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Rénovation de lenseignement spécifique des sciences de lingénieur PNF enseignement spécifique des sciences de lingénieur Paris 27 mars 2012 1 – Le choix.

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1 Rénovation de lenseignement spécifique des sciences de lingénieur PNF enseignement spécifique des sciences de lingénieur Paris 27 mars – Le choix du support. 2 – Les ressources. 3 – Deux scénarios possibles… 4 – Stratégie pédagogique retenue pour la séquence. 5 – Le film de la séquence. 6 – Les centres dintérêt. 7 – Compétences, connaissances et capacités… 8 – Ressources pédagogiques. Académie dOrléans-Tours : Christian LAURENT IA IPR STI Jérôme PIETRE professeur de sciences de lingénieur au lycée Jacques de Vaucanson à Tours

2 Rénovation de lenseignement spécifique des sciences de lingénieur PNF enseignement spécifique des sciences de lingénieur Paris 27 mars Le choix du support. Faible coût (400 euros) « Didactisable » Porteur de sens Domaine peu investi Solutions techniques simples 2 chaînes dénergie indépendantes

3 Rénovation de lenseignement spécifique des sciences de lingénieur PNF enseignement spécifique des sciences de lingénieur Paris 27 mars – Les ressources. Un dossier technique Une modélisation SolidWorks Deux modélisations Matlab une issue modélisation simple de la chaîne de la bande de roulement une issue modélisation simple de la chaîne de la bande de roulement une issue du modèle Solidworks (simMechanics) une issue du modèle Solidworks (simMechanics)

4 Rénovation de lenseignement spécifique des sciences de lingénieur PNF enseignement spécifique des sciences de lingénieur Paris 27 mars – Deux scénarios possibles. Une séquence centrée sur un seul support (en double exemplaire), pour des groupes à effectif réduit… Une séquence centrée sur plusieurs supports (tapis TC290, pilote TP32, VAE…) pour des classes entières… … Visant des mêmes connaissances et capacités pour travailler des compétences identiques

5 Rénovation de lenseignement spécifique des sciences de lingénieur PNF enseignement spécifique des sciences de lingénieur Paris 27 mars – La stratégie pédagogique retenue pour la séquence.

6 Rénovation de lenseignement spécifique des sciences de lingénieur PNF enseignement spécifique des sciences de lingénieur Paris 27 mars 2012 Système souhaité Système simulé Système réel Activité 1 : évaluer la dépense énergétique 4 – La stratégie pédagogique retenue pour la séquence.

7 Rénovation de lenseignement spécifique des sciences de lingénieur PNF enseignement spécifique des sciences de lingénieur Paris 27 mars 2012 Activité 2 : Adapter le système à leffort souhaité Système souhaité Système simulé Système réel 4 – La stratégie pédagogique retenue pour la séquence.

8 Rénovation de lenseignement spécifique des sciences de lingénieur PNF enseignement spécifique des sciences de lingénieur Paris 27 mars H Cours classe entière Cours sur les Grandeurs et énergies Les contexte énergétique, Les types dénergies Notions de puissance et dénergies Notion de travail dune force Notion de rendement 1H TD classe entière Les élèves sont en démarche dinvestigation pour évaluer les besoins énergétiques dun joggeur à partir dun tableau de relevés effectués sur le tapis. Ils doivent en déduire le rendement supposé du joggeur lors du calcul par le système à différentes inclinaisons. 3H TP ½ classe : le TC290 est disponible en 2 exemplaires : 2 binômes travaillent sur la chaîne dentraînement du tapis n°1, 2 autres sur le système n°2. Partie expérimentation 2 binômes travaillent sur la chaîne dinclinaison du tapis n°1, 2 autres sur le système n°2. Partie expérimentation Semaine n° 1 5 – Le film de la séquence. Séquence située en début de première (entre Toussaint et Noël)

9 Rénovation de lenseignement spécifique des sciences de lingénieur PNF enseignement spécifique des sciences de lingénieur Paris 27 mars H classe entière TD Application calcul du rendement supposé dune personne effectuant du « Step » à partir dun relevé de mesure donné. 1H classe entière Éléments de cours Bilan des activités expérimentales Apport de connaissances : les fonctions de transfert et schémas fonctionnels 3H TP ½ classe : le TC290 est disponible en 2 exemplaires : Les mêmes binômes poursuivent la partie exploitation des mesures Ils préparent la partie restitution collective. Semaine n °2 5 – Le film de la séquence.

