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

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1 Création et innovation technologique Enseignement dexploration en classe de seconde J OURNÉE D ÉPARTEMENTALE TECHNOLOGIE EN 4 ÈME ET 3 ÈME Mercredi 28 mars 2012

2 2 J OURNÉE D ÉPARTEMENTALE TECHNOLOGIE EN 4 ÈME ET 3 ÈME Création et innovation technologique Le Concept dinnovation technologique

3 3 J OURNÉE D ÉPARTEMENTALE TECHNOLOGIE EN 4 ÈME ET 3 ÈME Création et innovation technologique Les objectifs généraux Découvrir concrètement linnovation technologique et ses enjeux Découvrir la créativité technologique par le projet Explorer les 3 champs technologiques des bacs STI Activités danalyses de supports technologiques innovants. 1/2 à 2/3 des 54 heures Activités danalyses 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…

4 4 J OURNÉE D ÉPARTEMENTALE TECHNOLOGIE EN 4 ÈME ET 3 ÈME Création et innovation technologique Approche pédagogique Une démarche globale permettant la découverte : des principes et lois dinnovation : études de cas de la créativité technologique : projet de créativité Des études de cas progressives : justifiant des démarches dinvestigation, des activités de travaux pratiques, Des activités collectives menées en équipe, donnant lieu : à des comptes-rendus collectifs, des ouvertures vers lextérieur du lycée, les entreprises, les formations,

5 5 J OURNÉE D ÉPARTEMENTALE TECHNOLOGIE EN 4 ÈME ET 3 ÈME Création et innovation technologique La démarche proposée pour les études de cas Produits ou secteur dactivité Produits ou secteur dactivité Identification de lévolution « produit » Identification de linnovation technologique Identification du principe dinnovation TP relatif au principe de la solution innovante Identification de la loi dévolution Compte rendu et présentation des résultats Données technico économiques Caractérisation dun principe par analogie Manipulation du réel ou du virtuel, expérimentation sur un principe Caractérisation dune loi par analogie Synthèse Pour comprendre linnovation technologique Pour comprendre linnovation « produit » Pour faire la synthèse des activités et communiquer Contraintes : normes, brevets, environnement…

6 Ressources : - Groupe de recherche de lAcadémie de Versailles - INPI ISUN ILAND J OURNÉE D ÉPARTEMENTALE TECHNOLOGIE EN 4 ÈME ET 3 ÈME Création et innovation technologique Etude de cas Chargeur solaire pour utilisation nomade

7 Thèmes générauxExemples détudes La mobilitéLes véhicules individuels et les transports collectifs, les énergies utilisées, le pilotage et la sécurité, … Le sportLes sports de glisse, mécaniques, etc, les matériaux et vêtements techniques, la mesure de performance, … La santéLimagerie, linvestigation physiologique, lobservation non invasive, lassistance à lintervention médicale, … LhabitatLa performance énergétique, la maison à énergie positive passive, la domotique, … LénergieLes énergies renouvelables, le stockage et la distribution, … La communicationLa téléphonie, les interfaces de communication, les réseaux… La culture et les loisirsLe son et limage, les jeux vidéo, les musées en ligne, … Les infrastructuresLes viaducs, les tours, les tunnels… La bioniqueProthèses, robots humanoïdes, drones, solutions techniques recopiant le vivant,… La dématérialisation des biens et des services Monnaie; réservation en ligne, bureau virtuel, …

8 LES ACQUIS DES ELEVES DE TROISIEME 6ème5ème4ème 3ème Moyen de transports Ouvrage et habitat Confort et Domotique Projet Fonctionnement analyse et conception de lobjet technique Processus de réalisation de lobjet technique Communication et gestion de linformation Evolutions de lobjet technique Energies mises en œuvre Matériaux utilisés Les élèves devraient avoir la maîtrise de la démarche dinvestigation 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

9 11 La situation problème 22 Appropriation du problème 33 La formulation dhypothèses 44 La résolution de problèmes Investigation - expérience La résolution de problèmes Investigation - expérience 55 Échanges argumentés 66 La structuration des connaissances La structuration des connaissances 77 Opérationnalisation des savoirs Opérationnalisation des savoirs DEMARCHE DINVESTIGATION LES SEPT MOMENTS DE LA DEMARCHE Le prof Lélève ELABORATION DU SCENARIO EVOLUTION PRODUIT ET SOLUTION INNOVANTE ASSOCIATION SOLUTION / PRINCIPE DINNOVATION CONFRONTATION DEBAT LOIS DÉVOLUTION EXPOSE EXPÉRIMENTATION RECHERCHE DOCUMENTAIRE

