Cv académieGuadeloupeacadémieGuadeloupe André MARCANT Enseignement des sciences industrielles La démarche pédagogique Enseignement des sciences industrielles

cvcv

André MARCANT

académieacadémieGuadeloupeGuadeloupe


Enseignement des Enseignement des

sciences industriellessciences industrielles

La démarche La démarche

pédagogiquepédagogique

Enseignement des Enseignement des

sciences industriellessciences industrielles

La démarche La démarche

pédagogiquepédagogique

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André MARCANT



L ’enseignement L ’enseignement technologiquetechnologique

L ’enseignement L ’enseignement technologiquetechnologique

Acquérir des connaissances scientifiques et Accéder à la compréhension du monde moderne aux travers de l ’étude des objets techniques.

Une pédagogie

active

L ’utilisation des systèmes

industriels

Une approchesystémique

DesDesTravaux Travaux pratiquespratiques

DesDesTravaux Travaux pratiquespratiques

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La pédagogie activeLa pédagogie activeLa pédagogie activeLa pédagogie active

ProfesseurProfesseur


ConnaissancesConnaissances ElèvesElèves

Situationsd’apprentissage


cvcv

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CentreCentred’intérêtd’intérêtCentreCentre

d’intérêtd’intérêt

La démarche pédagogiqueLa démarche pédagogiqueLa démarche pédagogiqueLa démarche pédagogique

Objectif deformation


RéférentielRéférentielRéférentielRéférentielPré-acquisPré-acquis

SituationproblèmeSituationproblème

ElèvesElèvesElèvesElèves

ProfesseurProfesseurProfesseurProfesseur

Activités proposéesActivités

proposées

Formalisation, exploitation des travaux : Synthèse

Formalisation, exploitation des travaux : Synthèse

EvaluationEvaluation

SystèmesSystèmes

S/SystèmesLogiciels

Ressourcesmatérielles et informatiques

SystèmesSystèmes



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SystèmesSystèmes



SystèmesSystèmes



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Objectif de formationObjectif de formationObjectif de formationObjectif de formation

Identification de l’objectif de Identification de l’objectif de formationformation

Repérage par rapport au centre Repérage par rapport au centre d ’intérêtd ’intérêt

Liste des connaissances à retenir et à Liste des connaissances à retenir et à formaliser formaliser

Compatibilité entre objectifs et durée Compatibilité entre objectifs et durée de la séance de formationde la séance de formation

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Situation problèmeSituation problèmeSituation problèmeSituation problème

• Problématique technique posée à l’élève pour Problématique technique posée à l’élève pour donner du sens aux activités et servir, du point donner du sens aux activités et servir, du point de vue de l’élève, de fil conducteur aux de vue de l’élève, de fil conducteur aux apprentissages…apprentissages…

• Plus le niveau de formation est « bas », plus Plus le niveau de formation est « bas », plus elle est indispensable… elle est indispensable…

• Exemple : « Diagnostiquer l’origine d’une Exemple : « Diagnostiquer l’origine d’une fuite, identifier le composant défectueux et le fuite, identifier le composant défectueux et le commander » pour motiver l’élève sur le centre commander » pour motiver l’élève sur le centre d’intérêt de l’étanchéité.d’intérêt de l’étanchéité.

• Problématique technique posée à l’élève pour Problématique technique posée à l’élève pour donner du sens aux activités et servir, du point donner du sens aux activités et servir, du point de vue de l’élève, de fil conducteur aux de vue de l’élève, de fil conducteur aux apprentissages…apprentissages…

• Plus le niveau de formation est « bas », plus Plus le niveau de formation est « bas », plus elle est indispensable… elle est indispensable…

• Exemple : « Diagnostiquer l’origine d’une Exemple : « Diagnostiquer l’origine d’une fuite, identifier le composant défectueux et le fuite, identifier le composant défectueux et le commander » pour motiver l’élève sur le centre commander » pour motiver l’élève sur le centre d’intérêt de l’étanchéité.d’intérêt de l’étanchéité.

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Les Pré - AcquisLes Pré - AcquisLes Pré - AcquisLes Pré - Acquis

Bases à partir desquelles on construitde nouvelles connaissances.Bases à partir desquelles on construitde nouvelles connaissances.

A définir précisément si les élèvestravaillent en autonomie.A définir précisément si les élèvestravaillent en autonomie.