10 Rénovation de lenseignement spécifique des sciences de lingénieur PNF enseignement spécifique des sciences de lingénieur Paris 27 mars 2012 Classe entière 1H00 : Restitution Les élèves restituent leurs travaux ( 4 binômes 4 solutions constructives…) en caractérisant les écarts et en explicitant les performances. Classe entière 1H00 : Synthèse sur le comportement moteur à courant continu Transmission de puissance 1H30 ½ classe EVALUATION Application à la Chaîne dénergie du pilote TP32 1H30 Autre Séquence : lancement Semaine n °3 5 – Le film de la séquence.

11 Rénovation de lenseignement spécifique des sciences de lingénieur PNF enseignement spécifique des sciences de lingénieur Paris 27 mars – Les centres dintérêt. Les activités proposées porteront sur le CI2 et le CI5 Point de vueCentres dintérêt Système souhaité CI1 Analyser un système fonctionnellement et structurellement. Système réel CI2 Expérimenter et mesurer sur un système réel pour évaluer ses performances. CI3 Analyser des constituants dun système réel dun point de vue structurel et comportemental. Système simulé CI4 Concevoir et utiliser un modèle relatif à un système en vue dévaluer les performances de la chaîne dinformation. CI5 Concevoir et utiliser un modèle relatif à un système en vue dévaluer les performances de la chaîne dénergie. Les centres dintérêts proposés dans le document daccompagnement sont : Point de vueCentres dintérêt Système réelCI2 Expérimenter et mesurer sur un système réel pour évaluer ses performances. Système simuléCI5 Concevoir et utiliser un modèle relatif à un système en vue dévaluer les performances de la chaîne dénergie.

12 Rénovation de lenseignement spécifique des sciences de lingénieur PNF enseignement spécifique des sciences de lingénieur Paris 27 mars – Compétences, connaissances et capacités… Compétences attenduesConnaissancesCapacités A A3 Caractériser des écarts - comparer les résultats expérimentaux avec les résultats simulés et interpréter les écarts ; Analyse des écarts Traiter des données de mesures (valeur moyenne, médiane, caractéristique, etc.) Quantifier des écarts entre des valeurs mesurées et des valeurs obtenues par simulation B B1 Identifier et caractériser les grandeurs agissant sur un système - choisir les grandeurs et les paramètres influents en vue de les modéliser. Caractéristiques des grandeurs physiques (mécaniques, électriques, thermiques, acoustiques, lumineuses, etc.) Qualifier les grandeurs dentrée et de sortie dun système isolé Identifier la nature (grandeur effort, grandeur flux) Décrire les lois dévolution des grandeurs Utiliser les lois et relations entre les grandeurs B2. Proposer ou justifier un modèle - associer un modèle à un système ou à son comportement ; Chaîne dénergie Associer un modèle aux composants dune chaîne dénergie Déterminer les points de fonctionnement du régime permanent dun actionneur au sein dun procédé B4. Valider un modèle - interpréter les résultats obtenus Grandeurs influentes dun modèle Modifier les paramètres dun modèle C C2. Mettre en œuvre un protocole expérimental - conduire les essais en respectant les consignes de sécurité à partir dun protocole fourni ; Appareils de mesures, règles dutilisation Mettre en œuvre un appareil de mesure Modèles de comportement Analyser les résultats expérimentaux Traiter les résultats expérimentaux, et extraire la ou les grandeurs désirée(s) D D2. Mettre en œuvre une communication - produire un support de communication ; Production de documents Réaliser un document numérique

13 Rénovation de lenseignement spécifique des sciences de lingénieur PNF enseignement spécifique des sciences de lingénieur Paris 27 mars 2012 Compétences travaillées AnalyserModéliserExpérimenterCommuniquer A1A2A3B1B2B3B4C1C2D1D2 Activité1 Séance 1Cours sur les grandeurs et énergiesX Séance 2TD évaluer la dépense énergétiqueX Séance 3ÉvaluationX Activité2 Séance 1 Activité expérimentale : Expérimentations d'une chaîne d'énergie XXX Séance 2 Recadrage éventuel + Cours sur les fonctions de transfert XX Séance 3 Activité expérimentale : Exploitation des mesures effectuées Préparation de la restitution XXXXX Séance 4RestitutionXXXX Séance 5 Synthèse : comportement moteur à courant continu Transmission de puissance X Séance 6évaluationXX 7 – Compétences, connaissances et capacités…

14 Rénovation de lenseignement spécifique des sciences de lingénieur PNF enseignement spécifique des sciences de lingénieur Paris 27 mars 2012 Fiche de séquence (scénario) Fiche de séquence (Scénario) Cours Grandeurs et énergies Synthèse Conversion dénergie Synthèse transmission de puissance Cours et Synthèses 1 - Estimer la dépense énergétique 2 Caractérisation dune chaîne dénergie Chaîne dinclinaison Chaîne de mise en rotation du tapis Activités Pilote TP32 évaluation 8 – Ressources pédagogiques.


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