Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur 1 La mise en œuvre du nouveau programme d’enseignement des Sciences de l’Ingénieur dans le cycle terminal de la voie Scientifique Lycée E. LABBE– 24 Mai 2011

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur Séminaire S SI-24/05/2011-E.Labbé-Douai2 Accueil  Les axes directeurs de la rénovationIA-IPR  Analyse du nouveau programmeOlivier FORT  L’approche pédagogique des SIDavid HELARD  Exemple de progression pédagogiqueAlain COUSIN Christophe RADEL  Laboratoire et supports pédagogiquesYves CAUSSE  Exemple de séquence Carnot BRUAYPascal CACHERAT Eric LULKA Repas

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur Séminaire S SI-24/05/2011-E.Labbé-Douai3 Suite  Exemple de séquence Colbert TOURCOINGMassimo CRITELLI Eric DAVID Alain TROUILLEZ  Exemple de séquence Baggio LILLEStéphane BEAU Frédéric LAUNAY  Exemple de séquence (architecture) Eric LULKA  Exemple de séquence (mini voiture)Stéphane BEAU  Le projet Virginie DELPLACE  L’examen du baccalauréatIA-IPR Conclusion

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur 4 Constats – Contexte – Quelques chiffres pour comprendre la réforme de la série S et de la voie technologique industrielle LES AXES DIRECTEURS DE LA RENOVATION

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur 5 12 élèves en moyenne nationale pour les divisions de STS industrielles. 20 % des divisions STI industrielles ont moins de 15 élèves. 40 % des divisions STI industrielles ont moins de 20 élèves. La voie STI industrielle a perdu 20 % de ses effectifs au cours des 8 dernières années.

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur 6 40 % environ (en 2009 : 11 % en L, 14 % en CPGE, 11% en IUT+STS, 6 % 1 er cycle GE) des bacheliers S qui poursuivent des études scientifiques et technologiques supérieures longues, hors secteurs de la santé, alors qu’ils étaient 60 % en Il semble difficile d’augmenter le nombre d’élèves dans la série scientifique ( ).

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur PNF sur l’enseignement spécifique en sciences de l’ingénieur7 Baisse inquiétante des effectifs dans les universités scientifiques au niveau L et M. Le nombre de candidats ayant composé à toutes les épreuves d’admissibilité de l’agrégation en 2010 est toujours faible : 55 en génie civil (12 postes), 113 en génie électrique (13 postes), 109 en génie mécanique (15 postes), 80 en mécanique (25 postes).

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur 8 Malgré une hausse continue (10 % environ en 8 ans) des effectifs en CPGE scientifiques, les grandes écoles n’arrivent pas à pourvoir toutes leurs places.

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur 9 Loi de 2005 sur l’avenir de l’école Rénovation des programmes de collège en 2008 Rénovation de la voie professionnelle en 2009 Réforme du Lycée en 2010 (seconde) Réforme du Lycée en 2011 (cycle terminal) Contexte de la rénovation de l’enseignement technologique industriel

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur 10 C’est dans ce contexte que depuis 2000, une réflexion a été menée au plus haut niveau pour essayer d’enrayer la désaffection des jeunes pour les études scientifiques et technologiques supérieures longues. Ainsi, les programmes de l’école primaire, et du collège ont évolué dans cet esprit, le baccalauréat professionnel a été rénové.

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur 11 Avec une introduction commune aux programmes de mathématiques, de sciences physiques, de sciences de la vie et de la Terre et de technologie il s’agit d’un ancrage très fort de la technologie dans un grand pôle Sciences et Technologie.

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur 12 Rénovation de la voie professionnelle BOEN spécial n°2 du 19 février 2009 La généralisation du baccalauréat professionnel en 3 ans, annoncée par le ministre Xavier Darcos en septembre 2007, doit donner à la voie professionnelle une dignité comparable à celle des voies générale et technologique. Cette décision n’est pas que symbolique, elle a eu un impact considérable sur tout le système éducatif français.

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur PNF sur l’enseignement spécifique en sciences de l’ingénieur13 Les élèves, qui empruntent la voie professionnelle, semblent avoir plus d’ambitions et beaucoup envisagent la poursuite d’études en STS en entrant en LP. De nombreux proviseurs de LP souhaitent accueillir des STS dans leur établissement.

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur PNF sur l’enseignement spécifique en sciences de l’ingénieur14 Il y aussi de nombreuses initiatives pour conduire les bacheliers professionnels vers un niveau d’études le plus élevé possible : - la « grande école des bacs pros », l'École Vaucanson (première promotion en septembre 2010 au sein du CNAM ) ; - l’Institut Denis Diderot - Arts et Métiers Paris Tech Centre de Lille - CNAM de Lille - Lycée César-Baggio à Lille (création en 2010).

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur 15 Et même une CPGE en 3 ans pour bacheliers professionnels au lycée Henri Parriat à Montceau-les-Mines (71).

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur 16 Un des objectifs de la réforme du lycée est de développer le goût des jeunes pour les sciences et d’augmenter le vivier de recrutement des filières scientifiques et technologiques supérieures longues.

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur 17 La série S est plus scientifique. La série STI2D n’a plus comme objectif final de préparer un BTS.

