LES STRATEGIES PEDAGOGIQUES EN STI2D La didactique est à la pédagogie, ce que la théorie est à la pratique.  Mathieu Foria Pédagogie. Porter en soi et avec soi cette indulgence qui fait fleurir les pensées d‘autrui. Joseph Joubert   PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI2D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011 Il n'est pas de bonne pédagogie qui ne commence par éveiller le désir d’apprendre. François de Closets  

Démarche d’investigation Études de cas Activités pratiques Projet STI2D : une didactique spécifique Des activités pédagogiques complémentaires, articulées entre elles, pour garantir un caractère concret aux enseignements. Notre société doit se poser de nouvelles questions. PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI2D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011

PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI2D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011 Définitions Étude de cas Activité d’analyse d’une situation réelle stabilisée et décrite, proposée à une équipe d’élèves afin qu’ils mènent une démarche (libre ou guidée) les amenant à identifier des concepts dans un contexte particulier. Activité pratique Activité concrète proposée à un élève (ou deux élèves au maximum) visant à mettre en œuvre un protocole ou un processus d’activité pour observer, mesurer ou obtenir un résultat attendu. Projet Activité collective fondée sur un objectif à atteindre négocié et accepté par tous, amenant les élèves à définir, planifier et réguler leurs activités, afin de proposer un résultat concret dont la pertinence ou la performance est évaluée collectivement. Chaque citoyen doit avoir les moyens de répondre, de faire des choix de consommation éclairés, d’être opérationnel dans un monde technologique. PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI2D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011

Démarche de résolution d’un problème technique Définitions Démarche d’investigation Démarche qui part d’une situation problème concrète posée à un groupe d’élèves et qui les amène à formuler des hypothèses, à les expérimenter, à analyser les résultats pour découvrir et accepter un nouveau concept. Démarche de résolution d’un problème technique Ensemble structuré de réflexions et d’actions visant à partir de l’expression d’un problème identifié : à l’expliciter ; à identifier les contraintes qui y sont associées, le niveau de réponse attendue et les types de résolution possibles (lois règles, outils, méthodes et organisation, …) ; à appliquer des méthodes de résolution ; à comparer les résultats afin de faire un choix justifiable. Chaque citoyen doit avoir les moyens de répondre, de faire des choix de consommation éclairés, d’être opérationnel dans un monde technologique. PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI2D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011

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Trois démarches pédagogiques complémentaires et imbriquées Démarche d’investigation Démarche de résolution d’un problème technique Démarche de projet Collective, induit des phases d’appropriation, de recherche, d’hypothèses et de vérifications. Individuelle ou collective, s’appuie sur un problème technique et exige l’application de méthodes formalisées Collective, s’appuyant sur un objectif partagé entre élèves et professeur, exigeant de définir des fonctions, une organisation, une planification et des étapes PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI2D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011

3 situations pédagogiques complémentaires Étude de dossier technique Étude collective d’un cas technique réel à partir d’un dossier numérique, amenant à formaliser des connaissances. Activités pratiques Activité pratique de découverte ou de confortation, menée en binôme et proposant une interaction entre l’élève et un support réel. PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI2D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011 Projet technologique Projet technologique (non professionnel) permettant de vivre une démarche de projet pour acquérir ou valider des compétences

Un panel ouvert d’activités pédagogiques Démarche de résolution d’un problème Démarche d’investigation Démarche de projet Étude d’un problème technique Analyse d’une situation industrielle Étude de dossier technique Étude d’un système Résolution d’un problème technique Activité de conception et prototypage Activités pratiques Expérimentations Analyse de l’existant industriel Résolution de problèmes techniques Projet de formation ou d’évaluation Projet technologique

APPRENDRE POUR APPRENDRE FAIRE POUR FAIRE APPRENDRE POUR APPRENDRE FAIRE POUR APPRENDRE DEMARCHE D’INVESTIGATION APPRENDRE POUR FAIRE DEMARCHE DE RESOLUTION DE PROBLEME PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI2D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011

