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La pédagogie doit être élaborée AUTOUR de TRAVAUX PRATIQUES sur des systèmes pluritechnologiques Cours-TD étant au service de la démarche ingénieur et.

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2 La pédagogie doit être élaborée AUTOUR de TRAVAUX PRATIQUES sur des systèmes pluritechnologiques Cours-TD étant au service de la démarche ingénieur et non plus une finalité UN ENSEIGNEMENT DES SCIENCES INDUSTRIELLES POUR LINGENIEUR Dacquérir des démarches et des méthodes transposables à tous les systèmes et dans un domaine à lautre. CAHIER DES CHARGES qui doit permettre pour répondre à cela

3 un laboratoire commun -une spécialisation avant la CPGE -une meilleure aptitude à comprendre à sappuyant sur le concret 2 champs disciplinaires Une seule discipline SIMILITUDES DES SECTIONS ATS-TSI 2 enseignantsun même profil détudiant

4 Presque les mêmes types dépreuves aux concours CSMP : SI1 4h Modélisation, validation de modèle, analyse de comportement de systèmes et validation de ses performances au regard dun cahier des charges CSMP : SI2 4h Analyse de solutions constructives, propositions daméliorations CCP 5h : les mêmes objectifs, mais sur une épreuve CSMP : 4h de TP appropriation de la problématique dun système, manipulations, simulations, expérimentations, analyse et recherche de solutions CCP : 4h de TP idem SIMILITUDES DES SECTIONS ATS-TSI en TSI Epreuves écrites Epreuves orales

5 Presque les mêmes types dépreuves aux concours Concours ENSEA : 5h Même esprit que pour lépreuve CCP filière TSI * Une interrogation orale au tableau en Génie Electrique : 1h dont 1/2h de préparation ( exercices dépourvus de la moindre contextualisation) * Une interrogation orale sur table en Mécanique : 1h dont 1/2h de préparation ( étude de mécanisme à partir de plan 2 D) SIMILITUDES DES SECTIONS ATS-TSI en ATS Epreuves écrites Epreuves orales Epreuves orales inadaptées à lévaluation de la formation suivie par les étudiants

6 MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES A PARTIR DU PROGRAMME ETABLIR UNE PROGRESSION ANNUELLE CONSTRUITE AUTOUR DE CENTRES DINTERÊT ENSUITE A LINTERIEUR DUN CI TOUT BATIR AUTOUR DACTIVITES DE TRAVAUX PRATIQUES 2ème étape : LES CENTRES DINTERÊT 1ère étape : LE PROGRAMME UNE DEMARCHE 3ème étape : LA PROGRESSION PEDAGOGIQUE 4ème étape : LECRITURE DES SUJETS DE TP PAR CI 5ème étape : DES INNOVATIONS PEDAGOGIQUES

7 MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES Réécriture du programme dATS en ère étape : Le programme Il est primordiale de faire une lecture attentive et approfondie du programme et du livret daccompagnement

8 Quest-ce quun CI ? Un centre dintérêt est un fil conducteur pour un ensemble structuré dactivités (TP, Cours-TD) visant des objectifs clairement identifiés (une compétence générale ou une problématique). Il donne du sens aux apprentissages sur une période donnée. Il résulte de : - lanalyse des compétences et des savoirs associés décrits dans le programme. - de lexpérience de lenseignant et de sa compétence en didactique qui lui permettent didentifier les points clés du programme. Les CI peuvent varier dune équipe pédagogique à une autre Les CI évoluent au fur et à mesure de lexploration des systèmes et de la complicité de léquipe pédagogique MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES 2ème étape : Les CI

9 COMMENCER PAR FAIRE LINVENTAIRE DES SYSTEMES DU LABORATOIRE - étudier le fonctionnement des systèmes existants - sapproprier les problématiques développées - répertorier les solutions technologiques proposées Matière dœuvre Entrante Chaîne dInformation ACQUERIRTRAITERCOMMUNIQUER ALIMENTERDISTRIBUERCONVERTIRTRANSMETTRE Informations issues dautres systèmes et dinterfaces H/M ACTIONACTION Énergie disponible Chaîne dÉnergie Informations destinées aux autres systèmes et aux interfaces H/M ordres Matière dœuvre Sortante Grandeurs physiques à acquérir MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES 2ème étape : Les CI DEFINIR SA LISTE DE CI Représentation souvent possible sur les systèmes des laboratoires

