ARTheque - STEF - ENS Cachan | Les techniques de la classe de technologie

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LES TECHNIQUES DE LA CLASSE DE TECHNOLOGIE

Cet article fait suite à une conférence faite aux stagiaires du C.P.R. en Novembre 1975. Son but n'est pas de présenter un modèle figé de leçon de technologie, mais de proposer aux professeurs abordant pour la première fois cette discipline quelques idées utilisables dans leurs classes.

Les leçons de technologie au CAPES ne devant pas faire double emploi avec celles de physique et de chimie, l'exemple traité sera "l';;,vertisseur de bicy-clette", objet choisi pour sa simplicité et l'absence de tout risque de voir évoluer ce sujet vers une leçon de physique traditionnelle. Cependant même dans une leçon que certains h'hésiterorit pas à qualifier de "quincail-lerie", la physique est toujours présente soit dans les phénomènes mis en évidence dans l'étude de l'objet

(production d'un son - résonance - force centrifuge -transmission de mouvement), soit dans la méthode expéri-mentale que permet de pratiquer toute étude d'objet.

l - LA LECON DE TECHNOLOGIE

1°. Son contenu

L'actuel enseignement de la technologie fait de l'objet technique le sujet privilégié de cet enseignement; voulu par l'homme pour l'homme, l'objet répond à un besoin,

fait pour ce qu'il fait i l a une fonction, carrefour de sciences différentes il est le siège de phénomènes obéis-sant à des lois, organisé logiquement i l a une véritable architecture.

2°. Ses objectifs

Placer l'enfant dans une attitude interrogative le conduisant par un cheminement logique à la découverte des intentions et des lois nécessaires au fonctionnement de cet objet.

Notre principal souçi étant la formation d'un esprit scientifique, nous développerons surtout les qua-lités d'observation, d'expérimentation et d'interprétation.

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3°. Les méthodes pédagogiques

Les deux méthodes les plus utilisées sont : - la méthode d'observation qui part de l'objet mis entre les mains des élèves et débouche sur la schématisa-tion avec au cours de la leçon, miSe en évidence des phénomènes.

L'objet devenant le prétexte ayant permis la découverte du phénomène.

- la méthode de redécouverte qui part du besoin à satisfaire et débouche sur la construction d'une maquette qu'on compare avec l'objet commercial.

- On peut pratiquer une méthode d'observation avec redécouverte de certaines parties de l'objet.

II - ANALYSE DE QUELQUES ETAPES D'UNE LECON DE TECHNOLOGIE AVEC COMME EXEMPLE

L'AVERTISSEUR DE BICYCLETTE

1°. Problème posé

Dans de nombreuses circonstances, il est néces-saire d'avertir une personne de la présence d'une autre personne, d'un animal ou d'un objet; pour celà l'homme a inventé des signaux lumineux, sonores. Rappelons dans le cas des signaux sonores les procéxés utilisés :

Voix crécelle des lépreux grelot des chevaux -Corne - trompe - sonnerie - klaxon.

Dans le cas d'un cycliste, quel problème se pose? attirer l'attention sur sa présence

l'avertisseur est alors proposé, le titre mis au tableau.

Technique de classe : Le démarrage concret et simple de la leçon permet de larges interventions verbales de la classe.

2°. Enoncé de la fonction

But Enoncer d'une manière ordonnée et condensée tous les éléments du problème résolu par l'objet

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~~~s~§§§!~~ : 0uelles sont les conditions à satis-faire pour résoudre le problème posé ?

Observons l'objet, faisons le fonctionner et constatons :

Un son répété résonant bien malgré une petite dimension (légèreté)

un objet de commande facile (sans lâcher le guidon)

un son donc audible pour le piéton, un objet léger pour une bicyclette, une commande facile pour le cycliste.

Piéton, cycliste, vélo sont les éléments du milieu extérieur.

Le cycliste agit sur l'avertisseur en communi-quant à la manette un mouvement de faible amplitude, le timbre agit sur le piéton en émettant un son audible.

