sciences industrielles Enseignement des sciences industrielles La démarche pédagogique André MARCANT

L ’enseignement technologique L ’utilisation des systèmes industriels Une pédagogie active Des Travaux pratiques Une approche systémique Acquérir des connaissances scientifiques et Accéder à la compréhension du monde moderne aux travers de l ’étude des objets techniques. André MARCANT

Professeur Professeur Professeur La pédagogie active Professeur Professeur Situations d’apprentissage Professeur Connaissances Elèves André MARCANT

La démarche pédagogique Professeur Objectif de formation Elèves Référentiel Pré-acquis Centre d’intérêt Systèmes S/Systèmes Logiciels Ressources matérielles et informatiques Situation problème Activités proposées Formalisation, exploitation des travaux : Synthèse Evaluation André MARCANT

La démarche pédagogique Professeur Objectif de formation Elèves Référentiel Pré-acquis Systèmes S/Systèmes Logiciels Ressources matérielles et informatiques Situation problème André MARCANT

Objectif de formation Identification de l’objectif de formation Repérage par rapport au centre d ’intérêt Liste des connaissances à retenir et à formaliser Compatibilité entre objectifs et durée de la séance de formation André MARCANT

Situation problème Problématique technique posée à l’élève pour donner du sens aux activités et servir, du point de vue de l’élève, de fil conducteur aux apprentissages… Plus le niveau de formation est « bas », plus elle est indispensable… Exemple : « Diagnostiquer l’origine d’une fuite, identifier le composant défectueux et le commander » pour motiver l’élève sur le centre d’intérêt de l’étanchéité. André MARCANT

Les Pré - Acquis Bases à partir desquelles on construit de nouvelles connaissances. A définir précisément si les élèves travaillent en autonomie. Il est important de les hiérarchiser, afin d ’assurer la progression. André MARCANT

La démarche pédagogique Objectif de formation Référentiel Pré-acquis Situation problème Elèves Professeur Systèmes S/Systèmes Logiciels Ressources matérielles et informatiques Activités proposées André MARCANT

des actions personnelles en mobilisant leurs sens. Activités proposées Phase d ’action fondamentale, où les élèves sont amenées à développer une activité intellectuelle, dans des actions personnelles en mobilisant leurs sens. Ces activités visent notamment à l ’appropriation des modèles Elles s’inspirent des activités industrielles sur les systèmes Elles s ’appuient sur une stratégie pédagogique, qui invite les élèves à des tâches précises : démonter pour découvrir une solution constructive, identifier un nouveau composant, comprendre le fonctionnement du système et justifier un matériau ... André MARCANT

Activités proposées : les différents scénarios Parcours précis, linéaire et séquentiel, actions imposées : pas d’initiative laissée à l’apprenant (situation de la majorité des TP actuels). 1 Parcours mixte, alternant guidage précis et phases de recherche libre à partir d’une question ouverte (situation peu présente, faute de temps ?). 2 Parcours libre (mais « piloté » et validé par le professeur) amenant l’élève à explorer un environnement, poser des hypothèses, proposer des solutions et, après un arbitrage avec le professeur, à s’engager dans « son » parcours (situation trouvée dans les projets, mais non existante dans les TP). 3 André MARCANT

Activités proposées : Les modèles Un modèle est un outil de communication et de description pertinent. Système Réel Modèles Les modèles permettent de : Décrire le fonctionnement Représenter des éléments, des s/ensembles... Connaître et analyser le comportement de tout ou partie d ’un système André MARCANT

Activités proposées : La Démarche Industrielle Idée Objet Spécification Fonction Validation Commercialisation Maintenance Conception Test-intégration Réalisation André MARCANT

Activités proposées : Utilisation des modèles Référents : les grandeurs physiques, les lois physiques Les modèles de comportement ou scientifiques Les modèles technico-économiques Référents : le marché, la compétitivité, l ’économie, Les modèles fonctionnels et de fonctionnement Référents : les fonctions, les activités Le réel technologique Les éléments le constituant Commercialisation Spécification Fonction Conception Réalisation Test-intégration Validation Maintenance Les modèles technico-économiques Les modèles de comportement ou scientifiques Les modèles de représentation du réel Les modèles fonctionnels et de fonctionnement Les modèles de représentation du réel Référents : l ’espace, l’imagerie, les codes André MARCANT

Activités proposées : Les modèles Activité type: l’analyse Activité type: la définition de produit Les modèles fonctionnels et de fonctionnement Référents : les fonctions, les activités Les modèles de représentation du réel Référents : l ’espace, l’imagerie, les codes Le réel technologique Les éléments le constituant Activité type: les calculs des lois E/S et du dimensionnement Activité type: la conception Les modèles de comportement ou scientifiques Référents : les grandeurs physiques, les lois physiques Les modèles technico-économiques Référents : le marché, la compétitivité, l ’économie, André MARCANT