Il est important de les hiérarchiser, afin d ’assurer la progression.Il est important de les hiérarchiser, afin d ’assurer la progression.

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proposées







SystèmesSystèmes



SystèmesSystèmes



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Activités proposéesActivités proposéesActivités proposéesActivités proposées

Phase d ’action fondamentale, où les élèves sont amenées à développer une activité intellectuelle, dans

des actions personnelles en mobilisant leurs sens.

Phase d ’action fondamentale, où les élèves sont amenées à développer une activité intellectuelle, dans

des actions personnelles en mobilisant leurs sens.

Ces activités visent notamment à l ’appropriation des modèlesCes activités visent notamment à l ’appropriation des modèles

Elles s’inspirent des activités industriellessur les systèmesElles s’inspirent des activités industriellessur les systèmes

Elles s ’appuient sur une stratégie pédagogique, qui invite les élèves à des tâches précises : démonter pour découvrir une solution démonter pour découvrir une solution constructive, identifier un nouveau composant, comprendre le constructive, identifier un nouveau composant, comprendre le fonctionnement du système et justifier un matériau ...fonctionnement du système et justifier un matériau ...

Elles s ’appuient sur une stratégie pédagogique, qui invite les élèves à des tâches précises : démonter pour découvrir une solution démonter pour découvrir une solution constructive, identifier un nouveau composant, comprendre le constructive, identifier un nouveau composant, comprendre le fonctionnement du système et justifier un matériau ...fonctionnement du système et justifier un matériau ...

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Activités proposées : Activités proposées : les différents scénariosles différents scénariosActivités proposées : Activités proposées : les différents scénariosles différents scénarios

Parcours précis, linéaire et séquentiel, actions imposées : Parcours précis, linéaire et séquentiel, actions imposées : pas d’initiative laissée à l’apprenant (situation de la majorité pas d’initiative laissée à l’apprenant (situation de la majorité des TP actuels).des TP actuels).

Parcours précis, linéaire et séquentiel, actions imposées : Parcours précis, linéaire et séquentiel, actions imposées : pas d’initiative laissée à l’apprenant (situation de la majorité pas d’initiative laissée à l’apprenant (situation de la majorité des TP actuels).des TP actuels).

1

Parcours mixte, alternant guidage précis et phases de Parcours mixte, alternant guidage précis et phases de recherche libre à partir d’une question ouverte (situation recherche libre à partir d’une question ouverte (situation peu présente, faute de temps ?).peu présente, faute de temps ?).

Parcours mixte, alternant guidage précis et phases de Parcours mixte, alternant guidage précis et phases de recherche libre à partir d’une question ouverte (situation recherche libre à partir d’une question ouverte (situation peu présente, faute de temps ?).peu présente, faute de temps ?).

2

Parcours libre (mais « piloté » et validé par le professeur) Parcours libre (mais « piloté » et validé par le professeur) amenant l’élève à explorer un environnement, poser des amenant l’élève à explorer un environnement, poser des hypothèses, proposer des solutions et, après un arbitrage avec hypothèses, proposer des solutions et, après un arbitrage avec le professeur, à s’engager dans « son » parcours (situation le professeur, à s’engager dans « son » parcours (situation trouvée dans les projets, mais non existante dans les TP).trouvée dans les projets, mais non existante dans les TP).

Parcours libre (mais « piloté » et validé par le professeur) Parcours libre (mais « piloté » et validé par le professeur) amenant l’élève à explorer un environnement, poser des amenant l’élève à explorer un environnement, poser des hypothèses, proposer des solutions et, après un arbitrage avec hypothèses, proposer des solutions et, après un arbitrage avec le professeur, à s’engager dans « son » parcours (situation le professeur, à s’engager dans « son » parcours (situation trouvée dans les projets, mais non existante dans les TP).trouvée dans les projets, mais non existante dans les TP).

3

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Activités proposées :Activités proposées :Les modèlesLes modèles


Un modèle est un outil de communication et de Un modèle est un outil de communication et de description pertinent.description pertinent.

Un modèle est un outil de communication et de Un modèle est un outil de communication et de description pertinent.description pertinent.

