La technologie: un continuum d’enseignement de l’école élémentaire à l’école d’ingénieur Lycée Jean PERRIN 26 Avril 2017 Samuel VIOLLIN IGEN-STI

La technologie: un continuum d’enseignement de l’école élémentaire à l’école d’ingénieur Les enjeux de la révolution numérique La technologie, c’est quoi ? La technologie: un continuum de « l’école élémentaire aux grandes écoles » Réflexions prospectives sur l’évolution des sciences de l’ingénieur 2

La révolution numérique Les réseaux d’informations rendent accessibles immédiatement les savoirs. Cela nous interroge sur notre rapport aux connaissances, qui se trouvent externalisées. Est-ce à dire que nous n’aurons plus besoin de mémoire ? Évidemment non, cela serait absurde. En dehors de nos mémoires perceptive et procédurale liées aux automatismes, nous avons toujours besoin d’une mémoire de travail qui nous permet de gérer le court terme et aussi de la mémoire sémantique qui gère le sens des informations et permet leur mise en inter-action.

La révolution numérique Les mécanismes de méta cognition seront encre plus sollicités qu’avant, puisqu’ils auront à gérer un plus grand nombre de données et d’informations pour produire un résultat. Dans ce contexte « d’infobésité », le rôle du professeur pour aider l’apprenant à construire ses méthodologies de production de solution, est plus que jamais indispensable.

La révolution numérique La dématérialisation de l’information et des services a des conséquences sur la matérialité des objets. Ce qui devient important, n’est plus de posséder l’objet, mais d’en avoir l’usage. Ce qui est évident aujourd’hui pour les objets culturels comme les livres ou les films, le devient peu à peu pour tous les objets. Nous connaissons bien l’exemple de la voiture. Notre génération avait un gout pour l’objet, par exemple une voiture, quitte à la laisser dans le garage pour ne pas l’abimer. Les générations nouvelles, notamment les plus urbaines, préfère commander un service de mobilité à partir d’un smart phone.

Que signifiera demain « être cultivé », « être riche » ? La révolution numérique Cette tendance qui privilégie l’usage des objets à leur possession est appelée l’ubérisation. Elle remet profondément en cause l’idée même de richesse et de patrimoine. Que signifiera demain « être cultivé », « être riche » ? Certainement pas de connaitre par cœur toutes sortes de savoirs ni de posséder un château en Espagne ou des voitures prestigieuses dans son garage, mais plus assurément d’être en capacité d’accéder rapidement à l’information utile et à des services haut de gamme. Cette tendance bouleverse nos modèles économiques et la façon de concevoir les objets et les services

La révolution numérique Les réformes des enseignements de sciences de l’ingénieur, de Sciences et techniques Industrielles et du développement durable, plus récemment celle des sciences et technologie au collège, ont pour but d’intégrer dans nos enseignements ces évolutions majeures afin de bien préparer nos élèves à relever ces nouveaux enjeux. 7

La technologie, c’est quoi ? La technologie se décline selon quatre approches fondamentales*: une approche générale, une approche structurelle, une approche génétique, une approche générique. * Travaux de l’académie des technologies: Avis sur l’introduction de la technologie au Lycée dans les filières de l’enseignement général- 1 février 2013

La technologie, c’est quoi ? Quels sont les interactions d’un objet avec son environnement ? La technologie générale s’intéresse à l’impact de la création d’un objet et de son usage, tout au long de sa vie, sur son environnement, dans toutes ses dimensions technologiques et sociales. On y trouve les préoccupations liées au développement durable et l’éco-conception technologie générale 9 9

technologie structurelle La technologie, c’est quoi ? Comment structure t-on un objet ? La technologie structurelle décompose un objet ou un système technique en éléments simples fonctionnels ou matériels Elle montre comment la fonction d’usage est réalisée à partir de fonctions simples. Elle s’intéresse à la façon d’assembler des composants ou ensembles matériels pour réaliser un objet ou un système technique. technologie structurelle

technologie génétique La technologie, c’est quoi ? La technologie génétique analyse des objets ou systèmes techniques du passé dans leurs perfectionnements successifs, dans l’évolution de leurs usages L’approche génétique s’intéresse aux découvertes et inventions nécessaires à la création d’un objet, quelles sont les techniques héritées, quelles sont les évolutions et quels sont les éléments constitutifs existants qui permettent d’obtenir une génération d’objet. technologie génétique

technologie générique La technologie, c’est quoi ? Comment réalise t-on un nouvel objet? La technologie générique explicite les logiques d’invention et de conception de nouveaux objets ou systèmes techniques. Elle s'intéresse aux techniques et aux procédés nécessaires à la création d’un objet, de sa conception à sa réalisation et jusqu’à sa disparition. technologie générique

