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E.NSE.IQNE.MENT llE. DEfE.RHINATtON
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SECONDE.
-L'AVANT-PR.OJEf
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par
M LETOURNEAU
Ci-dessous, en avant-,première, le préambule de l'avant-projet de la réforme des secondes STI, en l'oc-curence INITIATION AUX SCIENCES DE L'INGENIEUR (ISI), qui vient, à l'heure de l'écriture de ces lignes, d'être déposé à la DESCO. . ·
Merci au président du groupe constitué d'avoir bien voulu fournir les textes originauL
Ds vous reste donc, cher(e)s collègues à lire ce texte d'avant-projet et bien sûr nous attendons vos réac-tions constructives.
n
en va de l'avenir de l'enseignement technique.-1· Préambule
Notre pays, pour affiner sa place dans le concert des pays industrialisés, dans le contexte actuel de concurrence mondiale accrue, doit satisfaire aux
be-soins croissants en Chercheurs, Ingénieurs et Techni-ciens.
Dans le même temps, les performances des pro-duits augmentent, promues entre autres par l'essor des nouvelles technologies de l'information et de la com-munication. En outre la complexité de .ceux-ci exige des compétençes pluridisciplinaires avec une compréhen-Sion approfondie des prlnclpes qui les gouVernent.
Ce développement technologique associe nou-velles méthodes de conception, capacité d'analyse scientifique et culture technique, pour la maîtrise des performances.
ll est aujourd'hui important de proposer aux jeunes un enseignement qui leur apporte la
connais-sance et la compréhension des concepts élémentaires
qui régissent les prodQits de leur environnement. Les formations à la technologie répondent à cet objectif. Elles développent progressivement chez les élèves la connaissance et les méthodes d'approche des produits actuels, et leur font découvrir l'intérêt des dé-marches et des contenus qu'ils .rencontreront dans les filières scientifiques et technologiques du secondaire puis du supérieur. L'enseignement de détermination «Initiation aux Sciences de 1 'IngénieuD> leur permet ainsi de mieux affirmer leur projet personnel.
• 2 -Obieclils généraux
Cet enseignement de détermination se caracté-rise par l'approche des méthodes d'analyse et de conception assistées par ordinateur, associées à l'appli-cation concrète des savoirs scientifiques. En appui sur des produits de l'environnement quotidien, il recherche l'épanouissement des élèves en développant leurs
quali-tés d'ouverture d'esprit, leur sens critique, leur créati-vité et leur capacité d'initiative.
llviseà:
- construire les bases d'une culture technique ; - faire acquérir les connaissances et les dé-marches permettant la compréhension des systèmes présents dans 1' environnement de l'élève ;
- promouvoir l'utilisation des nouvelles techno-logies informatique ;
• développer le travail en équipe ;
- aider à la construction du projet personnel de l'élève établir une synergie avec les autres disciplines ; - en particulier avec les sciences physiques pour la compréhension des phénomènes ou des comporte-ments, avec les mathématiques pour l'esprit d'analyse et la formalisation des modèles de représentation, avec le français pour la communication orale et écrite, et en-fin avec les langues étrangères (l'anglais en particulier) pour la lecture de notes techniques et la recherche d'in-formations sur le réseau Internet.
A.tl/1 ll'rl
info- N°84- Av. Mai- 2000
• 3 ·Méthodologie et activités des élèves
_..· ,Cet.enseignement est abordé par une approche globale et concrète de systèmes pluritechniques pré-sents dans l'environnement quotidien, et dans les sec-teurs industriels, avec la mise en oeuvre d'outils infor-matiques permettant la modélisation des systèmes et la simulation de leur comportement.
Les systèmes seront soigneusement choisis pour être représentatifs de la diversité et de la richesse des technologies actuelles. A cet·e:ffet les supports tels que les systèmes automatisés déjà présents dans les labora-toires seront complétés par des produits empruntés à l'environnement du quotidien de l'élève et suscitant son intérêt: Domotique, Moyens de transports, Sport, Jeux, Audio-visuel, Information et Communication, ...