I

CYClistel action> lavertisseu

J

action de>

E

iéto

1

. d'entrée·

~

sortie

fonction

La fonction sera : émettre un son audible pour un piéton grâce à un petit déplacement du doigt de la main d'un cycliste.

Technique de classe

- observation et manipulation de l'objet - construction progressive de l'énoncé

avec une large participation des élèves. Les élèves peuvent faire une recherche par écrit. Ils notent l'énoncé de la fonction.

3°. Le principe de l'objet

But Donner une idée du fonctionnement de l'objet en mettant en évidence les phénomènes exploi-tés.

~~~9~§§§!~~ : Le son doit être audible, la manoeuvre exige un petit mouvement du doigt, ce qui nous amène à rechercher successivement :

les conditions d'obtention d'un son audible . les conditions d'une commande faicle.

Obtention d'un son audible:

- produire le son (par percussion de masselottes sur un ergot)

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Amplifier le son (grâce à la résonance du timbre) - Répéter le son (montrer les masselot~tes et leur

mouvement de rotation, le jeu très grand perpen-diculaire à l'axe. Les masselottes frappent l'er-got et sont rejetées vem l'intérieur du timbrer la force centrifuge les ramène verS l'extérieur. Obtenir une commande facile ;

- Il s'agit d'obtenir un grand nombre de chocs sUr le timbre avec une action de faible amplitude sur la manette; d'une rotation de faible ampli-tude, i l faut obtenir une rotation de grande amplitude. On comptera 3_r5 tours du porte-masselottes pour un déplacement de la manette égal à sa course.

- L'observation de la solution montre la trans~is~

sion par engrenages réalisant la surmultiplica-tion du mouvement.

D'où le principe: Obtenir par une action de faible ampli~

tude de la main une série de sons produits par percussions répétées de masselottes sUr un timbre. Technique de

classe

observation et manipulation de l'objet larges interventions verbales de la classe recherche sur brouillon d'un schéma de principe ou des principales idées du principe

l'élève note dans son cahier les princi-paux problèmes posés et une phrase résu-mant le principe de l'objet.

4°. Etude des phénomènes

But L'étude du principe permet de découvrir un ou plusieurs phénomènes exploités par l'objet r on se propose de rechercher les lois physiques ou technologiques régissant ces phénomènes.

Retenons donc ici le phénomène cinématique ; surmultiplication du mouvement. L'étude peut se faire directement sur l'objet ou sUr du matériel plus adapté à une vérification expé-rimentale avec en particulier la possibilité de faire varier les paramètres dont dépend le phénomène.

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Etude de la surmultiplication :

Observons l'objet: nous distinguons 3 axes, 4 roues dentées

Rl secteur denté solidaire de la manette, Pl et R2 mobile autour du même axe et en liaison complète, P2 mobile autour de l'axe central et en liaison complète avec le porte-masselottes. C'est un train d'engrenages.

Schématisons :

R..,

Expérimentons :

Proposons alors d'étudier la surmultiplication soit directement sur l'objet, soit sur une maquette que les élèves réalisent.

3,5 nP2

nRl On trouve

Comptons le nombre de tours faits par Rl

(entrée), nRl et celui fait par P2 (sortie) .nP2. On cons-tate que :

nP2 est plus grand que nRl, d'où l'idée de savoir combien de fois plus grand ce qui conduit à cal-culer :

Interprétons nP2

nRl k k sera la raison du train d'engrenages.

De quoi dépend k ? du diamètre ? du nombre de dents ?

Les élèves savent que le nombre de dents est important car ils ont déjà étudié la meule à main.

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k 3,5 _RI ₁ _Pl ₁ _R2 ₁ _P2 Zl = la Z' l 8 -'z::".-2-=-'-:::2'""8:-+-'Z::".-=-,

-2---:;1--=0"-Vérifions que pour l'engrenage

Zl _la RI ~Pl k l

_Z'"l

8"

1,2 Z2 ₂₈ pour l'engrenage _R2~_{P 2} _{k 2} =

Z'2

la 2,8

et que pour le train

k 3,5 280

80

denté ~ Pignon ~ Roue ~

Pl _{R 2}

D'où la loi générale

k = Produit du nombre de dents des roues menantes Produit du nombre de dents des roues menées Technique de classe :

observation , expérimentation et interpré-tation des résultats