Décrire le fonctionnementDécrire le fonctionnementDécrire le fonctionnementDécrire le fonctionnement

Représenter des éléments, des s/ensembles...Représenter des éléments, des s/ensembles...Représenter des éléments, des s/ensembles...Représenter des éléments, des s/ensembles...

Connaître et analyser le comportement de tout ou Connaître et analyser le comportement de tout ou partie d ’un systèmepartie d ’un systèmeConnaître et analyser le comportement de tout ou Connaître et analyser le comportement de tout ou partie d ’un systèmepartie d ’un système

SystèmSystèmee

RéelRéel

SystèmSystèmee

RéelRéel

ModèlesModèlesModèlesModèles

Les modèles permettent de :Les modèles permettent de :Les modèles permettent de :Les modèles permettent de :

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CommercialisationCommercialisationCommercialisationCommercialisation

Activités proposées :Activités proposées :La Démarche IndustrielleLa Démarche Industrielle

Activités proposées :Activités proposées :La Démarche IndustrielleLa Démarche Industrielle

SpécificationSpécificationSpécificationSpécificationFonctionFonction FonctionFonction

FonctionFonction

ConceptionConceptionConceptionConception

RéalisationRéalisationRéalisationRéalisation

Test-intégrationTest-intégrationTest-intégrationTest-intégration

ValidationValidationValidationValidation

IdéeIdéeIdéeIdée ObjetObjetObjetObjet

MaintenanceMaintenanceMaintenanceMaintenance

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Activités proposées :Activités proposées :Utilisation des modèlesUtilisation des modèles

Activités proposées :Activités proposées :Utilisation des modèlesUtilisation des modèles

CommercialisationCommercialisationCommercialisationCommercialisationSpécificationSpécificationSpécificationSpécificationFonctionFonction FonctionFonction

FonctionFonction





MaintenanceMaintenanceMaintenanceMaintenance

Les modèles fonctionnels et de fonctionnement

Référents : les fonctions, les activités

Les modèles de comportement ou

scientifiques

Les modèles de représentation du

réel

Référents : l ’espace, l’imagerie, les codes


Les modèles technico-

économiques

Le réel

technologique

Les éléments le constituantLes modèles de

représentation du réel


économiques

Référents : le marché, la compétitivité, l ’économie,

Référents : les grandeurs physiques, les lois physiques

Les modèles de comportement ou

scientifiques

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économiques

Référents : le marché, la compétitivité, l ’économie,

Les modèles de représentation

du réel

Référents : l ’espace, l’imagerie, les codes


Référents : les fonctions, les activités

Les modèles de comportement

ou scientifiques

Référents : les grandeurs physiques, les lois physiques

Le réel technologique

Les éléments le constituant

Activité type:

l’analyse

Activité type: les calculs des lois

E/S et du dimensionnement

Activité type: la définition de produit

Activité type: la

conception

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Activités proposées :Activités proposées :Modèles technico-économiquesModèles technico-économiquesActivités proposées :Activités proposées :

Modèles technico-économiquesModèles technico-économiques

Ils mobilisent :Ils mobilisent :– des outils de description (Cdcf, FAST, matrices de coûts,…)des outils de description (Cdcf, FAST, matrices de coûts,…)– des bases de connaissances (expérience industrielle, bases de des bases de connaissances (expérience industrielle, bases de

données techniques locales ou en réseau, …)données techniques locales ou en réseau, …)– des bases de règles ( de l’art ou du métier, relation produit-des bases de règles ( de l’art ou du métier, relation produit-

procédé-matériau, …)procédé-matériau, …) L ’activité utilisatrice des différents modèles permet :L ’activité utilisatrice des différents modèles permet :


économiques

Activité type: la

conception

D ’imaginer

De choisirUne solution

Sous contraintes :- techniques- économiques- de réalisation

Ces modèles visent à associer, en optimisantCes modèles visent à associer, en optimisantles coûts, des solutions constructivesles coûts, des solutions constructivesà des fonctions techniques.à des fonctions techniques.