Des hypothèses de solutions La démarche d’investigation La démarche de résolution de problème Un objet technique Une situation problème Un problème technique à résoudre Des questions des élèves, du professeur Des questions des élèves, du professeur Une observation d’un problème technique résolu Des hypothèses d’explications Une activité de recherche pour les élèves Une activité de recherche pour les élèves Recherche des contraintes Recherche de solutions techniques Des hypothèses de solutions - observation - manipulation - démontage - modélisation - recherche documentaire - manipulation - tests, essais - recherche documentaire – modélisation - réalisation Analyse des résultats obtenus / hypothèses de départ Choix justifié d’une solution Communication des résultats Synthèse de l’ensemble Communication des résultats Synthèse de l’ensemble PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI2D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011 Structuration de la connaissance

Processus simplifié de pilotage d’une stratégie pédagogique Programme Choix d’une stratégie ( cours, TD, TP, inductif, déductif, ) Centres d’intérêt Liste des TP Construction d’une progression pédagogique Progressivité, redondance Évaluations Remédiations Durée de la formation Répartition entre années Planification Filtre (expérience, criticité, complexité) Bilan Ajustements Identification des connaissances nécessitant la construction de TP Sélection ou conception des supports de TP Supports existants ou disponibles sur le marché PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI2D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011

Construction de la séquence par l’enseignant La séquence vécue par l’élève 4 - Un problème technologique posé à l’élève (se l’approprier, émettre des hypothèses et le résoudre) 1 - Des connaissances et des compétences du programme à faire acquérir 2 - Une structuration des connaissances (synthèse) en tenant compte du niveau d’approfondisse-ment 5 - Des activités d’apprentissage et des supports qui mènent à la résolution du problème identifié (Investigation / réflexion / action / évaluations formatives, bilan des activités) 3 - Une évaluation sommative centrée sur les connaissances et les compétences de 1. 2 - Une structuration des connaissances en tenant compte du niveau d’acquisition 4 - Un problème technologique à identifier et à résoudre 3 - Une évaluation sommative centrée sur les connaissances et les coompétences du programme 5 - Des activités d’apprentissage et des supports adaptés qui mènent à la résolution du problème technologique (réflexions / actions / évaluations formatives) PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI2D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011 1 - Les compétences, les connaissances du programme acquises par l’élève

Attitudes, aptitudes, notions abordées La pédagogie de projet Projet Revues de projet Énoncé de la problématique Professeur Elèves Support de projet Objectifs - Activités Ressources Logiciels Documents Maquettes numériques Attitudes, aptitudes, notions abordées PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI2D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011

Phases principales du déroulement d’un projet technologique en STI2D : Objectif proposé mais partagé… Démarche collective d’appropriation Identification d’un problème (contradiction) Activité de créativité (brainstorming  piloté ) et de choix Matérialisation des idées (prototypage) Synthèse et présentation de la démarche Favoriser le prototypage rapide des formes, des informations et des énergies Produire un dossier numérique de présentation collective formali- sant la démarche plus que les résultats. PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI2D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011

J1 J2 J3 J4 Les jalons Les étapes du projet Les productions du groupe Étape d’imprégnation Expression du besoin (principales caractéristiques à atteindre, identification d’une contradiction) J1 Étape de créativité Production du plus grand nombre d’idées possibles J2 Étape de cristallisation Choix raisonné d’une ou deux solutions à explorer Formalisation d’une idée de solution J3 Matérialisation sous forme de modèle, maquette, prototype, expérimentation. Synthèse et compte-rendu collectif Étape de matérialisation SEMINAIRE « INNOVATION ET INSERTION PROFESSIONNELLE » – BESANCON – 09 MARS 2011 PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI2D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011 J4

Mise en œuvre de la pédagogie de projet Elle est fondée sur la motivation des élèves, provoquée par la finalisation de réalisations concrètes Motivation des élèves Thématiques du programme (Développement durable,…) Choix du support La réalisation concrète (Présentation numérique, maquette virtuelle, prototypage) Les notions pédagogiques abordées Rédaction de l’énoncé du projet PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI2D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011

L’élève se fixe un objectif Le projet Les ressources Supports de projet Enoncé du projet Mise en oeuvre d’une solution L’élève se fixe un objectif Rechercher, comparer et modéliser des solutions Rédaction du suivi de projet Revues de projet Problématique en cours PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI2D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011 Logiciels Documents Maquette numérique Problématique résolue Restitution ,validation et synthèse

Les centres d’intérêt en STI2D Compétences / connaissances STI2D Activités pédagogiques Étude de dossier Activités pratiques Projet de formation Structuration des connaissances CI Eval Centres d’Intérêt PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI2D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011 Dossiers Systèmes Supports techniques

Les CI en STI 2D : recherche d’une complémentarité Approche selon le point de vue STI2D Approche par les connaissances Compétitivité et innovation Description fonctionnelle des systèmes Développement durable Description structurelle des systèmes Supports Description comportementale des systèmes Pourquoi ? Comment ?

