Enseignement technologique transversal dans la série STI2D
Fiches ressources
Objectif de ces fiches
Les programmes des enseignements technologiques, qu’il s’agisse de l’enseignement transversal ou des enseignements de spécialité, sont décrits sous forme de compétences relativement généralistes, ainsi qu’en connaissances. A celles-ci sont associés les niveaux taxonomiques correspondants.
Néanmoins la lecture qui en a été faite par les équipes pédagogiques a conduit à des pratiques très différentes. Pour cette raison il est apparu pertinent de rédiger un document destiné à définir les contours des savoirs à construire.
Ce document est appelé à évoluer, en particulier à partir de l’analyse des sujets de l’épreuve relative aux enseignements technologiques transversaux.
Un second document, du même type que celui-ci, relatif aux enseignements de spécialité, devrait être élaboré afin d’assurer une cohérence globale des enseignements. Cependant, il convient de garder à l’esprit qu’il y a UN enseignement de STI2D, et non un enseignement transversal et des enseignements de spécialité « juxtaposés ». L’essentiel des apports de connaissance est réalisé par l’enseignement technologique transversal. Certaines connaissances sont approfondies lors des enseignements de spécialité mais ceux-ci ont principalement pour objet de permettre une contextualisation dans un champ précis.
Remarques pour une bonne lecture de ce document :
Il a pour objectif de délimiter les savoirs à construire en ETT et de les illustrer en proposant des activités élèves et des contextes :
quoi faire ? items : « ce que l’on attend de l’élève », « ce que ne doit pas faire l’élève »
comment le faire ? items : « approches pédagogiques possibles », « Exemples d’activités », « activités détaillées »
Il est certes perfectible, mais nous avons préféré le transmettre dans sa version actuelle plutôt que l’affiner encore et retarder sa diffusion.
Il fait une entrée par connaissances en suivant le programme. Il est évident que la mise en œuvre pédagogique génère des liens entre les chapitres pour donner du sens à l’ensemble.
Quasiment tous les points du programme ont été traités.
Toutes les connaissances n’ont pas fait l’objet du même degré de détail faute de temps et de recul mais le volume horaire est là pour rappeler les limites.
La lecture doit se faire en parallèle avec les documents officiels non intégrés afin de ne pas alourdir ces pages.
Les volumes horaires viennent du document d’accompagnement (p 121) ; les niveaux taxonomiques sont ceux du programme.
Les ressources, loin d’être exhaustives, sont à destination des enseignants mais le plus souvent directement exploitables avec les élèves. Les références aux formations académiques sont majoritairement celles déployées avec la vague 2, plus finalisées que pour la vague 1.
Les collègues ayant participé à la rédaction de ce document :
Patrice Bagagli, Serge Bezpalko, Pascal Boedec, Régis Boulard, Joël Brisset, Patrick Brizais, Jean-Claude Chabot, Olivier Commenge, Fabrice Fala, Yohann Girard, Roger Godin, Eric Jego, Denis Laffray, Philippe Leray, Jean-Christophe Olivier, Jean-Louis Petraud, Jean-Paul Peyrussan, Stéphane Simoneau, Franck Soulon, Sébastien Sopena, Virgile Valette.
Version du 3 avril 2013 Coordination : Denis Laffray – JJ Baton
COMPETITIVITE ET CREATIVITE (16h)
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1.1.1 Paramètres de la compétitivité (1ère, Niveau 2)
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Importance du service rendu (besoin réel et besoin induit)
Innovation (de produit, de procédé, de marketing)
Recherche de solutions techniques (brevets) et créativité, stratégie de propriété industrielle (protection du nom, du design et de l’aspect technique), enjeux de la normalisation
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Ce qu’on attend de l’élève :
Importance du service rendu (besoin réel et besoin induit)
Identifier pour un produit donné le service à rendre (exploitation d’un diagramme de cas d’utilisation et/ou le diagramme des exigences pour identifier le ou les besoins réels)
Identifier les besoins induits lors de la phase d’utilisation d’un produit : consommables, pièces d’usure, ‘’accessoires’’
Justifier l’adéquation produit/besoin par une analyse des performances
Innovation (de produit, de procédé, de marketing)
Mettre en relation les évolutions d’un produit au fil du temps et leurs principales causes (besoin, possibilités technologiques, économiques, tendances sociétales)
Identifier les éléments novateurs d’un produit ou d’un service en regard de l’existant (marketing, commercial, développement, industrialisation, communication).