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur 18 Fin de Troisième Bac Pro Bac Techno Bac Général Seconde générale & technologique CAP Redéfinition de l’orientation post-3 ème

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur 19 Objectif d’égalité des chances … « tirer vers le haut » Bac Pro Bac Techno Bac Général Redéfinition de l’orientation post- Baccalauréat

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur 20 Point important à signaler : la structure qui a été retenue doit permettre des passerelles entre séries en particulier en fin de première.

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur Des parcours d’orientation flexibles

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur 22 Série S-SI BOEN spécial n°9 du 30 septembre 2010

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur PNF sur l’enseignement spécifique en sciences de l’ingénieur23 Donner l’envie aux jeunes de poursuivre des études supérieures scientifiques et technologiques. Participer à l’acquisition de démarches de l’ingénieur. Favoriser une approche pluri disciplinaire. Objectifs du programme de SI

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur PNF sur l’enseignement spécifique en sciences de l’ingénieur24 Distinguer S-SI de STI2D, le premier étant plus conceptuel. Ne pas se limiter aux seuls génie électrique et génie mécanique, en s’appuyant sur des systèmes pluri technologiques complexes et non uniquement mécatroniques. Principes retenus pour la rénovation du programme de SI

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur 25 Élaborer un programme tel que les activités de TP ne soient plus une finalité mais des modalités pédagogiques. S’appuyer sur le programme actuel tout en le rénovant dans ses contenus et sa présentation.

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur 26 Proposer des architectures de solutions, sous forme de schémas ou d’algorigrammes. Vérifier les performances attendues d’un système, par l’évaluation de l’écart entre un cahier des charges et les réponses expérimentales Proposer et de valider des modèles d’un système à partir d’essais, par l’évaluation de l’écart entre les performances mesurées et les performances simulées Prévoir les performances d’un système à partir de modélisations, par l’évaluation de l’écart entre les performances simulées et les performances attendues au cahier des charges Stratégie Pédagogique

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur 27

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur 28 L’identification et l’analyse de ces écarts peuvent mobiliser des compétences pluridisciplinaires, en particulier celles développées en mathématiques et en sciences physiques- chimiques fondamentales et appliquées. Les sciences de l’ingénieur renforcent les liens entre les disciplines et participent à la poursuite d’études dans l’enseignement supérieur. Les sciences de l’ingénieur développent des démarches pour analyser des systèmes complexes pluri- technologiques. Les compétences acquises sont ainsi transposables à l’ensemble des domaines scientifiques et technologiques, et permettent d’appréhender des situations inédites.

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur 29 Identifier et caractériser les grandeurs agissant sur un système Proposer ou justifier un modèle Résoudre et simuler Valider un modèle Justifier le choix d’un protocole expérimental Mettre en œuvre un protocole expérimental Analyser le besoin Analyser le système Caractériser des écarts Rechercher et traiter des informations Mettre en œuvre une communication SYSTÈME ANALYSER MODÉLISER EXPÉRIMENTER COMMUNIQUER Compétences terminales visées L’enseignement des sciences de l’ingénieur a pour objectif de développer les compétences présentées sur la figure 2 ci-dessous :

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur 30 Horaire élève : 6 heures + une heure de TPE pluridisciplinaire en première ; 6 heures + 70 heures de projet pluridisciplinaire en terminale.

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur 31 Aucune préconisation nationale sur le découpage des activités pédagogiques mais celui-ci doit prendre en compte l’enveloppe horaire accordée à chaque division.

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur 32 Le projet mobilise des compétences pluridisciplinaires, et sollicite des démarches de créativité pour imaginer des solutions qui répondent à un besoin. Projet

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur 33 Productions attendues : - des justifications scientifiques, technologiques, socio-économiques…validant la solution proposée ; - des architectures de solutions sous forme de schémas, croquis, blocs diagrammes fonctionnels et structurels ou d’algorithmes ;

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur 34 - des documents de formalisation de la solution imaginée ; - des supports de communication ; - un prototype ou une maquette numérique ou matérielle.

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur 35 Un exemple : Robot suiveur de lumière. Problèmes à résoudre : - localisation de la source de lumière (capteurs photo résistifs ); - programmation du déplacement (modules de type Eblocks de la société Matrix Multimedia4) ; - ….

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur 36 Différences entre la voie Scientifique S S.I. et la voie Technologique STI2D

Bac SSI Par une approche analytique et conceptuelle S’appuyer sur les sciences pour découvrir et approfondir le monde technologique qui est associé aux études supérieures Durée: 7/8h Bac STI2D Par une approche concrète et active S’appuyer sur la technologie pour acquérir les bases scientifiques nécessaires à la réussite dans l’enseignement supérieur Durée 14h

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur 38 Les modalités d’accès aux connaissances, qui sont plus progressives, inductives et concrètes en STI2D qu’en S-SI. Les concepts sont les mêmes, les chemins pour y accéder sont différents. Les durées de formation en SI entre les deux séries et la mise en œuvre d’activités pratiques en STI2D.

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur 39 Les enseignements spécifiques de la série STI2D qui permettent aux élèves d’approfondir un domaine concret en s’appuyant sur une pédagogie de projet. Une approche différente de la technologie, qui s’appréhende « parallèlement » aux sciences en S-SI, alors qu’elle est la base d’appui pour mieux comprendre les sciences en STI2D.