10 Laboratoire sous-équipé Négocier lutilisation du matériel des sections de BTS ou SSI Etre vigilant sur les achats futurs de nouveaux matériels Pour le champ disciplinaire Génie Electrique - Moins de systèmes didactisés - Peu de documentations pédagogiques ou de renseignements dans les dossiers ressources - Modéliser avec des logiciels de simulation certaines fonctions - Contacter les entreprises fournissant les systèmes MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES 2ème étape : Les CI DIFFICULTES RENCONTREES Solutions possibles

11 CI 1 – Analyse globale et performances des systèmes SavoirsCompétences A – Lanalyse fonctionnelle Analyse fonctionnelle (schémas fonctionnels, SADT, FAST) Identifier les fonctions assurées par le système et les structures qui les réalisent. B – Structure générale des systèmes Structure générale des systèmes (chaînes d'énergie et d'information, flux dénergie) Décrire avec un vocabulaire adéquat les entrées et les sorties. Choisir un capteur pour mesurer une grandeur physique donnée. Donner le modèle de connaissance et de comportement d un système. C – Les systèmes linéaires continus invariants Systèmes linéaires continus invariants (schémas blocs, stabilité, précision, rapidité, correction), représentation temporelle et fréquentielle Régler les paramètres dun correcteur pour obtenir un asservissement avec des performances données. Utiliser un logiciel de simulation (DIDACSYDE …) D – Les systèmes séquentiels Les règles du grafcet Décrire, commenter et améliorer le fonctionnement séquentiel dun système MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES 2ème étape : Les CI UN EXEMPLE DE LISTE DE CI

12 Savoirs Compétences MCC 1 - Structure et Fonctionnement d'une Machine à Courant Continu 2 - Convertisseurs statiques associés (pont PD2, pont tout thyristors, hacheurs) 3 - Transformateur monophasé parfait Structure et fonctionnement d'une Machine à Courant Continu Rôle et fonctionnement du transformateur monophasé Composants de lélectronique de puissance Choisir le type de convertisseur statique pour la commande dune machine à courant continu en fonction de lapplication. Déterminer les stratégies de commande des interrupteurs Analyser une solution constructive CI 2 – La Chaîne dEnergie avec une MCC ( Alimenter, Convertir, Distribuer) MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES 2ème étape : Les CI

13 CI 3 – Acquisition et conditionnement des informations SavoirsCompétences -Mise en forme dun signal issu de capteurs -Commande dinterrupteurs de la fonction « distribuer » Principes de Conversion A/N et N/A Filtrage analogique Montages à AOP Composants et fonctions logiques combinatoires et séquentielles Régler les paramètres dune cellule de filtrage ou damplification, dun montage astable, en fonction dun cahier des charges. Réaliser des fonctions simples avec AOP, et composants logiques Utiliser un logiciel de simulation (PSpice,..) MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES 2ème étape : Les CI

14 Savoirs Compétences Moteur triphasé asynchrone 1 - Structure et fonctionnement d'une machine asynchrone 2 - Variateur de vitesse en U/f constant 3 – Système triphasé de tensions Structure, fonctionnement et commande d'une machine asynchrone Analyser une solution constructive CI 4 – La Chaîne dEnergie avec une MAS ( Alimenter, Convertir, Distribuer) MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES 2ème étape : Les CI

15 CI 5 – Les performances des chaînes de transmission de puissance A - La cinématique B - Les actions mécaniques C - Dynamique, puissance et énergie D - Les chaînes de solides indéformables SavoirsCompétences A – La cinématique A.1 – Modélisation des liaisons Modélisation cinématique des systèmes (graphes des liaisons, schéma cinématique) A.2 - Paramétrage des mécanismes Identifier les paramètres d'entrées et les paramètres de sortie A.3 – La cinématique des solides Torseur cinématique Utiliser les fermetures de chaîne pour lier ces paramètres Quantifier le comportement cinématique Déterminer et mettre en œuvre une méthode de résolution dun problème de cinématique A.4 – La cinématique des engrenages Rapport de transmission dun engrenage Les trains épicycloïdaux B- Les actions mécaniques B.1 – Modélisation des actions mécaniques Modélisation des actions mécaniques (liaisons usuelles, graphe de structure, bilan des actions mécaniques, torseur d'action mécanique) Lois de Coulomb (frottement, adhérence) Associer à une liaison le torseur daction mécanique correspondant Construire les schémas darchitecture B.2 – La statique Le PFS Déterminer et mettre en œuvre une méthode de résolution dun problème de statique B.3 – Méthodologie de résolution dun problème de statique Calcul du degré dhyperstatismeDémarche disolement MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES 2ème étape : Les CI

