Ens. Scientifique · premiere

Chapitre 5 — Projet expérimental et numérique — démarche scientifique et programmation Python

L'essentiel en 30 secondes

La démarche scientifique suit des étapes : observation, hypothèse, expérience/modélisation, analyse, conclusion. En enseignement scientifique, tu es amené à utiliser Python pour traiter des données, tracer des graphiques et modéliser des phénomènes. Les bibliothèques clés sont matplotlib (graphiques) et numpy (calculs). Savoir lire et modifier un script Python simple est attendu au bac.

Notions clés

Démarche scientifique: Méthode rigoureuse : observation $\to$ question $\to$ hypothèse $\to expérience/modèle \to$ résultats $\to$ conclusion.
Variable: En Python, un nom qui stocke une valeur. Ex : t = 3.5 (float), nom = "Terre" (str), n = 42 (int).
Bibliothèque (library): Ensemble de fonctions prêtes à l'emploi. Ex : import matplotlib.pyplot as plt pour tracer des courbes.
Boucle for: Structure de répétition. for i in range(n) exécute le bloc n fois (i va de 0 à n−1).
Modélisation: Représentation simplifiée d'un phénomène réel à l'aide d'équations ou de simulations numériques.

Formules

Tracer un graphique (Python)

\texttt{plt.plot(x, y)}

Condition : x et y sont des listes de même longueur. Ajouter plt.xlabel(), plt.ylabel(), plt.title(), plt.show().

Moyenne d'une liste (Python)

\texttt{moy = sum(L) / len(L)}

Condition : L est une liste de nombres. Ou bien : import numpy as np puis np.mean(L).

A retenir

Python commence à compter à 0 : range(5) donne 0, 1, 2, 3, 4 (pas 5).
Toujours légender tes axes (plt.xlabel, plt.ylabel) et donner un titre (plt.title) — c'est évalué au bac.
Un modèle n'est pas la réalité : il simplifie pour expliquer et prédire, avec des limites.

Erreurs classiques

Erreur : Oublier les deux-points (:) à la fin d'une ligne for ou if.

Correction : Syntaxe obligatoire : for i in range(10): puis indentation du bloc.

Erreur : Confondre = (affectation) et == (test d'égalité).

Correction : x = 5 stocke la valeur. x == 5 teste si x vaut 5 (renvoie True ou False).

Erreur : Ne pas importer les bibliothèques avant de les utiliser.

Correction : Toujours mettre import matplotlib.pyplot as plt et import numpy as np en tête de script.

Astuce méthode

Au bac, on te donne un script à compléter ou analyser. Lis-le ligne par ligne, identifie les variables, repère les boucles et les fonctions appelées. Teste mentalement avec des petites valeurs pour comprendre le fonctionnement.