La progression des apprentissages de l’univers technologique (Langage des lignes et Ingénierie mécanique) Février 2012

Buts visés par la journée Apporter un éclairage sur la progression des apprentissages de l’univers technologique Clarifier les concepts des sections : Langages des lignes (Graphical Language) et Ingénierie mécanique (Mechanical Engineering) Présenter des documents de références en lien avec ces concepts (Existants et nouveautés) Offrir des exemples de courtes activités à insérer dans diverses SAÉ

La progression des apprentissages : rappel Ce document ne remplace pas le programme; il le complète en venant aider à circonscrire, à préciser les éléments prescrits du contenu de formation. Il peut guider sur le contenu à viser pour les épreuves de sanction. Les concepts et les techniques sont des éléments prescrits. Le format du document est commun à tous les champs disciplinaires. Compétence 3 n’est pas disparue du programme. Tous les critères se retrouvent à la fois dans la CD1 et la CD2 en ce qui concerne les modalités d’évaluation.

Un texte de présentation à considérer Univers technologique   L’étude de l’univers technologique offre aux élèves l’occasion d’acquérir des connaissances scientifiques et technologiques et de les actualiser dans l’action. Au cours du secondaire, les élèves analysent et conçoivent des objets techniques de complexité croissante et cherchent des solutions à des problèmes technologiques de plus en plus sophistiqués. Les connaissances technologiques et les techniques qu’ils acquièrent les amènent à comprendre les objets et les facteurs en cause dans différentes problématiques scientifiques et à juger des solutions d’ordre technologique proposées pour y répondre. Elles leur permettent aussi de concrétiser des connaissances relatives à d’autres univers, en particulier l'univers matériel. Développement de compétence, action, démarche et intégration des autres univers.

Des indications à remarquer Attention aux zones grisées. En principe, l’évaluation de sanction porte sur les étoiles. Par contre, pour interpréter une question ou communiquer une solution, on prend pour acquis que les langages sont maîtrisés.

Des notes à ne pas négliger

La section des techniques Répétition entre la section des concepts et la section des techniques. Ne pas négliger les techniques qui sont prescrites. On y remarque que l’élève doit en faire et non le voir uniquement de façon théorique. Schémas de principes et de construction ont une étoile au premier cycle du secondaire… On doit cependant continuer à en faire au 2e cycle!

Associer chaque langage à son utilité et son contexte

Activité 1 – La sonnette de vélo

La sonnette de vélo FONCTION GLOBALE Permettre à l’utilisateur d’une bicyclette d’avertir de sa présence en émettant un son produit par le battement de deux pièces de métal contre un timbre et cela d’un seul doigt.

La sonnette de vélo (suite)

Schéma de construction : sonnette métallique

Schéma de construction : sonnette jaune

Schéma de construction : sonnette 3

Liens avec les énoncés de la Progression des apprentissages A. Langage des lignes (1er cycle du secondaire) a. Schéma de principes - Expliquer le fonctionnement d’un objet technique simple en réalisant un schéma qui montre la ou les forces d’action ainsi que le ou les mouvements qui en résultent - Nommer les parties essentielles (sous-ensembles et pièces) liées au fonctionnement d’un objet technique b. Schéma de construction - Expliquer la construction d’un objet technique simple en réalisant un schéma qui met en relief l’assemblage et la combinaison des pièces - Nommer les parties (pièces constitutives) d’un objet technique simple - Indiquer les liaisons et les guidages sur un schéma de construction Techniques – TECHNOLOGIE c. Technique de schématisation

Des activités supplémentaires sur mesures

Activité 2 – Liaisons, guidages et les mécanismes… L’animation « Les mécanismes » est disponible sur le site du CDP. Le document d’accompagnement « Les fonctions mécaniques élémentaires » pour l’appropriation et comme outil de référence. L’annexe sur les mécanismes de transmission et de transformation de mouvement ainsi que sur les symboles utiles à la schématisation : un outil de référence.

