TPE Présentation et pistes de travail Démarrer Chastel JL

TPE Présentation et pistes de travail  Objectifs  Evaluation, modalités  Organisation générale  Les thèmes nationaux  Les pistes de travail

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Objectifs Diversifier les modes d'appropriation des contenus des programmes en prenant appui sur une démarche interdisciplinaire (SI Physique ou SI Math). Développer les capacités d'autonomie et d'initiative dans la recherche et l'exploitation de documents, en vue de la réalisation d'une production Choisir, en concertation avec les enseignants encadrant le TPE, le sujet sur lequel portera la production.  Travail collectif, mais évaluation individuelle. http://www.education.gouv.fr/cid56642/mene1116130n.html

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Evaluation modalités Synthèse écrite et orale. 1- Evaluation du travail effectué, - 8 points sur 20, attribuée par les professeurs qui ont suivi les TPE (démarche personnelle et investissement. 2- Epreuve orale, - 12 points sur 20, évaluation, par au moins deux professeurs autres que ceux ayant suivi les TPE. - Présentation du travail et de la production réalisés: - pour 6 points, la production finale et une note synthétique individuelle (deux pages maximum). - pour 6 points, une soutenance orale, sur la base de 10 minutes par élève, qui se décompose en deux temps d’égale durée : 1er temps: présentation du travail réalisé ; 2ème temps: entretien au cours duquel chaque élève est interrogé sur sa contribution personnelle. Voir grille de notation Année 2010-2011 pour information (attente de la nouvelle grille 2011-2012.

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Organisation générale: généralités Enseignement obligatoire en classe de première générale Durée 18 semaines maximum En série S à dominante « SI », les TPE sont intégrés dans l'horaire de la discipline Thèmes de travail choisis par les élèves et les professeurs Tenue régulière d'un carnet de bord

Organisation générale: structure - 1ère phase: définir le sujet et sa problématique, bien délimiter les contours du sujet en éliminant les problématiques trop ambitieuses; - 2ème phase: centrée sur la recherche documentaire ; - 3ème phase: réaliser une production (dossier, maquettes, poèmes, une de journal, expérience scientifique, vidéogramme, affiche, représentation théâtrale, pages internet, exposition, etc.) ; - 4ème phase: soutenance;

Organisation générale: Problématique Présentation d'un problème sous différents aspects. ou Ensemble des questions relatives à un sujet.   Situation dans laquelle un obstacle empêche de progresser, d'avancer ou de réaliser ce que l'on voulait faire. Question à laquelle on va tâcher de répondre. Une question se termine part un « ? » Une problématique mal posée est un hors-sujet.

Organisation générale: production finale Réalisations modestes et réalistes. La forme « dossier », fréquemment retenue, ne doit pas aboutir à un montage d'information et de documents sans véritable appropriation du sujet et sans regard critique sur les sources utilisées. Une attention toute particulière sera portée, autant que faire se peut, sur le caractère original de la production, excluant la simple copie d'éléments préexistants. Les documents produits ainsi que la soutenance peuvent, en tout ou partie, être l'occasion de l'utilisation d'une langue étrangère.

Organisation générale: carnet de bord Carnet de bord informatique; Accessible sur le site SI: http://si.lycee-oiselet.fr/; Comment y accéder: a- se loguer grâce à un login et mot de passe. b- accès un espace réservé au groupe et au seul groupe. c- créer un nouvel article ou ouvrir un article existant. d- possibilité de charger des fichiers images

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Les thèmes nationaux Contraintes et libertés Ethique et responsabilité Santé et bien-être Avancées scientifiques et réalisations techniques Environnement et progrès La mesure

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Pistes de travail en liaison avec CeC En quoi la position du centre de gravité (sdg) du véhicule peut permettre de mieux démarrer ? Pistes de travail : En faisant des essais réels sur maquette ou à l’aide de simulation informatique montrer que la position du cdg est influente. Comment est déterminée la position du cdg et comment la modifier ? Le déplacement du cdg durant les différentes phases de course est-il intéressant ? Calculer/simuler la répartition des forces en fonction de la position du cdg. En quoi le règlement oblige-t-il à optimiser la technologie ? (Contraintes et libertés) Pistes de travail : Sur des exemples concrets* de la voiture, montrer ce qui aurait pu être fait en liberté totale (sans tenir compte du règlement) et en parallèle en respectant le règlement. * présence de 4 roues, d’ailerons, dimensions mini/maxi, etc….