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Activités proposées :Activités proposées :Les modèles de représentation du réelLes modèles de représentation du réel

Activités proposées :Activités proposées :Les modèles de représentation du réelLes modèles de représentation du réel

Les modèles de représentation du réelLes modèles de représentation du réel

permettent d ’associer à une réalitépermettent d ’associer à une réalité

constructive, une représentation. Deuxconstructive, une représentation. Deux

logiques principales peuvent être identifiéeslogiques principales peuvent être identifiées

Les modèles de

représentation du réel

Activité type: la

définition de produit

ConceptionConceptionConceptionConception ExploitationExploitationExploitationExploitation

MaquettesMaquettesnumériquesnumériquesMaquettesMaquettes

numériquesnumériques

Plan Plan schémasschémas

Plan Plan schémasschémas

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Activités proposées :Activités proposées :Les modèles fonctionnelsLes modèles fonctionnels

Activités proposées :Activités proposées :Les modèles fonctionnelsLes modèles fonctionnels


Activité type:

l’analyse

L’activité d ’analyse comporte deux axes principaux :L’activité d ’analyse comporte deux axes principaux : L’analyse fonctionnelleL’analyse fonctionnelle qui permet d’identifier qui permet d’identifier l ’ensemble des fonctions techniques qui concourent l ’ensemble des fonctions techniques qui concourent à une ou plusieurs fonctions de service. Elle se traduità une ou plusieurs fonctions de service. Elle se traduit par des graphes de divers types (APTE, FAST, ...)par des graphes de divers types (APTE, FAST, ...) L’analyse structurelleL’analyse structurelle qui s’attache à décrire les qui s’attache à décrire les solutions constructives retenues en réponse aux fonctions solutions constructives retenues en réponse aux fonctions

techniques. Elle se traduit par des images et une verbalisation techniques. Elle se traduit par des images et une verbalisation écrite ou oraleécrite ou orale

L’association de ces deux analyses

Permet de comprendre et de

décrire une solution technique

Permet de justifier une solution technique

Permet de comparer des solutions techniques

Et de développer l’analyse concurrentielle

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Activités proposées :Activités proposées :Les modèles scientifiquesLes modèles scientifiques

Activités proposées :Activités proposées :Les modèles scientifiquesLes modèles scientifiques

L ’activité peut êtreL ’activité peut être décomposée en trois phases principales :décomposée en trois phases principales :

– Associer un modèle d ’étude à une situation réelle ou Associer un modèle d ’étude à une situation réelle ou virtuelle (plan ou maquette virtuelle)virtuelle (plan ou maquette virtuelle)

– Associer une loi de comportement à un phénomène Associer une loi de comportement à un phénomène (champs des lois physiques, relation entre entrée et sortie)(champs des lois physiques, relation entre entrée et sortie)

– Associer des décisions constructives à des résultats Associer des décisions constructives à des résultats obtenusobtenus

Les modèles de comportement

ou scientifiques

Activité type: les Activité type: les calculs des lois E/S calculs des lois E/S

et du et du dimensionnementdimensionnement

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Les activités proposéesLes activités proposéesLes activités proposéesLes activités proposées

Comprendre

Connaître

Appliquer- Mettre en œuvre

Valider

Analyser

Problème technique

Réalisation concrète

AutonomieAutonomieAutonomieAutonomie

CréativitéCréativitéCréativitéCréativité

AffectifAffectifAffectifAffectif CognitifCognitifCognitifCognitif

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La progressionLa progressionLa progressionLa progression

Comprendre

Connaître

Appliquer- Mettre en œuvre

Valider

Analyser

Fin de formationFin de formation

Approche Approche systèmesystème

Approche Approche externe etexterne et

interne desinterne desfonctionsfonctions

techniques techniques

Comprendre l ’architecture généraleComprendre l ’architecture générale

Comprendre le fonctionnementComprendre le fonctionnement

Utilisation de base de donnéesUtilisation de base de données

Maîtrise des modèles et des outilsMaîtrise des modèles et des outils

Application de connaissances généralesApplication de connaissances générales

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Approche système Approche système Etude fonctionnelleEtude fonctionnelle

Approche système Approche système Etude fonctionnelleEtude fonctionnelle


FonctionFonction




ValidationValidationValidationValidation MaintenanceMaintenanceMaintenanceMaintenanceSpécificationSpécificationSpécificationSpécificationFonctionFonction FonctionFonction

FonctionFonction

Approche systémiqueApproche systémique

Etude fonctionnelleEtude fonctionnelle

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Les activités proposéesLes activités proposéesValidationValidation

Les activités proposéesLes activités proposéesValidationValidation


FonctionFonction




ValidationValidationValidationValidation MaintenanceMaintenanceMaintenanceMaintenance

Valider les fonctions par rapport au Valider les fonctions par rapport au cahier des chargescahier des charges


FonctionFonction


Vérifier les performances.Vérifier les performances.