Repérer l’avancement du développement d’un produit sur un schéma de cycle en V
Recherche de solutions techniques (brevets), stratégie de propriété industrielle (protection du nom, du design et de l’aspect technique), enjeux de la normalisation
Identifier le type de propriété intellectuelle (marque, brevet, dessin et modèle)
En présence du produit réel, identifier les éléments qui concrétisent le brevet
Identifier les étapes clés d’une démarche d’inventeur depuis l’idée jusqu’au prototype
Repérer, dans un panel de produits ceux relevant d’un même brevet
Extraire et classer à partir d’un SysML les fonctions répondant à des standards, à des normes, celles relevant de la sécurité des biens, des personnes.
Approches pédagogiques possibles :
Les analyses peuvent pour partie s’appuyer sur des produits largement connus des élèves et dans ce cas non nécessairement présents dans les laboratoires.
S’appuyer sur des ressources issues des médias grand public (presse, reportages télé)
Les heures d’ETLV1 sont propices à l’acquisition de ces connaissances sans prérequis en début de première.
Les élèves peuvent proposer des produits à étudier dans le cadre d’une thématique imposée par l’enseignant
Exemples d’activités :
On donne la courbe en cloche de diffusion d’un produit au moment du début du déclin, en déduire la date de fin de vie et le volume des ventes restantes.
Suite : on donne le cycle en V du produit qui le remplacera et la date à laquelle ce produit doit atteindre son volume de croisière, en déduire la date à laquelle il faudrait lancer le développement
On donne un numéro de brevet et un produit l’exploitant, on demande de relever les éléments relatifs à l’innovation sur le réel (schéma et commentaires) puis d’exploiter l’idée clé pour d’autres domaines d’application (transport, santé, etc.)
Justifier l’arrivée sur le marché de concurrents au système de café en dosettes en analysant les dates caractéristiques du brevet. Identifier les nouvelles solutions concurrentes (dosettes recyclables, réutilisables). Enoncer les avantages et les inconvénients des dosettes à faire soi-même pour l’utilisateur et classer leurs points forts/points faibles dans les 3 champs du DD.
Retracer l’évolution de rasoirs, téléphones, vélos et préciser à chaque étape le caractère novateur au regard du contexte sociétal, économique et technologique.
Ressources et supports possibles
consultation des brevets : http://fr.espacenet.com/
site BOPI
Innovations : d’usage ou technologique (Guide d’accompagnement p30-31),
Fo. académiques : V1 ETT6 - Eolienne de toit Weebee (pairform@nce ET402)
Fiche Bordeaux 112 sur le cycle économique de vie d’un produit
Exemple de prolongements pour les SPE
planifier un projet en s’appuyant sur le cycle en V lors des mini-projets en première
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Design produit et architecture,
Ergonomie : notion de confort, d’efficacité, de sécurité dans les relations homme – produit, homme – système
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Ce qu’on attend de l’élève :
Sur la base d’un CdC, différencier pour un produit les fonctions qui relèvent de la valeur d’estime de celles de la valeur d’usage
Identifier les solutions correspondantes sur ce produit
Lister les critères d’ergonomie que l’utilisateur peut attendre d’une famille de produits connue des élèves (maniabilité, émission sonore, olfactive, sécurité…)
Comparer d’un point de vue ergonomique plusieurs produits répondant au même CDC d’usage
Ce que ne doit pas faire l’élève :
Evaluer finement le niveau de performance des solutions répondant au besoin d’estime
Approches pédagogiques possibles :
Acquisition des concepts de base par une étude d’ergonomie (loi handicap dans les locaux publics, sécurité) dans une salle de cours.
l’ergonomie pourra servir de préambule à l’étude des notions de forces et mobilités, de stockage de l’énergie (nécessité croissante d’autonomie des systèmes électroportatifs)
Le design peut être abordé en ETLV1
Exemples d’activités :
Vérifier, par la mesure, la conformité d’un local par rapport à la réglementation en vigueur (hauteur d’interrupteurs, des prises, niveau sonore, éclairage, largeur de portes...)