16 CI 5 – Les performances des chaînes de transmission de puissance A - La cinématique B - Les actions mécaniques C - Dynamique, puissance et énergie D - Les chaînes de solides indéformables SavoirsCompétences C - Dynamique, puissance et énergie C.1 – La cinétique des solides Les éléments dinertie Le torseur cinétique C.2 – La dynamique Torseur dynamique PFD Dynamique des solides en translation Dynamique des solides des solides en rotation d'un axe fixe. Déterminer et mettre en œuvre une méthode de résolution dun problème de dynamique. C.3 – Etude énergétique Puissance des efforts extérieurs et intérieurs à un système de solides indéformables Théorème de l'énergie cinétique Rendement Établir les relations entre les actions mécaniques et les mouvements quelles provoquent Déterminer et mettre en œuvre une méthode de résolution dun problème dénergétique Savoir mesurer une puissance et un rendement, localiser et quantifier les pertes. C.4 Puissance électrique Rendement Réversibilité Quadrants de fonctionnement Définir les quadrants de fonctionnement du moteur dun système D – Les chaînes de solides indéformables Les chaînes de solides indéformables Classification des chaînes de transmission de puissance Justifier lutilisation dun type de système de transmission et de transformation de mouvement MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES 2ème étape : Les CI

17 CI 6 – La relation Produit / Procédé / Matériau A – Les outils de la communication technique B – Spécification des conditions fonctionnelles C - Les solutions constructives associées aux liaisons D – Les matériaux E – Obtention de brut A – Les outils de la communication technique SavoirsCompétences Les outils de la communication technique Lire un plan densemble Lire des documents techniques de type schémas et dessins Utiliser la documentation industrielle Décrire le fonctionnement B – Spécification des conditions fonctionnelles SavoirsCompétences B.1 – Les ajustements Les ajustements Mettre en place la cotation fonctionnelle relative aux ajustements sur un dessin densemble. B.2 – Les chaînes de cotes Les chaînes de cotesEtablir une chaîne de cotes à partir de conditions données. B.3 – Les spécifications géométriques Les spécifications géométriques Reconnaître une spécification de position, de forme et détat de surface sur un dessin de définition. MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES 2ème étape : Les CI

18 C - Les solutions constructives associées aux liaisons SavoirsCompétences C.1 – La liaison encastrement Surfaces fonctionnelles pour transmettre les efforts et assurer la mise en position. Dimensionnement des clavettes Identifier, analyser, justifier les solutions retenues. C.2 – La liaison pivot Réalisation par glissement et par roulement Identifier, analyser, justifier les solutions retenues. Durée de vie des roulements Vérifier les dimensions des éléments constituant la liaison. C.3 - La liaison glissière Réalisation par glissement et par roulement Identifier, analyser, justifier les solutions retenues. Proposer des solutions constructives et déterminer les plus adaptées au problème à résoudre C.4 - la liaison hélicoïdale Idem C.5 – La liaison rotule Idem C.6 - Lubrification et étanchéité Lubrification onctueuse à lhuile ou à la graisse Etanchéité statique et dynamique Choisir un joint adapté à un problème détanchéité CI 6 – La relation Produit / Procédé / Matériau A – Les outils de la communication technique B – Spécification des conditions fonctionnelles C - Les solutions constructives associées aux liaisons D – Les matériaux E – Obtention de brut MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES

19 CI 6 – La relation Produit / Procédé / Matériau A – Les outils de la communication technique B – Spécification des conditions fonctionnelles C - Les solutions constructives associées aux liaisons D – Les matériaux E – Obtention de brut D – Les matériaux SavoirsCompétences D - Les matériaux Composition dun alliage. Interpréter une courbe dessai de traction. Interpréter une spécification de dureté. E – Obtention de brut SavoirsCompétences E - Obtention des bruts Décrire les principaux procédés (soudage, fonderie, estampage, emboutissage) MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES 2ème étape : Les CI

20 Chaîne dInformation ACQUERIR TRAITER COMMUNIQUER ALIMENTERDISTRIBUERCONVERTIRTRANSMETTRE Informations issues dautres systèmes et dinterfaces H/M A C T I O N Énergie disponible Chaîne dÉnergie Informations Destinées aux autres systèmes et aux interfaces H/M ordres Matière doeuvre Sortante Matière doeuvre Entrante Grandeurs physiques à acquérir CI1 CI6 CI5 CI3 CI2 MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES 2ème étape : Les CI CI4

