Création et innovation technologique Enseignement dexploration en classe de seconde J OURNÉE D ÉPARTEMENTALE TECHNOLOGIE EN 4 ÈME ET 3 ÈME Mercredi 28

Création et innovation technologique

Enseignement d’explorationen classe de seconde

JOURNÉE DÉPARTEMENTALETECHNOLOGIE EN 4ÈME ET 3ÈME

Mercredi 28 mars 2012

2JOURNÉE DÉPARTEMENTALE

TECHNOLOGIE EN 4ÈME ET 3ÈME

Création et innovation technologiqueLe Concept d’innovation technologique



Création et innovation technologiqueLes objectifs généraux

Découvrir concrètement l’innovation

technologique et ses enjeux

Découvrir la créativité technologique par le

projet

Explorer les 3 champs

technologiques des bacs STI

Activités d’analyses de supports technologiques innovants.1/2 à 2/3 des 54 heures

Activités de projet de créativité.1/2 à 1/3 des 54 heures

Activités de projet de créativité.1/2 à 1/3 des 54 heures

Activités passionnantes porteuses de sens…

Activités passionnantes porteuses de sens…



Création et innovation technologiqueApproche pédagogique

Une démarche globale permettant la découverte :des principes et lois d’innovation : études de casde la créativité technologique : projet de créativité

Des études de cas progressives : justifiant des démarches d’investigation, des activités de travaux pratiques,

Des activités collectives menées en équipe, donnant lieu : à des comptes-rendus collectifs, des ouvertures vers l’extérieur du lycée, les entreprises, les formations,



Création et innovation technologiqueLa démarche proposée pour les études de cas

Produits ou secteur d’activité

Produits ou secteur d’activité

Identification de l’évolution

« produit »


« produit »

Identification de l’innovation technologique

Identification de l’innovation technologique

Identification du principe

d’innovation


d’innovation

TP relatif au principe de la

solution innovante

TP relatif au principe de la

solution innovante

Identification de la loi

d’évolution

Identification de la loi

d’évolution

Compte rendu et présentation des résultats

Compte rendu et présentation des résultats

Données technico économiques

Caractérisation d’un principe par analogie

Manipulation du réelou du virtuel, expérimentation sur un principe

Caractérisation d’une loi par analogie

Synthèse

Pour comprendre l’innovation

technologique

Pour comprendre l’innovation « produit »

Pour faire la synthèse des activités et communiquer

Contraintes : normes, brevets, environnement…

Ressources :- Groupe de recherchede l’Académie de Versailles- INPI

ISUN

ILAND

JOURNÉE DÉPARTEMENTALETECHNOLOGIE EN 4ÈME ET 3ÈME

Création et innovation technologiqueEtude de cas

Chargeur solaire pour utilisation nomade

Thèmes généraux Exemples d’études

La mobilité Les véhicules individuels et les transports collectifs, les énergies utilisées, le pilotage et la sécurité, …

Le sport Les sports de glisse, mécaniques, etc, les matériaux et vêtements techniques, la mesure de performance, …

La santé L’imagerie, l’investigation physiologique, l’observation non invasive, l’assistance à l’intervention médicale, …

L’habitat La performance énergétique, la maison à énergie positive passive, la domotique, …

L’énergie Les énergies renouvelables, le stockage et la distribution, …

La communication La téléphonie, les interfaces de communication, les réseaux…

La culture et les loisirs Le son et l’image, les jeux vidéo, les musées en ligne, …

Les infrastructures Les viaducs, les tours, les tunnels…

La bionique Prothèses, robots humanoïdes, drones, solutions techniques recopiant le vivant,…

La dématérialisation des biens et des services

Monnaie; réservation en ligne, bureau virtuel, …

LES ACQUIS DES ELEVES DE TROISIEME6ème 5ème 4ème 3ème

Moyen de transports

Ouvrage et habitat

Confort etDomotique

Projet

Fonctionnement analyse et conception de l’objet technique

Processus de réalisation de l’objet technique

Communication et gestion de l’information

Evolutions de l’objet technique

Energies mises en œuvre

Matériaux utilisés

Les élèves devraient avoir la maîtrise de la démarche d’investigation et de la démarche de résolution de problème, démarches préconisées dans le pôle de la culture scientifique et technologique du collège.