Activités proposées : Modèles technico-économiques Les modèles technico-économiques Activité type: la conception Ces modèles visent à associer, en optimisant les coûts, des solutions constructives à des fonctions techniques. Ils mobilisent : des outils de description (Cdcf, FAST, matrices de coûts,…) des bases de connaissances (expérience industrielle, bases de données techniques locales ou en réseau, …) des bases de règles ( de l’art ou du métier, relation produit-procédé-matériau, …) L ’activité utilisatrice des différents modèles permet : D ’imaginer De choisir Une solution Sous contraintes : - techniques - économiques - de réalisation André MARCANT

Activités proposées : Les modèles de représentation du réel Activité type: la définition de produit Les modèles de représentation du réel permettent d ’associer à une réalité constructive, une représentation. Deux logiques principales peuvent être identifiées Maquettes numériques Exploitation Conception Plan schémas André MARCANT

Activités proposées : Les modèles fonctionnels Les modèles fonctionnels et de fonctionnement Activité type: l’analyse L’activité d ’analyse comporte deux axes principaux : L’analyse fonctionnelle qui permet d’identifier l ’ensemble des fonctions techniques qui concourent à une ou plusieurs fonctions de service. Elle se traduit par des graphes de divers types (APTE, FAST, ...) L’analyse structurelle qui s’attache à décrire les solutions constructives retenues en réponse aux fonctions techniques. Elle se traduit par des images et une verbalisation écrite ou orale L’association de ces deux analyses Permet de comprendre et de décrire une solution technique Permet de justifier une solution technique Permet de comparer des solutions techniques Et de développer l’analyse concurrentielle André MARCANT

Activités proposées : Les modèles scientifiques Les modèles de comportement ou scientifiques Activité type: les calculs des lois E/S et du dimensionnement L ’activité peut être décomposée en trois phases principales : Associer un modèle d ’étude à une situation réelle ou virtuelle (plan ou maquette virtuelle) Associer une loi de comportement à un phénomène (champs des lois physiques, relation entre entrée et sortie) Associer des décisions constructives à des résultats obtenus André MARCANT

Les activités proposées Affectif Cognitif Problème technique Réalisation concrète Comprendre Connaître Appliquer- Mettre en œuvre Valider Analyser Autonomie Créativité André MARCANT

La progression Approche système Approche externe et interne des fonctions techniques Connaître Approche système Comprendre l ’architecture générale Comprendre le fonctionnement Comprendre Maîtrise des modèles et des outils Appliquer- Mettre en œuvre Valider Utilisation de base de données Analyser Application de connaissances générales André MARCANT Fin de formation

Approche système Etude fonctionnelle Spécification Fonction Spécification Fonction Conception Réalisation Test-intégration Validation Maintenance Approche systémique Etude fonctionnelle André MARCANT

Les activités proposées Validation Spécification Fonction Conception Réalisation Test-intégration Validation Maintenance Spécification Fonction Validation Valider les fonctions par rapport au cahier des charges Vérifier les performances. Analyse de l ’organisation structurelle d ’une fonction. André MARCANT

Les activités proposées La Conception Etude de conception ou de reconception Spécification Fonction Conception Spécification Fonction Conception Réalisation Test-intégration Validation Maintenance Essais et simulation Choix des solutions techniques Production de plans et de documents techniques modèles de représentation André MARCANT

Les activités proposées La Réalisation Mise en œuvre des solutions techniques Spécification Fonction Conception Réalisation Spécification Fonction Conception Réalisation Test-intégration Validation Maintenance Amélioration matérielle Assembler, configurer régler. André MARCANT

La démarche pédagogique Activités proposées Objectif de formation Référentiel Pré-acquis Situation problème Elèves Professeur Systèmes S/Systèmes Logiciels Ressources matérielles et informatiques Formalisation, exploitation des travaux : Synthèse André MARCANT

Fiche de formalisation Réalisé par l’élève qui complète une trame proposée par le professeur, méthode qui allie un minimum de directivité dans la formalisation des connaissances à retenir (lesquelles, dans quel ordre) et un minimum d’initiative permettant à ,l’élève de s’approprier les connaissances identifiées comme importantes. Document spécifique, gardé par l’élève, résumant ce qu’il doit retenir et qui sera susceptible d’être évalué sommativement. Dans tous les cas, cette fiche de formalisation des connaissance doit être rédigée complètement par le professeur très en amont de la préparation du TP, dès que les objectifs de formation sont identifiés. André MARCANT

La synthèse La majorité des élèves est incapable d ’effectuer Cette opération doit être conduite lors du cours par le professeur, qui exploite les travaux des élèves. Un centre d’intérêt Fonction 1 Système 1 Fonction 1 Système 2 Fonction 1 Système 3 Fonction 1 Système 4 Formalise les connaissances : On vérifie et on complète les fiches de formalisation André MARCANT

La démarche pédagogique Activités proposées Objectif de formation Référentiel Pré-acquis Situation problème Elèves Professeur Systèmes S/Systèmes Logiciels Ressources matérielles et informatiques Formalisation, exploitation des travaux : Synthèse Evaluation André MARCANT

L ’évaluation Très difficile à effectuer. En T.P. elle est avant tout formative et doit être individuelle. Il faut prendre en compte les savoir-être : - activés de l ’élève - sa progression - son investissement La solution technique n ’est pas unique. André MARCANT