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26 septembre 2012 Séminaire Tri disciplinaire STI2D Quelles étapes jusquà ce séminaire… Lhistoire, racontée par… Patrick BRANDEBOURG – IA IPR Mathématiques.

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1 26 septembre 2012 Séminaire Tri disciplinaire STI2D Quelles étapes jusquà ce séminaire… Lhistoire, racontée par… Patrick BRANDEBOURG – IA IPR Mathématiques Nicolas CHEYMOL – IA IPR Physique Chimie Thierry MONIN – IA IPR STI

2 26 septembre 2012 Séminaire Tri disciplinaire STI2D Quelles étapes jusquà ce séminaire… Le programme STI2D est paru ; il précise : « prendre appui sur les situations expérimentales rencontrées dans les enseignements scientifiques et technologiques de la série », « prendre en compte les besoins mathématiques des autres disciplines ». LIGEN de mathématiques fait une demande de productions de situations. Pour les inter académiques de mathématiques en 2010/11…

3 26 septembre 2012 Séminaire Tri disciplinaire STI2D Quelles étapes jusquà ce séminaire… Qui aboutit, de la part de lacadémie de Montpellier à... la production de 14 situations Analysons maintenant…

4 26 septembre 2012 Séminaire Tri disciplinaire STI2D Quelles étapes jusquà ce séminaire… Production de 14 situations Analysons maintenant… Exemple 1 : impédance.

5 26 septembre 2012 Séminaire Tri disciplinaire STI2D Quelles étapes jusquà ce séminaire… Production de 14 situations Analysons maintenant… Exemple 2 : déformation dune poutre

6 26 septembre 2012 Séminaire Tri disciplinaire STI2D Quelles étapes jusquà ce séminaire… Production de 14 situations Analysons maintenant… Exemple 3 : comparaison de séries de plombs

7 26 septembre 2012 Séminaire Tri disciplinaire STI2D Quelles étapes jusquà ce séminaire… Et on retrouve aussi dans les manuels de mathématiques… Le pH dune solution dépend de la concentration [H 3 O + ] en ions hydronium H 3 O + : pH = -log [H 3 O + ] ; Concentration : nombre de moles présentes dans un litre de solution. Si pH 7, la solution est basique. a)Une solution acide A a une concentration molaire en ions H 3 O + égale à 3,2x10 -7 mol/L. Calculer son pH. b)Le pH dune solution basique est 9. Calculer la concentration molaire en ions H 3 O + de cette solution.

8 26 septembre 2012 Séminaire Tri disciplinaire STI2D Quelles étapes jusquà ce séminaire… Et on retrouve aussi dans les manuels de mathématiques… Dans le circuit (RC), toutes les secondes on note une tension u(n) aux bornes du condensateur. La suite des valeurs de u(n) est modélisée par u(n)=15(1-2,7 -n/2 ). Les valeurs de u(n) ont été enregistrées. Un traceur a donné la représentation graphique de la suite suivante. 1.Daprès le graphique, vers quelle valeur u semble se stabiliser la tension ? 2.On veut vérifier les données du graphique : programmer la suite (u n ) sur la calculatrice ; reproduire et remplir le tableau (on arrondira les valeurs de (u n ) au millième). 3.Au bout de combien de secondes, la différence u-u(n) sera-t-elle inférieure à 0,005 ?

9 26 septembre 2012 Séminaire Tri disciplinaire STI2D Quelles étapes jusquà ce séminaire… On continue… Juin IGEN ( M – PC – STI) 1 académie Montpellier -3 IA-IPR (M – PC – STI) A partir du document rassemblant les 14 situations problèmes: une réflexion collégiale est engagée ; des objectifs sont dégagés ; une méthodologie est précisée.

10 26 septembre 2012 Séminaire Tri disciplinaire STI2D Quelles étapes jusquà ce séminaire… On continue… Septembre académie Montpellier -Un lycée (Dhuoda à Nîmes) -8 enseignants de létablissement (2M+3PC+3STI) Et nous… Les travaux tri disciplinaires commencent…

11 26 septembre 2012 Séminaire Tri disciplinaire STI2D Quelles étapes jusquà ce séminaire… Un premier problème (version 1 de 2011)… Létude du fonctionnement dune scie sauteuse est proposée : On se propose détudier la vitesse de découpe dune scie sauteuse… Des calculs mathématiques sappuyant sur une modélisation mathématique Déterminer la vitesse de rotation du point A pour que la vitesse maximale de coupe nexcède pas 1m/s. Quel est le problème ? Compréhension du modèle ? Des calculs pourquoi ? Quel intérêt ? Notation…

12 26 septembre 2012 Séminaire Tri disciplinaire STI2D Quelles étapes jusquà ce séminaire… Un premier problème (version 2)… Un vrai problème: Des données: Le problème: Lorsque la vitesse de coupe dépasse 1,5 m.s -1, la découpe de plastique dur tel que le plexiglas devient impossible car il y a un échauffement trop important du matériau et donc un risque de fonte de celui-ci. Le but de cette étude est de déterminer, pour la scie sauteuse choisie, la fréquence de rotation de la manivelle et donc la position de la molette afin que la vitesse maximale de coupe nexcède pas 1,5 m.s -1.