3 février 2009 – sources Inspection Générale STI

X

X

11 La situation problèmeLa situation problème

22 Appropriation du problèmeAppropriation du problème

33 La formulation d’hypothèsesLa formulation d’hypothèses

44La résolution de

problèmesInvestigation - expérience

La résolution de problèmes

Investigation - expérience

5 5 Échanges argumentésÉchanges argumentés

66La structuration des connaissances

La structuration des connaissances

77 Opérationnalisation des savoirsOpérationnalisation des savoirs

DEMARCHE D’INVESTIGATIONLES SEPT MOMENTS DE LA DEMARCHE

Le prof

L’élève

ELABORATION DU SCENARIO

EVOLUTION PRODUIT ET SOLUTION INNOVANTE

ASSOCIATION SOLUTION / PRINCIPE D’INNOVATION

CONFRONTATION DEBAT

LOIS D’ÉVOLUTION

EXPOSE

EXPÉRIMENTATIONRECHERCHE DOCUMENTAIRE

Recherche documentaire: fabrication des cellules brevets

UtilisationExpérimentation

DEMARCHE D’INVESTIGATION

Deux produits


technologique

Identification de la solution

technologique innovante


d’innovation

Simulation ou mise en œuvre de

la solution technologique

Compte rendu et présentation des

résultats

Identification de la loi d’évolution

Appropriation du problème



Formulation d’hypothèses

Résolution de problèmesInvestigation -

expérience

Structuration des connaissances

Opérationnalisation des savoirs

Recherche documentaire Manipulation du réelou du virtuel, expérimentations


Formalisation etsynthèse écrite

Seconde synthèse

Première synthèse Echanges

argumentés

LES ETAPES

Echanges argumentés



Manipulation du réelou du virtuel, expérimentations


technologique




d’innovation




résultats



InvestigationModélisation


Deux produits

Recherche documentaire

Utilisation ILANDL’effet photovoltaïque

Comparatif PC / CM Brevet panneau ILAND

L’innovation, c’est quoi ?Technologie panneau ILAND

CM innovant, pourquoi ?Quels principes pour les CM ?

Comportement du panneau ILANDJustification d’un accumulateur

L’évolution, c’est quoi ?Evolution panneau ILAND

Préparation exposéExposé

Les brevets.

Les outils de communicationtechniques

Analyse historique de l’évolutiond’un produit

Amélioration, innovation derupture, découvertes.

Marché, compétitivité, besoin, fonction, coût et valeur.

Marché, compétitivité, besoin, fonction, coût et valeur.

Contraintes dans ledéveloppement d’un produit..

LES NOTIONS ABORDEESLES ACTIVITES

LES ETAPES

APPROCHE PAR UN PRODUIT

Principes scientifiques et technologiques, solutions techniques, principes d’innovation et lois d’évolution

Produit 1

Panneau solaire poly-

cristallin

Produit 1

Panneau solaire poly-

cristallin

Evolution

Evolution technologique: les couches minces

Principes d’innovation: 1 La segmentation Diviser un objet en parties indépendantesRéaliser un objet démontable.. 27 L'éphémère bon marché au lieu

de la longévité coûteuseRemplacer un objet cher par un ensemble d'autres bon marché, en renonçant à certaines de ses propriétés.

Loi d’évolution n°5: Evolution de

l’accroissement du rapport performance / coût

Le développement de tout système technique tend vers le niveau le plus élevé de perfectionnement, améliorant ainsi le rapport entre la performance du système et les dépenses nécessaires pour réaliser celle-ci.

Produit 2

Panneau solaire couche

mince

Produit 2

Panneau solaire couche

mince

ISUN ILAND

ACTIVITES (2 heures)

Deux produits


technologique




d’innovation




résultats


Pour comprendre lasolution technologique

Pour comprendre le typed’évolution technologique

Pour faire la synthèsede la découverte des élèves



Questionnement, analyse

Investigation


InvestigationExpérimentation

Modélisation

Communication





QUESTIONNEMENT

Utilisation du générateur ILAND, - branchement des récepteurs, - analyse des performances du panneau.Pourquoi ce nouveau produit (expression du besoin) ?, - film.

Qu’est-ce que l’effet photovoltaïque ? - film, - étude expérimentale.Historique de l’effet photovoltaïque, - diaporama.

Activité 1

Activité 2


PAR GROUPES(Les élèves font les deux activités)

Utilisation ILANDL’effet photovoltaïque



technologique




d’innovation




résultats








Investigation



Modélisation

Communication


Deux produits




QUESTIONNEMENT

Comparatif: - les panneaux poly-cristallin (film), - les panneaux couche mince (film).

Les brevets.

