Série S-SI Série S-SI

S Sciences de l’ingénieur BOEN spécial n°9 du 30 septembre 2010 Lycée G Apollinaire le 28 novembre 2011

Série S-SI Horaire élève : 6 heures + une heure de TPE pluridisciplinaire en première ; 6 heures + 70 heures de Projet pluridisciplinaire en terminale.

Série S-SI Aucune préconisation nationale ne concerne le découpage des activités pédagogiques mais celui-ci doit prendre en compte l’enveloppe horaire accordée à chaque division. L’esprit du programme conduit à ce que l’enseignement soit assuré par un seul enseignant par division, sauf pour les activités de projet.

Série S-SI Objectifs du programme de SI 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.

Série S-SI Distinguer S-SI de STI2D, le premier étant plus conceptuel. Principes retenus pour la rénovation du programme de SI 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. Approcher les domaines du bâtiment et des ouvrages.

Série S-SI Stratégies pédagogiques Les stratégies pédagogiques doivent être élaborées selon la démarche ingénieur : - vérifier les performances attendues d'un système complexe ; - élaborer et valider une modélisation à partir d'expérimentations ; - prévoir les performances d'un système à partir d'une modélisation, afin de décider ; - proposer des architectures de solutions, sous forme de schémas ou d’algorigrammes. induit la notion d’écart

Série S-SI

Représentation des différents écarts Série S-SI Représentation des différents écarts

Représentation des différents écarts Série S-SI Représentation des différents écarts

Exemple 1 - SYSTÈME DE SURVEILLANCE À DISTANCE

Exemple 2 - SYSTÈME DE CONTRÔLE DE CONSOMMATION ÉNERGÉTIQUE À DISTANCE

Exemple 2 - SYSTÈME DE CONTRÔLE DE CONSOMMATION ÉNERGÉTIQUE À DISTANCE L’efficacité énergétique Besoin Surveiller à distance la consommation d’eau ou électrique Indications quantifiées dans le cahier des charges Disposer d’une autonomie suffisante Nombre de capteurs surveillés Seuils de déclenchement d’alerte par E-mail Grandeurs mesurables Débit et consommation d’eau Énergie électrique consommée Puissance instantanée Températures ambiante et eau Visualisation physique et logique des trames du réseau de terrain Visualisation des trames du réseau LAN Grandeurs simulées Grandeurs mécaniques et géométriques Graphe d’état de la détection de débit et de fuite

Série S-SI Compétences terminales visées L’enseignement des sciences de l’ingénieur a pour objectif de faire acquérir les compétences : A - Analyser B - Modéliser C - Expérimenter D - communiquer

Série S-SI SYSTÈME ANALYSER MODÉLISER COMMUNIQUE R EXPÉRIMENTER 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 COMMUNIQUE R

Série S-SI Différences entre Bac S-SI et STI2D Les cheminements sont différents : S-SI : Analyser, STI2D : Expérimenter Démarche : S-SI : déductive, STI : inductive / déductive Conséquences : - Les laboratoires s’allègent, les équipements sont moins onéreux. - Les TP ne sont plus une finalité. - Il n’y a plus de PPE. - S-SI doit pouvoir être développé dans tous les lycées.

Série S-SI La progression

Série S-SI La progression Elle est unique (et non plus référée au GM ou au GE). On est sur une progression Sciences de l’ingénieur. L’entrée se fait par les compétences : Analyser, modéliser, expérimenter, communiquer, et non par les champs disciplinaires.

Série S-SI Les trois stratégies Le projet Les TPE Les études de cas NB : Les TP ne sont plus une finalité mais des modalités pédagogiques

Série S-SI Augmentation progressive du niveau de maîtrise des compétences

Série S-SI L’étude de cas

Série S-SI L’ étude de cas Chaque situation problème relève : d’un thème sociétal (par exemple : l’énergie) et d’une problématique (par exemple : rendre une maison plus économe en énergie)

Série S-SI L’ étude de cas Comment donner du sens ?

Série S-SI Les réponses aux besoins fondamentaux des hommes : Les questions sociétales sont choisies parmi : Les réponses aux besoins fondamentaux des hommes : accès à l’eau, accès à l’énergie, accès à l’alimentation, accès à l’habitat, accès au transport, accès à la santé, accès à l’éducation et à l’information.

Systèmes potentiellement à étudier Les problématiques (exemples) Thèmes sociétaux Problématique Systèmes potentiellement à étudier Énergie    diminuer le besoin énergétique Rendre un ordinateur, un fauteuil roulant électrique ou une maison plus économe en énergie augmenter l’autonomie énergétique Augmenter l’autonomie d’un véhicule grâce à une pile à combustible assurer l’indépendance énergétique Rendre un voilier ou un habitat énergétiquement indépendant Équipements, électroménager, audiovisuel, informatique Habitat, constructions et infrastructures collectives Moyens de production et de gestion de l’énergie Moyens de locomotion

Le projet pluridisciplinaire S-SI Le projet pluridisciplinaire

S SI : le projet - Durée 70 h environ. Le projet est nécessairement interdisciplinaire. Il faudra obligatoirement lier le projet à une seconde discipline (au moins) autre que les SI.