Définir les attentes d’un client en termes d’ergonomie pour un site de vente en ligne.
Comparer deux sites web marchands (rapidité d’accès, clarté des informations, concision/exhaustivité, sécurité des données) classer et conclure.
Emmener un groupe d’élèves sur une zone accidentogène afin d’évaluer les risques et proposer des pistes de solutions. Une partie de l’activité peut être menée en ETLV1.
Identifier les éléments qui justifient la bonne intégration d’un bâtiment dans son environnement (piscine de Bayonne, centre commercial Atoll d’Angers, pont, musée…)
Utiliser un fauteuil roulant pour tester l’ergonomie d’un lycée.
Utiliser en ETLV1 la grille du « Good design » pour développer les compétences dans le registre argumentaire
Ressources et supports possibles
Fo. académique ETT27a : Design et Ergonomie
p24-27 du document d’accompagnement
petit matériel de bricolage, électroportatif filaire ou non
accès handicapés (bâtiment)
Poignée anti-contamination Ulna
Groom de fermeture porte : porte « Besam » (projet académique GEL)
Electroménager, vélos, automobile
Good design (10 règles) : https://www.vitsoe.com/eu/about/good-design
Prolongements pour la SPE
Quantifier par la mesure ou par la simulation les paramètres liés à l’ergonomie (efforts, pressions, amplitudes de mouvements, etc.) (ITEC)
Mettre en œuvre des méthodes de créativité (Méthodes Triz, Asit, brainstorming) appliquées à l’ergonomie
Rechercher des solutions techniques répondant à des exigences d’ergonomie (vérifier l’existence ou non de brevets correspondants sur le site de l’INPI)
Réaliser des croquis pour définir les futures améliorations du produit, de l’ouvrage en réponse à des nouveaux usages (AC, ITEC en particulier)
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1.1.2 Cycle de vie d’un produit et choix techniques, économiques et environnementaux
(1ère - Niveau 2)
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Les étapes du cycle de vie d’un système ; Prise en compte globale du cycle de vie
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Ce qu’on attend de l’élève :
Connaitre les phases de cycle de vie d’un produit, les classer chronologiquement
Inventorier pour chaque phase les entrants (énergie, matière) et les sortants (polluants, déchets, énergies)
Citer quelques scénarios de fin de vie
Associer un indicateur d’impact à sa famille (épuisement des ressources naturelles, santé humaine, qualité des éco-systèmes)
Identifier les phases les plus impactantes selon un critère donné (émission GES, consommation énergie primaire, pollution des eaux, etc.)
Identifier les différences entre les études mono-critère et multi-critère, mono-étapes / multi-étapes d’un point de vue complexité et exhaustivité
Identifier les transferts d’impacts lors d’une modification / évolution d’un produit
Ce que ne doit pas faire l’élève :
S’investir dans les calculs détaillés au détriment de l’analyse critique
Approches pédagogiques :
Cas des ensembles de pièces composant un produit : on privilégie le travail d’analyse sur dossiers et/ou l’exploitation de logiciels généralistes permettant de mettre facilement en évidence l’influence des grands paramètres (matériaux, modes et distances de transports, etc.) sur les impacts.
Cas des composants : l’utilisation de logiciels spécialisés permettra de zoomer sur quelques phases
Exemples d’activités :
Proposer une solution de fin de vie compatible avec le produit étudié pour un impact imposé
Comparer pelouse naturelle et artificielle pour un stade de football en complétant deux analyses multicritères
Faire varier le scénario de fin de vie pour mettre en évidence la variation d’impact (exemples : taux de recyclage Tetrabrik, machine a café avec dosettes recyclables mais peu recyclées)
Transport : comparer deux technologies de voitures (électrique, thermique) dans leurs phases d’utilisation. Sans intégrer puis en intégrant les besoins induits (carburant, maintenance).
Ressources et supports possibles
bloc BAES, étude comparative de modèles différents
voir aussi la Fiche 112 de l’académie de Bordeaux
En spé ITEC, l’exploitation de logiciels plus spécifiques est parfaitement adaptée : bilan produit, Eco-audit (CES Edupack) ;
L’approche ACV doit être intégrée systématiquement dans les projets
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