10 Recherche documentaire: fabrication des cellules brevets Utilisation Expérimentation DEMARCHE DINVESTIGATION Deux produits Identification de lévolution technologique Identification de la solution technologique innovante Identification du principe dinnovation Simulation ou mise en œuvre de la solution technologique Compte rendu et présentation des résultats Identification de la loi dévolution Appropriation du problème Formulation dhypothèses Résolution de problèmes Investigation - expérience Résolution de problèmes Investigation - expérience Structuration des connaissances Structuration des connaissances Opérationnalisation des savoirs Opérationnalisation des savoirs Recherche documentaireManipulation du réel ou du virtuel, expérimentations Caractérisation dune loi par analogie Formalisation et synthèse écrite Seconde synthèse Première synthèse Echanges argumentés LES ETAPES Echanges argumentés

11 Formalisation et synthèse écrite Caractérisation dune loi par analogie Manipulation du réel ou du virtuel, expérimentations Identification de lévolution technologique Identification de la solution technologique innovante Identification du principe dinnovation Simulation ou mise en œuvre de la solution technologique Compte rendu et présentation des résultats Identification de la loi dévolution Utilisation Expérimentation Investigation Modélisation Recherche documentaire: fabrication des cellules brevets Deux produits Recherche documentaire Utilisation ILAND Leffet photovoltaïque Utilisation ILAND Leffet photovoltaïque Comparatif PC / CM Brevet panneau ILAND Comparatif PC / CM Brevet panneau ILAND Linnovation, cest quoi ? Technologie panneau ILAND Linnovation, cest quoi ? Technologie panneau ILAND CM innovant, pourquoi ? Quels principes pour les CM ? CM innovant, pourquoi ? Quels principes pour les CM ? Comportement du panneau ILAND Justification dun accumulateur Comportement du panneau ILAND Justification dun accumulateur Lévolution, cest quoi ? Evolution panneau ILAND Lévolution, cest quoi ? Evolution panneau ILAND Préparation exposé Exposé Préparation exposé Exposé Les brevets. Les outils de communication techniques Les outils de communication techniques Analyse historique de lévolution dun produit Analyse historique de lévolution dun produit Amélioration, innovation de rupture, découvertes. Amélioration, innovation de rupture, découvertes. Marché, compétitivité, besoin, fonction, coût et valeur. Contraintes dans le développement dun produit.. Contraintes dans le développement dun produit.. LES NOTIONS ABORDEES LES ACTIVITES LES ETAPES

12 APPROCHE PAR UN PRODUIT Principes scientifiques et technologiques, solutions techniques, principes dinnovation et lois dévolution Produit 1 Panneau solaire poly- cristallin Produit 1 Panneau solaire poly- cristallin Evolution Evolution technologique: les couches minces Principes dinnovation: 1 La segmentation Diviser un objet en parties indépendantes R éaliser un objet démontable.. 27 L'éphémère bon marché au lieu de la longévité coûteuse Remplacer un objet cher par un ensemble d'autres bon marché, en renonçant à certaines de ses propriétés. Loi dévolution n°5: Evolution de laccroissement 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 ISUNILAND

13 ACTIVITES (2 heures) Deux produits Identification de lévolution technologique Identification de la solution technologique innovante Identification du principe dinnovation Simulation ou mise en œuvre de la solution technologique Compte rendu et présentation des résultats Formalisation et synthèse écrite Pour comprendre la solution technologique Pour comprendre le type dévolution technologique Pour faire la synthèse de la découverte des élèves Identification de la loi dévolution Utilisation Expérimentation Questionnement, analyse Investigation Manipulation du réel ou du virtuel, expérimentations Investigation Expérimentation Modélisation Communication Recherche documentaire: fabrication des cellules brevets Caractérisation dune loi par analogie Recherche documentaire Appropriation du problème