Décoder l’ingénierie mécanique… NOTES L’animation « Les mécanismes » qui est disponible sur le site du Centre de développement pédagogique est suggérée comme ressource de référence. La majorité des questions de ce document sont en lien avec la série d’images numérotées annexée à ce document. Il est suggéré d’imprimer l’annexe en couleurs et de la plastifier. Ceci afin d’obtenir des images de meilleure qualité et de s’en servir à plusieurs reprises. Le but visé par ce document est d’observer des objets ayant des mécanismes afin de mieux maîtriser les langages permettant de les représenter (de les expliquer) et ou de les concevoir.

Activité 2 – Ces objets qui nous entourent…

Décoder l’ingénierie mécanique… Exemple :

Liens avec les énoncés de la Progression des apprentissages : - UT, B., 3., g. Mécanismes de transmission du mouvement (1er cycle) UT, B., 3., j. Mécanismes de transformation du mouvement (1er cycle)

Liens avec les énoncés de la Progression des apprentissages : UT, B., 1., c. Machines simples (1er cycle) Techniques – TECHNOLOGIE, 1., c. Techniques de schématisation

Liens avec les énoncés de la Progression des apprentissages : UT, B., 1., a. Types de mouvements (1er cycle) Techniques – TECHNOLOGIE, 1., c. Techniques de schématisation

Liens avec les énoncés de la Progression des apprentissages : UT, B., 3., c. Liaisons des pièces mécaniques (4e secondaire)*

Liens avec les énoncés de la Progression des apprentissages : UT, B., 3., a. Fonctions mécaniques élémentaires (1er cycle)

Liens avec les énoncés de la Progression des apprentissages : UT, B., 3., a. Fonctions mécaniques élémentaires (liaison et guidage) (1er cycle) Techniques – TECHNOLOGIE, 1., c. Techniques de schématisation (1er et 2e cycles)

Liens avec les énoncés de la Progression des apprentissages : UT, B., 1., a. Types de mouvements (1er cycle) UT, B., 1., c. Machines simples(1er cycle) Techniques – TECHNOLOGIE, 1., c. Techniques de schématisation (1er et 2e cycles)

Liens avec les énoncés de la Progression des apprentissages : UT, B., 3., h. Fonction, composantes et utilisation de système…(3e secondaire) UT, B., 3., k. Fonction, composantes et utilisation de système… (3e secondaire) Techniques – TECHNOLOGIE, 1., c. Techniques de schématisation (1er et 2e cycles)

Liens avec les énoncés de la Progression des apprentissages : UT, B., 3., h. Fonction, composantes et utilisation de système…(3e secondaire) UT, B., 3., k. Fonction, composantes et utilisation de système… (3e secondaire) Techniques – TECHNOLOGIE, 1., c. Techniques de schématisation (1er et 2e cycles)

Liens avec les énoncés de la Progression des apprentissages : UT, B., 3., h. Fonction, composantes et utilisation de système…(3e secondaire) UT, B., 3., k. Fonction, composantes et utilisation de système… (3e secondaire)

Liens avec les énoncés de la Progression des apprentissages : UT, B., 3., b. Liaisons types des pièces mécaniques (3e secondaire) UT, B., 3., c. Liaisons des pièces mécaniques (4e secondaire ATS et ST-STE)

Liens avec les énoncés de la Progression des apprentissages : UT, B., 3., b. Liaisons types des pièces mécaniques (3e secondaire)

Activité 3- Le dossier du pingouin animé

Activité 3- Le dossier du pingouin animé Votre défi : À l’aide de vos connaissances en science et technologie, vous devez observer attentivement la pièce à conviction principale : une séquence vidéo mettant en vedette le pingouin animé. À l’aide de vos collègues, vous devrez imaginer les mécanismes en cause et leur agencement. Enquêteurs, au boulot! 1. Visionner la séquence vidéo et noter les mouvements observés. 2. Imaginer, en équipe, les mécanismes permettant de produire les mouvements observés. 3. Modéliser votre solution à l’aide des matériaux et du matériel fourni.