21 Durée dun cycle de 2 à 4 semaines A partir d1 ou 2 Centres dIntérêt Fin de chaque cycle par une séance de synthèse La séance de synthèse : -Recenser et structurer les connaissances acquises en TP -Généraliser les compétences acquises en TP à la résolution de problèmes industriels complexes Permet de : Moyens utilisables : -Structuration des savoirs sur support papier -Utilisation de diaporamas -Présentation de méthodes ou de résultats par les étudiants -Possibilité de changer de système pour chaque point abordé MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES 3ème étape : La progression pédagogique COMMENCER PAR DETERMINER LES CYCLES DE TP -En Commun (3h) CI 1 (analyse globale et performances des systèmes) CI 5 (énergies, rendement) - Par Champ Disciplinaire (1h30)

22 MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES ORGANISER LA POSITION DES COURS-TD AUTOUR DE CES CYCLES DE TP Repérer les parties pouvant être traitées -de façon INDUCTIVE (effets des correcteurs sur les systèmes asservis, grafcet, hacheurs...) ou -de façon DEDUCTIVE 3ème étape : La progression pédagogique

23 MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES Progression Rentr é e - Toussaint UN EXEMPLE DE PROGRESSION PEDAGOGIQUE

24 3ème étape : La progression pédagogique MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES Progression Toussaint - No ë l

25 3ème étape : La progression pédagogique MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES Progression No ë l -Hiver

26 3ème étape : La progression pédagogique MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES Progression Hiver - Pâques

27 Ecrire des textes avec une trame commune pour tous les supports. Ecrire des documents réponses propres à chaque support Établir des dossiers ressources avec uniquement les éléments utiles pour le cycle de TP Létudiant: identifie mieux la problématique conceptualise mieux, répertorie les solutions constructives différentes, Acquièrt petit à petit de lautonomie. MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES 4ème étape : Ecriture des TP Avantages: Sur un cycle de TP :

28 Que veut-on faire ? Définition du problème technique Comment résoudre ce problème ? Apport de cours ou utilisation de connaissances établies en cours Analyse de la solution constructive Modélisation par modèle de connaissance ou de comportement Analyse des performances, Critiques, Propositions ou Réalisations daméliorations MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES 4ème étape : Ecriture des TP Ecrire un texte de TP à partir de questions

29 MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES 4ème étape : Ecriture des TP Problème technique poséCentre dintérêt : Prise en main et Analyse du besoin dun système, Elaboration dun premier modèle de connaissance ou description du fonctionnement séquentiel CI 1 : Analyse Globale et performance dun système Connaissances nouvellesPré requis Analyse fonctionnelle externe: Intéracteurs Analyse fonctionnelle interne: SADT, FAST, schéma fonctionnel, grafcet Introduction à lanalyse des systèmes Compétences nouvellesLogiciels et supports complémentaires Identifier et caractériser les fonctions assurées par le système et identifier les structures qui les réalisent. Etablir un premier schéma bloc pour un système asservi Décrire le fonctionnement séquentiel dun système séquenteil Logiciel dacquisition et de traitement de données de chaque système Documents élèvesDocuments à consulter Texte de TP, documents réponses, documents techniques Dossier technique, Cours Travail à réaliserEvaluation Completer les documents réponse, réaliser les expérimentations, exploiter les résultats Travail en autonomie Remise du compte rendu à la fin de la séance Supports : -Axe Emeric -Cordeuse -DAE -Capsuleuse -Pilote automatique -Portail -Bras Maxpid -Dialyseur

30 Le TD commun Un sujet sur un support pluritechnologique fait en entier par chacun des deux enseignants avec un groupe MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES 5ème étape : innovations pédagogiques Objectif: Ne faire quune seule discipline aux yeux des étudiants Un sujet de cours partagé la même semaine par les 2 enseignants Analyse Fonctionnelle Analyse fonctionnelle interne et externe 1h enseignant GM Structure interne dun système pluritechnologique 1h enseignant GE Une seule moyenne pour létudiant 1ère semaine de cours

31 - sont plus attentifs et réceptifs (comprennent la finalité des modèles utilisés) - retiennent mieux (problématiques issues des systèmes) - ont une vision plus globale du cours et en comprennent mieux la progression - acquièrent des compétences - abordent la complexité des systèmes réels - émulation intellectuelle - travail à deux, partage - envie dacquérir une double compétence -besoin dune bonne entente -un énorme travail BILAN Sur les étudiants Sur les enseignants


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