Cet enseignement privilégie 1 'activité pratique et la manipulation,· autour de préoccupations technolo-giques authentiques. La démarche d'enseignement per-met .d'extraire les concepts scientifiques et technolo-giques par de permanents allers et retours entre l' obser-vation du réel et les activités de modélisation et de si-mulation. Elle s'appuie sur l'étude d'objets, de solu-tions techniques, de systèmes, par l'observation, l'ana-lyse, la comparaison, l'expérimentation, le démon-tage, le remondémon-tage, la représentation, la modélisation, la simulation, l'étude d'évolutions possibles.
Les activités pédagogiques doivent conduire l'élève à:
- faire fonctionner le système pour identifier ses fonc-tions, observer et comprendre les phénomènes phy-siques associés, mesurer certaines caractéristiques ; - démonter, monter, régler, comparer une (ou des) solu-tion(s) constructive(s) réalisant une fonction technique
du système pour s'approprier les raisons de l'agence-ment des structures, et les éléments qui, caractérisent la · qualité de la réponse au besoin ;
~ décrire les états du système pour en expliciter le fon~
tionnement ;
- représenter des structures mécaniques du système à l'aide de modeleurs volumiques paramétrés pour com-prendre, justifier, faire évoluer les formes de ces struc-tures;
- utiliser et élaborer des représentations schématiques, communiquer et modéliser le comportement du sys-tème;
- simuler tout ou partie du fonctionnement afin de dé-couvrir les paramètres influents ;
- exploiter, élaborer, expérimenter et valider des mo-dèles de commande du système en réponse au cahier
des charges pour en comprendre le pilotage et le contrôle;
et dans le cadre du mini projet de fin d'année à : - analyser et résoudre individuellement et en autonomie des problèmes techniques simples ;
- mener à bien dans un groupe de travail une activité sur un mini projet bien délimité et modeste, avec l'aide de bases de données techniques et d'un environneme.nt informatique, pour développer le travail en co-activité synchrone, proposer une solution réelle, la concrétiser
et la valider.
-4 • Organisauon des enseignements
L'enseignement de détermination <<Initiation aux Sciences de l'Ingénieur» est dispensé sous forme de 3 heures hebdomadaires de travaux pratiques en demi division.
n
est. confié, pendant toute la durée de1' année scolaire, à un seul professeur de Sciences et Techniques Industrielles pour un groupe d'élève donné afin de garantir la cohérence des contenus et la qualité
du suivi des élèves.
La forme de Travaux Pratiques est privilégiée pour faciliter l'autonomie d'action et de réflexion, res-pecter les rythmes d'apprentissage et favoriser une ap-proche inductive des savoirs.
Afin d'harmoniser les acqui,s du groupe, le. labo-ratoire doit être équipé et organisé pour que, dans une période donnée, tous les élèves appréhendent les mêmes centres d'intérêt.
Les activités pratiques occupent environ 2/3 du
temps, le 1/3 restant étant réservé à des activités de syn-thèse pour structurer les connaissances et faire émerger les concepts, ou à quelques soutenances relatives aux travaux en équipe (TP et mini projet) pour permettre l'exercice de la communication écrite et orale.
Une grande partie des activités du 3ème tri-mestre est réservée à la réalisation d'un mini projet qui, exerce la créativité des élèves, met en oeuvre et com-plète les savoirs et les savoir-faire induits, et développe les capacités de réflexion autonome et de travail en groupe organisé des élèves. .
• 5 ·Programme
-5-1 Présentation
L'enseignement de détermination« ISI » s'inté-resse à l'étude de systèmes et de produits pluritech-niques dont la complexité exige une approche structu-rée.
Adp 11'1'1 info -
N°84 - Av. Mai - 2000
· A cet effet, le programme est présenté par les approches fonctionnelle, structurelle, et comportemen-tale, qui permettent de caractériser et valider les fonc-tions d'usage d'un système.