Liens avec les énoncés de la Progression des apprentissages : 4. Emplacement de la liaison du chapeau. Le mouvement de translation de la pièce centrale entraîne le chapeau. Il est guidé par l’orifice de la tête. 3. Axe inséré dans une coulisse de la pièce centrale. Le mouvement de translation entraîne l’aile dans une rotation partielle autour de son pivot. 2. Pivot de l’aile qui est libre en rotation, mais liée en translation. 1. Pièce, munie de la partie « galet », guidée par la came liée à l’essieu. Elle effectue une translation verticale grâce à la came. 5. Roue solidaire (liée) de l’essieu qui l’entraîne en rotation. Elle est munie d’une manivelle, sur sa face extérieure, qui s’insère dans un coulisseau à l’intérieur de la patte. Ceci assure à la patte, un mouvement de va-et-vient décrivant une rotation partielle. Alternatives: On identifie uniquement les types de mouvements ou on repère les liaisons et les guidages : 1er cycle On fournit la réponse et on demande aux élèves d’imaginer des solutions pour modifier certains mouvements ou de justifier l’usage de mécanismes précis pour la fabrication/conception : 4e secondaire. 6. Coulisseau dans lequel s’insère la manivelle fixée à l’extérieur de la roue. 7. La patte est liée au corps du pingouin par l’entremise d’un pivot. Le pivot la guide en rotation, mais un renflement à son extrémité assure sa liaison en translation. Liens avec les énoncés de la Progression des apprentissages : UT, B., 3., h. Fonction, composantes et utilisation de système…(3e secondaire) UT, B., 3., k. Fonction, composantes et utilisation de système… (3e secondaire) Vue arrière

Les coupes et les sections Activité 4- Les projection, les coupes et les sections Les types de projections Les coupes et les sections

Activité 4- Des exemples d’exercices… Liens avec les énoncés de la Progression des apprentissages : UT, A., d. Tracés géométriques (3e secondaire) UT, A., e. Lignes de base (3e secondaire) UT, A., f. Projections orthogonales (3e secondaire) UT, A., h. Formes de représentations (3e secondaire) UT, A., j. Coupes et sections (3e secondaire) Techniques – TECHNOLOGIE : 1. Langage graphique (1er et 2e cycle) * À quoi devrait-on se limiter?

Activité 5 – Passer du 2D au 3D

Passer du 2D au 3D Votre défi : À l’aide de vos connaissances en science et technologie, vous devez choisir un des deux schémas de principes proposés en annexe et construire un planétaire fonctionnel. Vous devez également représenter votre prototype à l’aide d’un schéma de construction.

Existe-t-il une convention qui dicte le point d’observation du système solaire afin de décrire les mouvements relatifs des astres? Quel(s) astre(s) se déplace(nt) dans le système Soleil - Terre - Lune? Source : Site du Centre de développement pédagogique (section Documentation) - www2.cslaval.qc.ca/cdp 2. Qu’est-ce qui est représenté par de grosses flèches pleines sur un schéma de principes? 3. Comment représente-t-on ce qui est fixe sur un schéma de principes? 4. Comment représente-t-on ce qui peut bouger sur un schéma de principes? 5. Pouvez-vous identifier ce qui est fixe et ce qui bouge sur le schéma choisi?

Planétaire 1

Planétaire 2

Liens avec les énoncés de la Progression des apprentissages A. Langage des lignes (1er cycle du secondaire) a. Schéma de principes (1er cycle du secondaire) - Expliquer le fonctionnement d’un objet technique simple en réalisant un schéma qui montre la ou les forces d’action ainsi que le ou les mouvements qui en résultent b. Schéma de construction (1er cycle du secondaire) - Expliquer la construction d’un objet technique simple en réalisant un schéma qui met en relief l’assemblage et la combinaison des pièces - Indiquer les liaisons et les guidages sur un schéma de construction Techniques – TECHNOLOGIE c. Technique de schématisation Sur les 2 années du cycle