les différents groupes manipulent et notent les résultats dans leur cahier

l'interprétation conduit à une discussion collective débouchant sur l'établissement d'une loi physique ou technologique à retenir.

5°. L'analyse fonctionnelle

But Le phénomène est réinséré dans l'objet dont on va retrouver l'organisation logique.

Çh~~~~~~~~~

:

Le milieu extérieur agit sur l'objet, l'objet agit sur le milieu extérieur, la suite des éléments assurant le passage de l'action d'entrée à l'action de sortie constitue la chaîne technologique; c'est ainsi que nous pouvons distinguer

une chaîne de mise en position

Vélo --;.. collier ~ socle -~ timbre

une chaîne de transmission du mouvement ou chaîne cinématique

Manette ~ Secteur RI

Pignon ~ Porte masselotte P

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Technique de classe

Ces 2 chaînes se terminent par le timbre qui est la pièce effectrice réalisant la fonction, "émission sonore". La représentation des fonctions dans l'ordre où elles se succèdent constitue le tableau logique (voir Fig. 1).

- Le tableau est construit progressivement en mettant en évidence les chaînes techno-logiques et les fonctions remplies par chaque élément de l'objet.

- Les élèves parti~ipent à sa construction en observant bien l'objet, en le démontant si nécessaire, en répondant aux questions posées. Un document polycopié comportant une petite partie du tableau logique évitera les pertes de temps consacrées à la recherche d'une bonne disposition des cases sur la feuille.

L'analyse technique peut être conduite parallè-lement à l'analyse fonctionnelle en faisant réfléchir la classe sur les conditions à satisfaire pour que chaque pièceœmplisse sa fonction et en examinant la solution retenue par le constructeur. Ainsi seront évoqués : le problème du passage de l'axe central justifiant ainsi le choix d'une roue RI dont la partie centrale est évi-dée ; le petit déplacement de la manette ne nécessitant pas l'utilisation de toutes les dents de RI, d'où un secteur denté comprenant 10 dents. La lecture d'un dessin technique peut faire l'objet d'un exercice à faire à la maison.

Cette étape permet donc de démystifier l'objet en étalant tous les éléments médiateurs qui assurent le passage de l'action d'entrée à l'action de sortie. Le caractère mystérieux disparaît en montrant que la fonction est remplie grâce à une organisation logique voulue par l'homme pour l'homme.

6°. La schématisation

But: Traduire l'architecture de l'objet et son fonctionnement par une représentation graphique qui nécessitera une simplification de ce qui pourrait être un dessin. Cette étape nécessite des qualités d'abstraction et toute incompréhen-sion de l'objet sera immédiatement dénoncée par une erreur de schématisation.

Cheminement: En s'appuyant sur le tableau logique, ---on-schématise d'abord la chaîne de mise en

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remarquera que les conventions utilisées pour représenter chaque pièce privilégient la fonc-tion assurée plutôt que la forme et le volume de cette pièce.

Technique de classe

- Il est difficile et très long de schématiser totalement un objet, d'où la nécessité pour le professeur de préparer une partie de ce schéma en le dessinant par exemple sur un transparent destiné à la projection au rétro-projecteur ou en donnant aux élèves une

feuille polycopiée avec un début de schémati-sation.

- La recherche se fera avec la participation de toute la classe dont les différentes proposi-tions seront discutées jusqu'à obtention et exécution d'un schéma exact.

CONCLUSION

La schématisation peut être considérée comme une étape finale de la leçon, mais pas de l'étude de l'objet qui sera complétée par une lecture de dessin ou une ana-lyse technique.

De tels exercices peuvent être exploités après un travail fait à la maison, il faudra ensuite contrôler la solidité des acquisitions et l'aptitude à réinvestir ces connaissances dans des objets différents du point de vue de la fonction, mais voisins du point de vue de l'organisation logique ou de certains phénomènes exploi-tés (Ex. essoreuse à salade).

R. VENTO

Lycée Saint Exupéry MARSEILLE

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