14 QUESTIONNEMENT Utilisation du générateur ILAND, - branchement des récepteurs, - analyse des performances du panneau. Pourquoi ce nouveau produit (expression du besoin) ?, - film. Quest-ce que leffet photovoltaïque ? - film, - étude expérimentale. Historique de leffet photovoltaïque, - diaporama. Appropriation du problème PAR GROUPES (Les élèves font les deux activités) Utilisation ILAND Leffet photovoltaïque Utilisation ILAND Leffet photovoltaïque

15 ACTIVITES (2 heures) Identification de lévolution technologique Identification de la solution technologique innovante Identification du principe dinnovation Simulation ou mise en œuvre de la solution technologique Compte rendu et présentation des résultats Formalisation et synthèse écrite Pour comprendre la solution technologique Pour comprendre le type dévolution technologique Pour faire la synthèse de la découverte des élèves Identification de la loi dévolution Utilisation Expérimentation Questionnement, analyse Investigation Manipulation du réel ou du virtuel, expérimentations Investigation Expérimentation Modélisation Communication Recherche documentaire: fabrication des cellules brevets Deux produits Caractérisation dune loi par analogie Recherche documentaire Appropriation du problème

16 QUESTIONNEMENT Comparatif: - les panneaux poly-cristallin (film), - les panneaux couche mince (film). Les brevets. Appropriation du problème PAR GROUPES (Les élèves font les deux activités) Comparatif PC / CM Brevet panneau ILAND Comparatif PC / CM Brevet panneau ILAND

17 ACTIVITES (2 heures) Identification de la solution technologique innovante Identification du principe dinnovation Simulation ou mise en œuvre de la solution technologique Compte rendu et présentation des résultats Formalisation et synthèse écrite Pour comprendre la solution technologique Pour comprendre le type dévolution technologique Pour faire la synthèse de la découverte des élèves Identification de la loi dévolution Utilisation Expérimentation Questionnement, analyse Investigation Manipulation du réel ou du virtuel, expérimentations Investigation Expérimentation Modélisation Communication Recherche documentaire: fabrication des cellules brevets Recherche documentaire Deux produits Identification de lévolution technologique Caractérisation dune loi par analogie Appropriation du problème

18 QUESTIONNEMENT Quappelle-t-on innovation ? - innovation radicale, - innovation incrémentale, - innovation technologique. Pourquoi passer dun produit rigide à un produit souple ? - analyse de la technologie silicium amorphe, - identification de la solution innovante. Appropriation du problème PAR GROUPES (Les élèves font les deux activités) Linnovation, cest quoi ? Technologie panneau ILAND Linnovation, cest quoi ? Technologie panneau ILAND

19 ACTIVITES (1 heure) Identification du principe dinnovation Simulation ou mise en œuvre de la solution technologique Compte rendu et présentation des résultats Formalisation et synthèse écrite Pour comprendre la solution technologique Pour comprendre le type dévolution technologique Pour faire la synthèse de la découverte des élèves Identification de la loi dévolution Utilisation Expérimentation Questionnement, analyse Investigation Manipulation du réel ou du virtuel, expérimentations Investigation Expérimentation Modélisation Communication Recherche documentaire: fabrication des cellules brevets Deux produits Identification de lévolution technologique Identification de la solution technologique innovante Caractérisation dune loi par analogie Recherche documentaire Première synthèse Formulation dhypothèses Echanges argumentés

20 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 DINNOVATION Présentés dans létude de cas starter La formulation dhypothèses Echanges argumentés CM innovant, pourquoi ? Quels principes pour les CM ? CM innovant, pourquoi ? Quels principes pour les CM ?

21 PRINCIPES DINNOVATION Jeu de 70 cartes présentant les apports de connaissance nécessaires pour le nouvel enseignement d'exploration CIT. La formulation dhypothèses Présentés dans létude de cas starter Echanges argumentés CM innovant, pourquoi ? Quels principes pour les CM ? CM innovant, pourquoi ? Quels principes pour les CM ?