L'approche fonctionnelle développe les qualités d'analyse. L'approche structurelle induit les acquis techniques et exerce aux raisonnements de synthèse de l'activité de conception. L'approche comportementale met en évidence les effets, notamment physiques, et les processus impliqués darts le fonctionnement, elle conduit l'élève à réfléchir sur la validité des résultats obtenus à l'aide des modèles.
Cette rédaction, qui fait apparaître les invariants de la formation technologique, permet l'approche de la culture des solutions constructives attachées à plusieurs champs disciplinaires et induit l'apprentissage des ou-tils de représentation et de modélisation à l'aide de
l'outil informatique. ·
Le concept de fonction répondant à un besoin exprimé et spécifié constitue 1' étape élémentaire de la . démarche de conception et il offre un champ très large de développements pédagogiques pour amener l'élève
à s'exprimer et à développer son sens créatif.
-5-2 Architecture du programme, compétences et ni-veaux d'acquisition
La colonne de gauche précise les compétences terminales attendues définissant le contrat d'évaluation pour chaque point des différentes parties du pro-gramme.
La colonne centrale présente les connaissances nécessaires à l'acquisition de ces compétences.
Le niveau de chaque compétence est précisé par le niveau taxonomique de la capacité et par lès don-nées de mise en oeuvre.
-1-Niveau d'information : «je sais de quoi je parle » =Appréhension d'une vue d'ensemble d'un sujet. Les réalités sont montrées sous certains aspects de manière partielle ou globale.
-2- Niveau d'expression: «je sais en parler» =
Acqui-sition de moyens d'expression et de communication. L'élève défini et utilise les termes dela discipline. -3- Niveau de mai frise d'outils:« je sais faire» =Mai-frise de procédés et d'outils d'étude ou d'action. L'élève sait utiliser, manipuler des règles, des prin-cipes, en vue d'un résultat à atteindre.
-4- Niveau de la maitrise méthodologique : « je sais choisir » =Méthodologie de pose et de résolution de problèmes. L'élève ma1trise une démarche. (Ce niveau
ne sera pas demandé en seconde)
Cette liste de compétences terminales attendues
ne préjuge en rien, ni de l'ordre d'acquisition privilégié par l'enseignant, ni de la progressivité et de la redon-dance éventuelle dans l'acquisition, ni des démarches pédagogiques mises en oeuvre pour les atteindre.
Les savoirs et savoir-faire de base et les compé-tences associées sont regroupés dans les trois domaines caractéristiques de la démarche d'analyse et de concep-tion des produits :
-L'Analyse fonctionnelle des produits, pour répondre à 1' expression du besoin et formuler les fonc-tions à satisfaire (Quelle est l'utilité du produit ?) ;
- Les solutions technologiques associées aux fonctions; qui décrivent les solutions de réalisation et construction des fonctions techniques élémentaires, ai.nsi que leur représentation (structurel, Quelle est la constitution du produit?),
- la première partie, Animer un méca-nisme, définit le trajet de 1' énergie ;
- la seconde partie, ·Commander et contrôler un système, définit le trajet de l'information; - L'Introduction aux principes de base du comportement des systèmes, qui explique le fonction-nement des mécanismes, des circuits énergétiques et des circuits d'information associés (comportemental, Comment fonctionne le produit ?) ;
-L'ensemble de ces savoirs et savoir-faire est synthétisé dans la Mise en oeuvre d'un mini projet, en fin d'année scolaire. Ce travail vise à éclairer les rela-tions entre les trois approches : fonctionnelle, compor-tementale, structurelle.
-5-3 Contenus
-1- Analyse fonctionnelle des produits
-2-Les solutions technologiques associées aux fonctions
-2-1- Animer un mécanisme
-2-2-Commander et contrôler un système -3- Introduction aux principes de base du com-portement des systèmes
-4-Mise en oeuvre d'un mini projet
Commentaires
-(Pour la suite, lire documents officiels)
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