Pistes de travail en liaison avec CeC Comment est stockée l’énergie dans la voiture ? Pistes de travail : Fonctionnement d’une pile électrique et expériences physico-chimique. Comment les batteries sont rechargées ? Analyse électrique/électronique, rendement de la charge : quelle énergie fournie aux batteries pour quelle énergie récupérée ? (câblage et mesures électriques) Quels choix pour optimiser la course : une batterie plus légère mais moins performante / une batterie plus performante mais plus lourde ? Essais éventuels. Quels sont les liens entre les performances de la batterie (U, I) et les performances du véhicule (F, V) ? Comment l’énergie stockée est-elle utilisée ? Pistes de travail : Comment fonctionne un moteur électrique ? Expérience sur la force de Laplace, champ magnétique.. Quels sont les caractéristiques d’un moteur électrique, comment les faire varier et en quoi sont-elles dépendantes des caractéristiques de la batterie ? Quel est le rendement de l’ensemble ? Mesures électriques, mesures mécaniques… Comment commander un moteur électrique ? Câblage, programmation, tests…

Pistes de travail en liaison avec CeC Sur quels paramètres agir pour obtenir un démarrage plus rapide ? Pistes de travail : Tests et essais sur des maquettes permettant de vérifier le PFD (ou la 2ème loi de Newton !). Influence de la masse, de la force, etc… Travail sur les caractéristiques du mouvement, courbes de la position, de la vitesse en fonction du temps. Mesure à l’aide de vidéo et de logiciels dédiés. Simulation informatique. Influence du patinage des roues : Comment le limiter ? Pistes de travail : Commande du moteur progressive : étude du fonctionnement d’un moteur, création d’une carte électronique, programmation,… Choix des matériaux des roues : Qu’est-ce qu’un élastomère ? Comment le fabriquer ? Expériences chimiques. Idem avec d’autre matériaux envisageable (résine de polyuréthane, silicone, etc…)

Pistes de travail en liaison avec CeC Influence de la forme sur la vitesse atteinte (aéro) ? Pistes de travail: Mise en place d’un protocole d’essais et mesures. Simulation informatique. Création d’un chronomètre automatique (choix de capteur, programmation, etc..) Moteur à courant continu ou moteur brushless ? Pistes de travail: Constitution, commande quelles différences, mise en œuvre d’une commande simplifiée. Avantages, inconvénient ? Influence du choix sur le type de batterie ?, conditionnement du type de chaine mécanique associée au moteur. Energie et course(s) Pistes de travail: Définir l’énergie nécessaire pour faire une course en partant d’une forme basique (cubique par exemple) en se plaçant dans des conditions les plus défavorables (poids maxi). Voir la tenue en charge de la batterie avec démarrage progressif et avec démarrage plein pot. Voir l’influence sur la durée de vie de la batterie.

Pistes de travail en liaison avec CeC Guidage et alignement Pistes de travail: Mettre en évidence les mauvais alignements des roues avant entre elles et avec celles arrière. Déterminer les principes de montages et déterminer les procéder de montage à mettre en œuvre. Pneus lisses ou pneus sculptés ? Quels types de pneus dur ou tendre ? Le même type de pneus à l’avant et à l’arrière ? Pistes de travail: Définir l’influence de ces différents paramètres sur le choix des pneus. Quels sont les composants principaux qui sont utilisés dans la fabrication des pneus ? Sont-ils utilisables pour notre solution ?

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