Sollicite la créativité S SI: Le projet Mobilise des Compétences Pluridisciplinaires Acquérir des Compétences Projet Sollicite la créativité Pour imaginer des solutions des architectures de solutions – des documents – des supports de communication ; – un prototype ou une maquette numérique ou matérielle. Par groupe d’élèves

S SI : le projet Les activités des élèves Analyser le problème Imaginer des solutions Choisir une solution Formaliser la solution Réaliser tout ou partie Evaluer les performances

S SI : le projet Choix, Faisabilité Initialisation C.D.C.F. Les grandes phases du projet Choix, Faisabilité Initialisation C.D.C.F. Préparation Réalisation prototype Clôture Communication, Présentation

Série S-SI Le projet mobilise des compétences pluridisciplinaires, en particulier celles développées en sciences de l’ingénieur, en mathématiques, en sciences physiques, chimiques, fondamentales et appliquées, en sciences de la vie et de la Terre, et sollicite des démarches de créativité pour imaginer des solutions qui répondent à un besoin.

Série S-SI Les TPE

Série S-SI Les TPE en première Les TPE sont pluridisciplinaires et intégrés dans l’horaire de sciences de l’ingénieur. 2 disciplines au moins doivent être impliquées SI + [Maths + SPCFA + SVT]

Série S-SI Les centres d’intérêt

Série S-SI Les Centres d’intérêt La progression est bâtie selon des Centres d’intérêt qui sont au nombre de 5 : CI-1, CI-2, CI-3, CI-4, CI-5. On n’est plus dans une logique de TP tournants, on réalise avec les élèves une ou plusieurs études de cas, ou encore le projet. Le processus « évaluer » est toujours présent :  L’évaluation est formative pendant les séances d’étude de cas ou de projet.  Toutes les 3 ou 4 séances, réaliser une évaluation sommative.

Série S-SI Organisation pédagogique construite à partir des centres d’intérêt (se limiter à 1 ou 2 CI lors d’une séquence) Point de vue Centres d’intérêt Cahier des charges – Dossier Technique (Système souhaité) CI1 : Analyser sur les plans fonctionnel et structurel des systèmes Système réel CI2 : Expérimenter et mesurer sur un système réel complexe pour évaluer ses performances CI3 : Analyser sur les plans structurel et comportemental des constituants d’un système réel Système simulé CI4 : Concevoir et utiliser un modèle relatif à un système complexe en vue d’évaluer les performances des échanges informationnels. CI5 : Concevoir et utiliser un modèle relatif à un système complexe en vue d’évaluer les performances des échanges énergétiques

Epreuves du futur baccalauréat (proposition non encore validée) Série S-SI Epreuves du futur baccalauréat (proposition non encore validée)

Série S-SI Ne pas complexifier la structure actuelle : 2 épreuves - 1 épreuve ponctuelle écrite 4 h coef : 3x - 1 épreuve d’évaluation et de soutenance du projet  durée 20 mn coef : 1x Sur 10 : suivi des travaux par l’équipe pluridisciplinaire Sur 10 : soutenance face à des professeurs différents des formateurs + 1 épreuve Oral de contrôle 1h préparation ; 20 mn entretien

Le Laboratoire et les équipements Série S-SI Le Laboratoire et les équipements

un espace enseignants d’environ 40 m², attenant au laboratoire ; Série S-SI L’espace de formation se compose de plusieurs secteurs un laboratoire de sciences de l’ingénieur d'au moins 150 m² de surface utile pour pouvoir accueillir au maximum une division ; un espace enseignants d’environ 40 m², attenant au laboratoire ; une salle banalisée capable d’accueillir une division. Elle est équipée de moyens de vidéo projection et se situe à proximité du laboratoire.

Surface : 150 m² minimum et 6 îlots Série S-SI Surface : 150 m² minimum et 6 îlots

Série S-SI

Série S-SI Équipement des îlots un support d’enseignement (système réel instrumenté ou non, système didactisé, maquette réelle ou virtuelle) ; de plusieurs postes informatiques (2-3); une gamme d’appareils de mesure permettant aux élèves de compléter les investigations menées sur les systèmes.

Série S-SI Le laboratoire de sciences de l’ingénieur Les îlots permettent : aux élèves de travailler individuellement ou par équipes, d’avoir accès à un système, de réaliser des mesures et d’utiliser les outils informatiques dans chaque activité ; à l’enseignant d’intervenir occasionnellement face à tous les élèves par exemple lors de phases d’activation et de restitution.  Chaque îlot doit pouvoir accueillir six élèves au maximum.

UN SEUL LABORATOIRE SI-STI2D ? Un laboratoire d’étude des systèmes. Série S-SI Attention : petits établissements et petits flux Exemple 18 élèves en S-SI et 18 élèves en STI2D. Taux occupation faible (y compris EE SI & CIT) UN SEUL LABORATOIRE SI-STI2D ? Un laboratoire d’étude des systèmes.

Série S-SI Equipements : Les changements par rapport à l’ancien programme Élimination des systèmes mono-technologiques Évolution des systèmes pluri-technologiques (possibilité de caractérisation des 3 erreurs) Acquisition de nouveaux systèmes (prix < 2000€, durée de vie trois-cinq ans) représentatifs des technologies innovantes, et motivants pour les élèves Introduction de maquettes du domaine des ouvrages et du bâtiment

Série S-SI Les logiciels Aucun logiciel particulier n’est préconisé par l’IGEN. Le choix relève des équipes pédagogiques qui se réfèrent aux fonctionnalités permettant d’atteindre les objectifs du programme.

MERCI

Série S-SI Les activités des élèves sont organisées, par groupes, autour d’une démarche qui consiste à : – analyser le problème à résoudre ; – imaginer des solutions ; – choisir une solution et justifier le choix d’un point de vue scientifique, technologique, socio-économique ; – formaliser la solution ; – réaliser tout ou partie de la solution ; – évaluer les performances de la solution ; – présenter la démarche suivie.

Série S-SI Les productions attendues peuvent être : – 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 ; – des documents de formalisation de la solution imaginée ; – des supports de communication ; – un prototype ou une maquette numérique ou matérielle.