22 QUESTIONNEMENT Autres technologies ( cellules organiques, …..). Synthèse: avantages / inconvénients du silicium amorphe. Deux principes dinnovation commentés(Diaporama). CLASSE ENTIERE (première synthèse) La formulation dhypothèses Echanges argumentés CM innovant, pourquoi ? Quels principes pour les CM ? CM innovant, pourquoi ? Quels principes pour les CM ? Principe 1. La segmentation Principe 27. L'éphémère bon marché au lieu de la longévité coûteuse

23 ACTIVITES (2 heures) Simulation ou mise en œuvre de la solution technologique Identification du principe dinnovation Compte rendu et présentation des résultats Caractérisation dune loi par analogie Formalisation et synthèse écrite Pour comprendre la solution technologique Pour comprendre le type dévolution technologique Pour faire la synthèse de la découverte des élèves Identification de la loi dévolution Utilisation Expérimentation Questionnement, analyse Investigation Manipulation du réel ou du virtuel, expérimentations Investigation Expérimentation Modélisation Communication Recherche documentaire: fabrication des cellules brevets Deux produits Identification de lévolution technologique Identification de la solution technologique innovante Recherche documentaire La résolution de problèmes Investigation - expérience La résolution de problèmes Investigation - expérience

24 QUESTIONNEMENT PAR GROUPES (Les élèves font les deux activités) La résolution de problèmes Investigation - expérience La résolution de problèmes Investigation - expérience Etude du comportement au soleil du panneau ILAND. Justification dun accumulateur. Comportement du panneau ILAND Justification dun accumulateur Comportement du panneau ILAND Justification dun accumulateur

25 ACTIVITES (1 heure) Identification de la loi dévolution Identification du principe dinnovation Compte rendu et présentation des résultats Caractérisation dune loi par analogie Formalisation et synthèse écrite Pour comprendre la solution technologique Pour comprendre le type dévolution technologique Pour faire la synthèse de la découverte des élèves Simulation ou mise en œuvre de la solution technologique Utilisation Expérimentation Questionnement, analyse Investigation Manipulation du réel ou du virtuel, expérimentations Investigation Expérimentation Modélisation Communication Recherche documentaire: fabrication des cellules brevets Deux produits Identification de lévolution technologique Identification de la solution technologique innovante Recherche documentaire Seconde synthèse Structuration des connaissances Structuration des connaissances Echanges argumentés

26 QUESTIONNEMENT Présentation générale et illustrée des huit lois dévolution (Diaporama). Identification des lois dévolution associées au ILAND. CLASSE ENTIERE (seconde synthèse) La structuration des connaissances La structuration des connaissances Echanges argumentés Lévolution, cest quoi ? Evolution panneau ILAND Lévolution, cest quoi ? Evolution panneau ILAND Loi dévolution n°5: Evolution de laccroissement 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

27 Compte rendu et présentation des résultats Identification du principe dinnovation Identification de la loi dévolution Caractérisation dune loi par analogie Formalisation et synthèse écrite Pour comprendre la solution technologique Pour comprendre le type dévolution technologique Pour faire la synthèse de la découverte des élèves Simulation ou mise en œuvre de la solution technologique Utilisation Expérimentation Questionnement, analyse Investigation Manipulation du réel ou du virtuel, expérimentations Investigation Expérimentation Modélisation Communication Recherche documentaire: fabrication des cellules brevets Deux produits Identification de lévolution technologique Identification de la solution technologique innovante ACTIVITES (2 heures) Recherche documentaire Opérationnalisation des savoirs Opérationnalisation des savoirs

28 QUESTIONNEMENT Commentaires prof sur lexposé (diaporama). CLASSE ENTIERE PUIS PAR GROUPES Présentation élèves de lexposé. Préparation de lexposé (à la maison). Opérationnalisation des savoirs Opérationnalisation des savoirs Préparation exposé Exposé Préparation exposé Exposé

29 ORGANISATION PEDAGOGIQUE 2 HEURES 2 EQUIPES DE 2 OU 3 ELEVES Utilisation du chargeur ILAND Analyse de leffet photovoltaïque Utilisation du chargeur ILAND Analyse de leffet photovoltaïque Comparatif poly-cristallin / couche mince Brevets Comparatif poly-cristallin / couche mince Brevets 2 HEURES Identification de linnovation Technologie des couches minces Identification de linnovation Technologie des couches minces 1 HEURE Identification du principe dinnovation 2 HEURES Par groupes Classe entière

30 ORGANISATION 2 HEURES Comportement du ILAND Justification dun accumulateur Comportement du ILAND Justification dun accumulateur Identification des lois dévolution 1 HEURE Commentaires sur lexposé 1 HEURE 12 HEURES Par groupes Classe entière Exposé 1 HEURE Par groupes


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