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mcaINFOS

La mise en situation dobservation et de manipulation dun systme rel, pour aboutir une formalisation des connais- sances, veille la curiosit de llve, le rendant plus rceptif la connaissance quon cherche lui transmettre. Cest la mthode inductive, dont la gnralisation reprsente la plus forte mutation des enseignements technologiques de ces quinze dernires annes, en particulier en construction mcanique. Certes plus coteuse en temps dapprentissage et en matriel, cette mthode a dj fait ces preuves et enregistr un succs certain, vu le nombre de laboratoires quips de systmes, chanes fonctionnelles, mallettes, etc.

Quand ces activits de travaux pratiques sappuient sur des matriels identiques, en nombre suffisant, lanimation des squences est relativement aise pour lenseignant. Cependant, pour des raisons budgtaires videntes, mais galement en rponse une logique pdagogique aborder le mme concept sur des matriels diffrents , on a rcemment dvelopp le principe de TP tournants associs un mme centre dintrt. Dans cette situation, la tche du professeur est plus complexe (multiplicit des supports, des questions, des problmes matriels), et lautonomie des lves moindre.

Cette nouvelle donne pousse les crateurs de produits didac-tiques trouver des solutions permettant la fois damliorer lautonomie des lves pendant les sances de TP, dindivi-dualiser le parcours dapprentissage, et surtout de faciliter ce dernier par lutilisation abondante des nouvelles technologies de linformation et des communications (NTIC). Le salon ducatec sera loccasion de dcouvrir les premiers produits de cette nouvelle gnration.

La socit Festo, dj trs prsente dans les laboratoires dauto-matismes, aborde aujourdhui lenseignement de la construction mcanique en proposant un nouveau concept de TP ayant pour support une scie sauteuse de la gamme des outils lectroporta-tifs professionnels Festool (photo 1). Ce concept sappuie natu-rellement sur la manipulation de systmes techniques, adopte lorganisation en centres dintrt et innove dans linteractivit et les outils multimdias.

Dmonter virtuellement la scie sauteuse, lire un plan densemble grce une interface 3D interactive, crer automatiquement le modle de liaison cinmatique partir dun nonc des degrs de libert, transformer dynamiquement un schma cinmatique en sa

Des TP de construction animsLUC NADALON, JACQUES RIOT1

Matriser les aides multimdias interactives (AMMI), notamment dans les travaux pratiques, afin damliorer limpact pdagogique des activits, telle est la nouvelle volution des enseignements STI, reflte par le salon ducatec 2004. Bien sr, il ne sagit pas pour le professeur de devenir informaticien, mais dapprofondir les rflexions pdagogiques et dutiliser le mdia informatique l o il est utile, performant et motivant pour les lves.

1. Respectivement : professeur de construction mcanique au lyce Gustave-Eiffel de Cachan (94) ; professeur de construction mcanique au lyce Jean-Mac de Vitry-sur-Seine (94).

Photo 1. Le produit de la gamme professionnelle

Photo 2. Le produit

premier prix

solution constructive sont autant de possibilits offertes par ces TP multimdias. Bass sur la comparaison de produits de gammes diffrentes (photos 1 et 2), ils sarticulent autour de manipulations (essais, mesures et dmontages)

et dactivits prsentes dans un environnement interactif. La comprhension du besoin rel de lutilisateur permet de cadrer ltude des solutions techniques utilises (adquation au besoin exprim dans le cahier des charges).

La constitution de loutil didactiqueLa mallette de TP (embotable pour faciliter le stockage) est destine au travail en binme et comprend : deux cdroms multimdias interactifs utiliser en sances de travaux pratiques et en ressources ; une scie sauteuse premier prix et/ou une scie professionnelle permettant de raliser essais sensitifs et dmontages pour lana-lyse du mcanisme ; une fiche de formalisation, papier ou dans un format numrique, pour chaque TP, que llve doit remplir au cours de lactivit aprs la validation du professeur ; un document de travail sur lequel llve peut noter ses rponses aux questions poses durant lactivit.

La dmonstration en est faite avec ses nouveaux TP appliqus ltude comparative de deux produits industriels des scies sauteuses. Les possibilits danimation, de simulation, de superposition, de navigation y sont multiples et impressionnent par leur vertu pdagogique.

MOTS-CLS

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Pour une utilisation optimale, il est conseill lemploi pour le TP dune scie sauteuse premier prix dmonter et dune autre en tat de marche.

Lobjectif gnral des diffrents TP Les activits de manipulations (essais en fonctionnement et dmontage) amnent llve comparer des produits rpondant un mme besoin mais aux spcifications diffrentes. Ltude comparative de technologies de construction (crans 1) sinscrit dans une problmatique de vrification dun cahier des charges qui constitue le fil conducteur de lensemble des TP.

Le concept de corrig dynamiqueLa correction tant la phase cl de la comprhension des activits, les corrigs sont dtaills avec de nombreuses animations expliquant point par point le cheminement jusqu la solution attendue (crans 2 et 3). Tous protgs par mots de passe personnalisables, ils sont accessibles nimporte quel moment du TP, ce qui permet de revenir sur un point non acquis prcdemment. Le produit multimdia ne devant en rien se substituer lenseignant, les accs aux corrections stop prof sont des moments privilgis de dialogue professeur-lve, grce un jeu de questions ouvertes et de rponses ayant pour point de dpart le sujet de TP.