Métiers d’arts et d’industrie La technologie: un continuum de « l’école élémentaire aux grandes écoles » Les quatre approches fondamentales sont fédérées en 3 dimensions qui définissent complètement un objet ou un système. Représenter, analyser, modéliser puis simuler les objets ou systèmes existants, comprendre et justifier les solutions constructives Dimension scientifique et technique Dimension socioculturelle Dimension ingénierie-design Métiers d’arts et d’industrie générique structurale génétique et générale Objet technique Imaginer, créer, concevoir, réaliser, exploiter ou maintenir les objets et acquérir les gestes professionnels La technologie structurale décompose un objet ou un système technique en éléments simples fonctionnel ou matériel. Elle montre comment la fonction d’usage est réalisée à partir de fonctions simples. Elle s’intéresse à la façon d’assembler des composants ou ensembles matériels pour réaliser un objet ou un système technique. La technologie génétique analyse des objets ou systèmes techniques du passé dans leurs perfectionnements successifs, dans l’évolution de leurs usages. L’approche génétique s’intéresse aux découvertes et inventions nécessaires à la création d’un objet, quelles sont les techniques héritées, quelles sont les évolutions et quels sont les éléments constitutifs existants qui permettent d’obtenir une génération d’objet. La technologie générale s’intéresse à l’impact de la création d’un objet et de son usage, tout au long de sa vie, sur son environnement, dans toutes ses dimensions technologiques et sociales. On y trouve les préoccupations liées au développement durable et l’éco-conception. La technologie générique explicite les logiques d’invention et de conception de nouveaux objets ou systèmes techniques. Elle s'intéresse aux techniques et aux procédés nécessaires à la création d’un objet, de sa conception à sa réalisation et jusqu’à son retrait. Elle mobilise les technologies du numérique tout au long du processus de création d’un nouvel objet ou système. Par ces trois dimensions, la technologie participe à la construction et l’acquisition des compétences du socle. Discipline de synthèse et porteuse de démarches pédagogiques innovantes (pédagogie inversée, démarche de projet, pédagogie partagée, faire pour apprendre, etc.), elle nécessite également des apports de connaissances qui lui sont propres. Les outils numériques sont au cœur de l’enseignement de la technologie, de la modélisation du réel dans la dimension scientifique, de l’usage citoyen dans la dimension socioculturelle et de l’innovation et de la créativité dans la dimension de l’ingénierie-design-métiers d’arts et d’industries. L’informatique révèle toute sa puissance en installant une chaine numérique complète prenant en charge toutes les étapes de conception, de l’expression du besoin à la réalisation matérielle sur les machines. La perte du sens de la matière qui en découle est compensée par la réalisation « d’artefacts » par des systèmes d’impression 3D. Au-delà de l’acquisition de compétences partagées par tous les citoyens, les formations professionnelles visent à développer des compétences spécifiques pour concevoir et réaliser. Elles préparent selon les niveaux à des fonctions de création, de conception, d’utilisation, de réalisation, de maintenance et de gestion de biens et de services Replacer et interroger des objets, des systèmes et des pratiques dans leur environnement socioculturel et professionnel 13

Les cycles 2 et 3 initient à la technologie La technologie: un continuum de « l’école élémentaire aux grandes écoles » Dimension scientifique et technique Dimension socioculturelle Dimension ingénierie-design Objet technique Les cycles 2 et 3 initient à la technologie Les cycles du lycée Dimension scientifique et technique Dimension socioculturelle Dimension ingénierie-design Objet technique Le cycle terminal de S-SI approfondit la dimension scientifique et technique Dimension scientifique et technique Dimension socioculturelle Dimension ingénierie-design Objet technique Le cycle 4 est un cycle de découverte Dimension scientifique et technique Dimension socioculturelle Dimension ingénierie-design Objet technique Le cycle terminal de STI2D approfondit la dimension ingénierie design Les cycles de l’école et du collège

les Nouveaux Programmes de Technologie au collège Les nouveaux programmes de technologie publiés au BOEN du 24 décembre 2015 sont dans la continuité des programmes publiés au BOEN du 28 août 2008. La technologie est une discipline très jeune, mais dont les contours sont bien définis. 15