Activité 1

Activité 2



Comparatif PC / CM Brevet panneau ILAND





d’innovation




résultats








Investigation



Modélisation

Communication



Deux produits


technologique

Caractérisation d’une loi par analogieAppropriation du

problème

QUESTIONNEMENT

Qu’appelle-t-on innovation ?- innovation radicale,- innovation incrémentale,- innovation technologique.

Activité 1

Activité 2Pourquoi passer d’un produit rigide à un produit souple ?- analyse de la technologie silicium amorphe,- identification de la solution innovante.



L’innovation, c’est quoi ?Technologie panneau ILAND

ACTIVITES (1 heure)


d’innovation




résultats








Investigation



Modélisation

Communication


Deux produits


technologique





Première synthèse

Formulation d’hypothèses


1) Segmentation 2) Extraction 3) Qualité locale 4) Asymétrie 5) Fusion 6) Multifonctions 7) Inclusion (poupées russes) 8) Contrepoids 9) Action contraire préliminaire 10) Action préliminaire 11) Protection préalable 12) Equipotentialité 13) Inversion

14) Courbe 15) Dynamisme 16) Excessif ou partiel 17) Autre dimension 18) Vibration 19) Action périodique 20) Continuité 21) Vitesse élevée 22) Conversion 23) Rétroaction 24) Intermédiaire 25) Self service 26) Copie 27) Éphémère et bon marché

28) Interaction non mécanique 29) Fluide 30) Membrane flexible 31) Porosité 32) Changement de couleur 33) Homogénéité 34) Rejet et régénération 35) Valeur d'un paramètre 36) Phase de transition 37) Dilatation 38) Oxydants puissants 39) Élément inerte 40) Composites

PRINCIPES D’INNOVATION

Présentés dans l’étude de cas starter

La formulation d’hypothèses



PRINCIPES D’INNOVATION

Jeu de 70 cartes présentant les apports de connaissance nécessaires pour le nouvel enseignement d'exploration CIT.

http://www.listepgm.org/index.php?page=cartes-cit


Présentés dans l’étude de cas starter



QUESTIONNEMENT

Autres technologies ( cellules organiques, …..).

Synthèse: avantages / inconvénients du silicium amorphe.

Deux principes d’innovation commentés(Diaporama).

CLASSE ENTIERE (première synthèse)

Activité




Principe 1. La segmentation

Principe 27. L'éphémère bon marché au lieu de la longévité coûteuse





d’innovation


résultats









Investigation



Modélisation

Communication


Deux produits


technologique






QUESTIONNEMENTPAR GROUPES

(Les élèves font les deux activités)

Activité 1



Etude du comportement au soleil du panneau ILAND.

Activité 1Justification d’un accumulateur.

Comportement du panneau ILANDJustification d’un accumulateur

ACTIVITES (1 heure)



d’innovation


résultats










Investigation



Modélisation

Communication


Deux produits


technologique




Seconde synthèse

Structuration des connaissances


QUESTIONNEMENT

Présentation générale et illustrée des huit lois d’évolution(Diaporama).

Identification des lois d’évolution associées au ILAND.

Activité

CLASSE ENTIERE (seconde synthèse)

La structuration des connaissances


L’évolution, c’est quoi ?Evolution panneau ILAND

Loi d’évolution n°5: Evolution de l’accroissement du rapport performance / coût Le développement de tout système technique tend vers le niveau le plus élevé de

perfectionnement, améliorant ainsi le rapport entre la performance du système et les dépenses nécessaires pour réaliser celle-ci.

Exemple, passage du baladeur au MP3


résultats


d’innovation











Investigation



Modélisation

Communication


Deux produits


technologique






QUESTIONNEMENT

Commentaires prof sur l’exposé (diaporama).

CLASSE ENTIEREPUIS PAR GROUPES

Activité

Présentation élèves de l’exposé.

Préparation de l’exposé (à la maison).


Préparation exposéExposé

ORGANISATION PEDAGOGIQUE

2 HEURES

2 EQUIPES DE 2 OU 3 ELEVES

Utilisation du chargeur ILANDAnalyse de l’effet photovoltaïque

Comparatif poly-cristallin / couche minceBrevets

2 HEURES

Identification de l’innovationTechnologie des couches minces

1 HEURE

Identification du principe d’innovation

2 HEURES

Par groupes

Par groupes

Par groupes

Classe entière

ORGANISATION2 HEURES

Comportement du ILANDJustification d’un accumulateur

Identification des lois d’évolution

1 HEURE

Commentaires sur l’exposé

1 HEURE

12 HEURES

Par groupes

Classe entière

Classe entière

Exposé

1 HEURE Par groupes

Documents

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