L’approche des CI par les connaissances Approche des systèmes 3 axes technologiques de base : Matière Énergie Information Chaque intersection entre un axe technologique et un niveau d’approfondissement peut correspondre à un CI, soit 18 CI au maximum. 3 cercles d’analyses: Fonctionnelle Structurelle Comportementale Comportemental Fonctionnel Structurel 3 axes d’étude primaires (M,E,I) et 3 secondaires (ME, EI et IM) favorisant l’approche globale des systèmes Relation Matière Énergie Relation Énergie Information Information Matériaux PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI2D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011

Définition d’un centre d’intérêt opérationnel en STI2D Un centre d’intérêt est la combinaison de 3 concepts : un point de vue, qui donne du sens aux activités (compétitivité & innovation et/ou développement durable), un ou plusieurs des 18 CI de base définis dans le diagramme araignée (les regroupements sont possibles), les supports associés permettant d’aborder le CI opérationnel défini. PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI2D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011 CI opérationnel = Point de vue + CI de base + Supports

Le lien entre enseignement transversal et spécialités Chaque spécialité approfondit un axe technologique M, E ou I en liens directs avec les axes secondaires associés, ce qui garantit une approche globale intégrant le développement durable et la compétitivité des produits. Matériaux et structures Lié à l’Énergie et à l’Information Énergie et environnement Lié à la matière et à l’Information Information Lié à la matière et à l’énergie I E PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI2D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011

Centre d’intérêt: associer un point de vue et des connaissances Centre d’intérêt opérationnel Axes technologiques Pourquoi Comment Exemples d’associations systématiques d’au moins un « pourquoi » à des « comment » amenant à la création d’un Centre d’Intérêt opérationnel C&I DD AF AS AC C&I DD CI M CI ME DD E C&I CI EI PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI2D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011 C&I CI I C&I DD CI de synthèse IM

Matrice de structuration des CI Niveaux d’analyse Fonctionnel Structurel Comportemental Matière Caractéristiques des matériaux et des structures Caractérisation des matériaux et des structures Dimensionnement des structures et choix des matériaux Matière et Énergie Efficacité énergétique et relation matériaux/structures/énergie Optimisation des choix Matière et Énergie d’un système à partir de simulations Énergie Formes et caractéristiques de l’Énergie Caractérisation des chaînes d’énergie, rendements Amélioration de l’efficacité énergétique à partir de simulations Énergies et Information Efficacité énergétique dans la relations énergie/info (commande) Optimisation des choix E et I par la simulation temporelle d’un système Information Formes et caractéristiques de l’information Caractérisation des chaînes d’info, réseaux Validation d’une commande et de son support par simulation Information et Matériaux Captage de l’information et relation info/matériau Optimisation des choix I et M par la simulation fréquentielle d’un système PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI2D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011

Les 4 principes de définition des CI en STI2D Intégration : pour répondre aux finalités de la formation, un CI doit faciliter l’approche MEI recherchée en STI2D, Transversalité : chaque CI doit privilégier des objectifs permettant d’aborder plusieurs axes technologiques interdépendants du triptyque MEI, Complétude : la totalité des CI proposés doit permettre de traiter le sous ensemble des connaissances du programme identifiées comme devant être abordées de manière active et concrète, Répartition : chaque CI donne lieu à une ou plusieurs séquences réparties sur les 2 années de formation permettant d’aborder les concepts de façon progressive. PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI2D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011

Caractériser un support de formation Matière Le diagramme des axes technologiques et des niveaux d’analyses permet de positionner chaque système par rapport aux connaissances Relation Information Matériaux Relation Matière Énergie Support 1 Support 2 Comportemental Énergie Information PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI2D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011 Structurel Fonctionnel Relation Énergie Information