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Le biberon de Noémie
Mise en oeuvre dans la classe
Préparation de l'expérience
- Matériel
Des biberons avec une tétine transparente
Des billes de deux couleurs, mais évidemment identiques par ailleurs !
De la ouate pour remplir partiellement la tétine ( de façon qu'on ne voie qu'une bille à la fois)
Un rouleau d'adhésif pour opacifier et fermer les biberons.
Remarques :
- Les billes se coincent parfois à l'entrée de la tétine. Il ne faut pas hésiter à secouer énergiquement le biberon.
- Le nombre de biberons à fabriquer dépend évidemment du scénario prévu. A l'inverse, on peut adapter le scénario selon le matériel dont on peut disposer.
- L'expérience proposée ici est celle d'un tirage avec remise. La régionale APMEP de Lyon dispose de bouteilles conçues pour un tirage de plusieurs billes dans une bouteille
- Contenu du biberon
- Le nombre de billes détermine le nombre de tirages à effectuer pour pouvoir donner une réponse raisonnable. Pour chaque fréquence observée, on peut calculer un intervalle de confiance ( à 95%, ou 99%) et l'on peut se donner comme critère que chaque intervalle de confiance ne contienne qu'une seule valeur possible.
Plus il y a de billes, plus grande est l'incertitude. En prenant 5 billes, il ne faut pas loin de 100 tirages pour une "bonne" estimation...
(Voir les calculs)
- La composition influe également sur l'incertitude, celle-ci est plus grande quand les nombres de billes de chaque couleur sont proches./li>
Un scénario pour la classe
Préparer 4 biberons, marqués A, B, C, D, composés pour trois d'entre eux de 3 billes noires et de 2 billes blanches et pour le quatrième de 2 billes noires et 3 billes blanches.
Partager la classe en 4 groupes avec chacun un biberon
On annonce aux élèves que tous les biberons contiennent 5 billes, soit noires, soit blanches mais qu'ils n'ont pas tous la même composition.
- Chaque groupe cherche à déterminer la composition de son biberon.
On pourra mettre en évidence les fluctuations d'échantillonnage en demandant aux élèves de regrouper les résultats par séries de 20 tirages.
- Mise en commun.
Peut-on se prononcer sur la composition des biberons ?
Eventuellement reprise des tirages...
- Apport du professeur, suivant le niveau de la classe, avec utilisation des simulations
Remarque : On peut augmenter le nombre de billes pour induire davantage de discussions
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