du sel, qui dépend de la température. Cette valeur est obtenue à partir d’une autre image, où l’un des enfants tient un thermomètre où figure la température.
Incidemment, l’analyse des données indiquera que la solution saline n’est pas saturée. Il est possible de montrer que toutes les images sont scientifiquement rigoureuses.
L’intérêt de cette séquence de Stranger Things va au-delà de la science : elle favorise la coopération entre élèves, la curiosité d’apprendre et d’expérimenter, et rapproche le professeur de sa classe, en donnant une autre image aux sciences.