Analyse de l ’organisation structurelleAnalyse de l ’organisation structurelle d ’une fonction.d ’une fonction.

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Les activités proposéesLes activités proposéesLa ConceptionLa Conception

Les activités proposéesLes activités proposéesLa ConceptionLa Conception


FonctionFonction





FonctionFonction


Etude de conception ou Etude de conception ou de reconceptionde reconception

Choix des solutions Choix des solutions techniquestechniques

Production de plans et de Production de plans et de documents techniques documents techniques modèles de représentationmodèles de représentation

Essais et simulationEssais et simulation

cvcv

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Les activités proposéesLes activités proposéesLaLa RéalisationRéalisation

Les activités proposéesLes activités proposéesLaLa RéalisationRéalisation


FonctionFonction





FonctionFonction



Mise en œuvre des Mise en œuvre des solutions techniquessolutions techniques

Amélioration matérielleAmélioration matérielle

Assembler, configurerAssembler, configurerrégler.régler.

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proposées







SystèmesSystèmes



SystèmesSystèmes


Ressourcesmatérielles et informatiques Formalisation, exploitation des travaux

: SynthèseFormalisation, exploitation des travaux

: Synthèse

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Fiche de formalisationFiche de formalisationFiche de formalisationFiche de formalisation

Document spécifique, gardé par l’élève, résumant ce qu’il doit retenir et qui sera susceptible d’être évalué sommativement.Document spécifique, gardé par l’élève, résumant ce qu’il doit retenir et qui sera susceptible d’être évalué sommativement.

Réalisé par l’élève qui complète une trame proposée par le professeur, méthode qui allie un minimum de directivité dans la formalisation des connaissances à retenir (lesquelles, dans quel ordre) et un minimum d’initiative permettant à ,l’élève de s’approprier les connaissances identifiées comme importantes.

Réalisé par l’élève qui complète une trame proposée par le professeur, méthode qui allie un minimum de directivité dans la formalisation des connaissances à retenir (lesquelles, dans quel ordre) et un minimum d’initiative permettant à ,l’élève de s’approprier les connaissances identifiées comme importantes.

Dans tous les cas, cette fiche de formalisation des connaissance doit être rédigée complètement par le professeur très en amont de la préparation du TP, dès que les objectifs de formation sont identifiés.

Dans tous les cas, cette fiche de formalisation des connaissance doit être rédigée complètement par le professeur très en amont de la préparation du TP, dès que les objectifs de formation sont identifiés.

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Un centre d’intérêtUn centre d’intérêtUn centre d’intérêtUn centre d’intérêt

La synthèseLa synthèseLa synthèseLa synthèse

Formalise les connaissances :Formalise les connaissances :On vérifie et on complète les fiches de formalisationOn vérifie et on complète les fiches de formalisation

Formalise les connaissances :Formalise les connaissances :On vérifie et on complète les fiches de formalisationOn vérifie et on complète les fiches de formalisation

Fonction 1Fonction 1Système 1Système 1Fonction 1Fonction 1Système 1Système 1




La majorité des élèves est incapable d ’effectuer la synthèse.La majorité des élèves est incapable d ’effectuer la synthèse.

Cette opération doit être conduite lors du cours parle professeur, qui exploite les travaux des élèves.Cette opération doit être conduite lors du cours parle professeur, qui exploite les travaux des élèves.

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EvaluationEvaluation


proposées







SystèmesSystèmes



SystèmesSystèmes


Ressourcesmatérielles et informatiques Formalisation, exploitation des travaux

: SynthèseFormalisation, exploitation des travaux

: Synthèse

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L ’évaluationL ’évaluationL ’évaluationL ’évaluation

Très difficile à effectuer. En T.P. elle est avant tout formative et doit être individuelle.

Très difficile à effectuer. En T.P. elle est avant tout formative et doit être individuelle.

La solution technique n ’est pas unique.La solution technique n ’est pas unique.

Il faut prendre en compte les savoir-être :- activés de l ’élève- sa progression - son investissement

Il faut prendre en compte les savoir-être :- activés de l ’élève- sa progression - son investissement

Documents

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