Le dossier techniqueCes pages contiennent les informations et spcifications techniques spcifiques lobjet tudi et son environnement :

FAST, plan dynamique interactif, nomenclature dynamique (crans 4), etc.

Le dossier ressourceLes connaissances mettre en uvre pour la rsolution dun problme technique sont multiples : technologiques ralisation des liaisons, engrenages (cran 5) , mcaniques modlisation des liaisons (cran 6) , physiques, relatives aux matriaux, etc. Elles sont regroupes dans un dossier ressource rutilisable loccasion dautres squences.

Le respect du rythme de llveLes activits sont conues pour tre ralises par un lve selon un rythme de travail permettant la rflexion. Chaque lve progressant une vitesse qui lui est propre, chaque activit (value) est suivie dun chapitre En savoir plus (cran 7) permettant dapprofondir des connaissances techniques ou culturelles.

Toutefois, les accs aux TP sont verrouills par des mots de passe personnalisables, afin dviter le vagabondage .

Lorganisation pdagogique et lenvironnement multimdiaLes lments de cette mallette permettent daborder des aspects fondamentaux du programme du cycle de premire et terminale en construction mcanique : outils de la communication technique (lecture dun plan 2D avec laide interactive du 3D), modlisa-tion des mcanismes, transmission de mouvement, technologie

crans 1. Ltude comparative et la vrification des caractristiques : essais de sciage

cran 3. Le corrig anim pour expliciter la modlisation cran 2. Lanalyse fonctionnelle du besoin

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de liaisons, nergtique tout en veillant la curiosit de llve partir un objet qui peut lui sembler connu .

Chaque TP est dcoup en activits de 2 heures dont lobjectif est clairement annonc (cran 8). Tous sinscrivent dans une dmarche de rsolution dun problme technique (figure 1) : la vrification dun cahier des charges.

Llve enregistre son travail (fiches de formalisation, maquettes volumiques et mcaniques) sous son propre nom (rappel sur chaque cran du TP) ; il peut ainsi le conserver, le revoir ou le modifier.

cran 4. Le dossier technique

cran 5. Une ressource anime cran 6. Le dmonstrateur des degrs de libert

Figure 1. La dmarche de rsolution de problme

La nomenclature dynamiqueLe plan dynamique interactif

Le FAST interactif

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Un vritable multimdia interactifCe produit va au-del des liens hypertextes qui renvoient des photos ou des vidos : dans certaines squences, il peut valider une rponse fournie, autoriser un accs, et intgre un quiz ; des images, animations 3D, vidos interactives et manipu-lables, dune grande varit, expliquent diverses parties du cours abord (analyse de liaisons, hyperstaticit) et permettent de visualiser certains concepts ; les pages des dossiers technique et ressource contiennent de nombreux rappels de cours facilement consultables en toute occasion ; les donnes disponibles dans le deuxime cdrom autorisent une utilisation diffrente, en tant que ressources pour dautres squences de travaux pratiques, mais aussi en tant quillustra-tions pour un usage en cours.

Le concept de localisationDivers modes de navigation dans le TP et le dfilement intuitif des pages (cran 9) autorisent des cheminements diffrents mais convergeant vers le mme objectif. Le reprage se fait en permanence par des boutons en surbrillance pour le TP actif et par les couleurs des cadres de travail (bleu, noir, vert, rouge) pour le dossier en cours de visualisation (cran 10) : llve sait tout moment o il se situe dans le TP et dans quelle partie de la dmarche de rsolution il volue.

Une logique de centre dintrtCet outil dapprentissage, ais dutilisation et dinstallation, dun prix accessible, rsultant dune rflexion pdagogique approfon-die, semble bien adapt aux lyces techniques ou denseigne-ment professionnel.

Lorganisation des TP rpond une logique de centre dintrt, ce qui assure une bonne intgration dans une progression per-mettant de clarifier les enseignements. En effet, si les travaux pratiques, par leur caractre actif et concret, aident les lves mieux comprendre les fondamentaux dune discipline technique (lois, rgles, mthodes, savoir-faire) et devenir acteurs de leur propre formation, une multiplicit de TP se succdant un rythme rapide sans cette logique de centre dintrt ne permet pas de discerner lessentiel et ne facilite pas lappropriation dun concept. Certains rfrentiels seconde ISI, bac S-SI (scientifique option Science de lingnieur), bacs professionnels invitent et aident les professeurs mettre en place cette logique. Malheureusement, les rfrentiels de baccalaurats technolo-

giques plus anciens nintgrent pas explicitement cette stratgie. Cest donc chaque quipe pdagogique de rflchir lintroduc-tion des centres dintrt dans leur organisation.

cran 7. Des thmes connexes dcouvrir cran 8. La prsentation des diffrents TP

cran 10. Les principaux modes de navigation

cran 9. Le dfilement intuitif des pages