13 26 septembre 2012 Séminaire Tri disciplinaire STI2D Quelles étapes jusquà ce séminaire… Un premier problème (version 2)… Un vrai problème: Une résolution initiale: -étude de la fonction sinus, -Application numérique reprenant le contexte initial. Pourquoi létude de la fonction sinus maintenant ? Comment refaire le lien avec le problème initial ? Une démarche de résolution de problème détournée…

14 26 septembre 2012 Séminaire Tri disciplinaire STI2D Quelles étapes jusquà ce séminaire… Un premier problème (version 3)… Un nouveau pas On y est…!!! La version finale sest inscrite dans une vraie démarche de résolution de problème faisant intervenir les trois disciplines. Cf atelier n°3

15 26 septembre 2012 Séminaire Tri disciplinaire STI2D Quelles étapes jusquà ce séminaire… Une attention nécessaire dans la construction dune production… Retour sur 2 exemples La poutre : partant dune situation réelle, la problématique technologique ne peut être résolue que si on a la connaissance de léquation différentielle du second ordre. Les plombs de chasse : Le procédé de fabrication réelle et le tri des plombs de chasse, conduit à montrer que les données du problème nont technologiquement pas de sens.

16 26 septembre 2012 Séminaire Tri disciplinaire STI2D Quelles étapes jusquà ce séminaire… Lintérêt dun travail inter disciplinaire… Que les idées viennent du professeur de mathématiques ou de ses collègues, le travail collégial permettra: -De partir de situations réelles, intégrant les réalités de la physique, de la chimie ou de la technologie, -Dassoir des hypothèses comprises et acceptées de tous, -Dutiliser des modèles compris de tous, -Dutiliser un vocabulaire compris de tous, un vocabulaire commun. Un ensemble de points de convergence essentiel pour lélève

17 26 septembre 2012 Séminaire Tri disciplinaire STI2D Quelles étapes jusquà ce séminaire… Une démarche de construction des problèmes présentés

18 26 septembre 2012 Séminaire Tri disciplinaire STI2D Quelles étapes jusquà ce séminaire… Qui aboutit à un document présentant 9 situations dont : Raccordement routier : Raccorder un tronçon de route rectiligne à un tronçon courbe par un tronçon en arc de cercle tangent aux deux précédents. Scie sauteuse : Déterminer la fréquence de rotation de la manivelle et la position de la molette de sorte que la vitesse maximale de coupe nexcède pas une vitesse donnée. Mouvements vibrants : Observer et modéliser un château deau et les mouvements du sol lors dun séisme. Examiner et expliquer le mouvement de la table vibrante.

19 26 septembre 2012 Séminaire Tri disciplinaire STI2D Quelles étapes jusquà ce séminaire… Qui aboutit à un document présentant 9 situations dont : Gestion dune VMC : Déterminer la valeur dune résistance de correction et la formule à implanter dans un microcontrôleur. Courant porteur en ligne : Comment transmettre des informations numériques en utilisant les lignes basse tension. Centrale solaire à tour : Déterminer le nombre maximum de miroirs que lon peut implanter sur un site de construction dune centrale.

20 26 septembre 2012 Séminaire Tri disciplinaire STI2D Quelles étapes jusquà ce séminaire… Qui aboutit à un document présentant 9 situations dont : Méthode « six sigma » : Vérifier si les deux conditions de la méthode sont vérifiées sur trois séries statistiques. Vérifier lassertion des ingénieurs qualité : « la quasi-totalité des valeurs de la série est dans la plage de valeurs admissibles ». Transmission de données : Etudier les probabilités derreurs de transmissions pour un mot de 2 bits. Etudier le comportement de la transmission quand le temps passe. Transfert thermique : Faire le bilan thermique simplifié dun pavillon et optimiser les pertes dénergie par transfert thermique dans deux cas.

21 26 septembre 2012 Séminaire Tri disciplinaire STI2D Quelles étapes jusquà ce séminaire… Qui sera suivi dun document présentant des situations pour la classe de terminale Documents imparfaits certes mais qui pourront être une base de réflexion et, espérons-le, lamorce dun travail entre les enseignants de nos trois disciplines.

22 26 septembre 2012 Séminaire Tri disciplinaire STI2D Quelles étapes jusquà ce séminaire… Présentation des ateliers 1. Quelles démarches pédagogiques ? Latelier Quelle pertinence des logiciels utilisés dans la pratique pédagogique ? Deux ateliers, lun vers la terminale (3) et lautre vers la première (2). 3. Quels scénarios pédagogiques ? Deux ateliers (4 et 5).


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