Les cycles sont corrélés au cinq domaines du socle. les Nouveaux Programmes de Technologie au collège Le programme est écrit par cycle. Il mobilise sept compétences travaillées, communes aux 2 cycles (C3 et C4) de l’école et du collège. Les cycles sont corrélés au cinq domaines du socle. Chaque cycle comprend quatre thèmes principaux et définit les connaissances et compétences associées. Le programme précise les attendus de fin de cycle

les Nouveaux Programmes de Technologie au collège 7 compétences travaillées communes aux 3 cycles 2 cycles 5 domaines du S4C Pratiquer des démarches scientifiques et technologiques Concevoir et réaliser S’approprier des outils et des méthodes Pratiquer des langages Mobiliser des outils numériques Adopter un comportement éthique et responsable Se situer dans l’espace et le temps Les langages pour penser et communiquer D1 Cycle 2 Les méthodes et outils pour apprendre D2 La formation de la personne et du citoyen D3 Cycle 3 Les systèmes naturels et les systèmes techniques D4 Cycle 4 Les représentations du monde et l’activité humaine D5

les Nouveaux Programmes de Technologie au collège Chaque cycle propose de travailler sur quatre thématiques. Il n’est pas décomposé en année, toutes les thématiques sont travaillées aux cours d’une année scolaire. Le niveau de maîtrise des compétences augmente en cours du cycle. Au cycle 3, la technologie peut apporter sa contribution à chaque thématique dans une approche interdisciplinaire. Cycle 3 Matière, mouvement, énergie et information Le vivant, sa diversité et les fonctions qui le caractérisent Matériaux et objets techniques La planète terre. Les êtres vivants dans leur environnement La modélisation et la simulation des objets et systèmes techniques L’informatique et la programmation Les objets techniques, les services et les changements induit dans la société Design, Innovation et créativité Cycle 4

les Nouveaux Programmes de Technologie au collège Exemple pour le cycle 4 : maquette de serre automatisée Merci à : Alasseur Christophe / Blin Cédric / Dodard Cédric / Titaux Jéremy CRT SUD supervisé par Dominique PETRELLA IA-IPR STI et Alain CONTESSE

Algorigramme Bloc les Nouveaux Programmes de Technologie au collège Accéder aux plantes Bloc

les Nouveaux Programmes de Technologie au collège Les élèves qui sortiront du collège auront acquis des compétences en programmation et informatique qu’il faudra valoriser dans les enseignements du lycée, en seconde dans les enseignements d’exploration, puis au cycle terminal des STI2D et S-SI

Réflexions prospectives sur l’évolution des sciences de l’ingénieur Les réformes des enseignements de sciences de l’ingénieur (S-SI), de Sciences et techniques Industrielles et du développement durable (STI2D), ont vocation à inscrire les élèves dans un cursus d’enseignement qui les mènera aux qualifications d’ingénieur. 22

transition énergétique, préservation du climat, développement durable, Réflexions prospectives sur l’évolution des sciences de l’ingénieur Les futurs ingénieurs, immergés dans un univers numériques, seront capables de relever ces défis dans un contexte imposé de : transition énergétique, préservation du climat, développement durable,

Réflexions prospectives sur l’évolution des sciences de l’ingénieur Pour relever ces défis, les ingénieurs devront élargir leurs compétences dans le domaines, du design des objets et des services, dans un contexte ou l’usage prévaut sur la matérialité, des sciences du vivant pour répondre aux requêtes visant à réparer l’Homme, à intégrer l’Homme augmenté dans une environnement vivant et sensible.

Réflexions prospectives sur l’évolution des sciences de l’ingénieur L’homme réparé. Les sciences de l’ingénieur, dans la perspective de répondre au besoin de l’Homme, seront de plus en plus intriquées avec les sciences du vivant. Les objets du quotidien seront interconnectés (50 milliards en 2020) à un réseau puissant baptisé l’IoT (Internet of Thinks).

Réflexions prospectives sur l’évolution des sciences de l’ingénieur L’homme augmenté

Et demain….? Merci de votre attention