View
104
Download
1
Category
Preview:
Citation preview
La pédagogie doit être élaborée AUTOUR de TRAVAUX PRATIQUES sur des systèmes pluritechnologiques
Cours-TD étant au service de la démarche ingénieur et non plus une finalité
UN ENSEIGNEMENT
DES SCIENCES INDUSTRIELLES POUR L’INGENIEUR
D’acquérir des démarches et des méthodes transposables à tous les systèmes et dans un domaine à l’autre.
CAHIER DES CHARGES
qui doit permettre
pour répondre
à cela
un laboratoire commun
-une spécialisation avant la CPGE
-une meilleure aptitude à comprendre à s’appuyant sur le concret
2 champs disciplinaires
Une seule discipline
SIMILITUDES DES SECTIONS ATS-TSI
2 enseignants un même profil d’étudiant
Presque les mêmes types d’épreuves aux concours
CSMP : SI1 4h Modélisation, validation de modèle, analyse de comportement de systèmes et validation de ses performances au regard d’un cahier des charges
CSMP : SI2 4h Analyse de solutions constructives, propositions d’améliorations
CCP 5h : les mêmes objectifs, mais sur une épreuve
CSMP : 4h de TP appropriation de la problématique d’un système, manipulations, simulations, expérimentations, analyse et recherche de solutions
CCP : 4h de TP idem
SIMILITUDES DES SECTIONS ATS-TSI
en TSI
Epreuves écrites
Epreuves orales
Presque les mêmes types d’épreuves aux concours
Concours ENSEA : 5h Même esprit que pour l’épreuve CCP filière TSI
* Une interrogation orale au tableau en Génie Electrique :1h dont 1/2h de préparation ( exercices dépourvus de la moindre contextualisation)* Une interrogation orale sur table en Mécanique :1h dont 1/2h de préparation ( étude de mécanisme à partir de plan 2 D)
SIMILITUDES DES SECTIONS ATS-TSI
en ATS
Epreuves écrites
Epreuves orales
Epreuves orales inadaptées à l’évaluation de la formation suivie par les étudiants
MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES
A PARTIR DU PROGRAMME
ETABLIR UNE PROGRESSION ANNUELLE CONSTRUITE AUTOUR DE CENTRES D’INTERÊT
ENSUITE
A L’INTERIEUR D’UN CI TOUT BATIR AUTOUR D’ACTIVITES DE TRAVAUX PRATIQUES
2ème étape : LES CENTRES D’INTERÊT
1ère étape : LE PROGRAMME
UNE DEMARCHE
3ème étape : LA PROGRESSION PEDAGOGIQUE
4ème étape : L’ECRITURE DES SUJETS DE TP PAR CI
5ème étape : DES INNOVATIONS PEDAGOGIQUES
MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES
Réécriture du programme d’ATS en 2009-2010
1ère étape : Le programme
Il est primordiale de faire une lecture attentive et approfondie du programme et du livret d’accompagnement
Qu’est-ce qu’un CI ?
• Un centre d’intérêt est un fil conducteur pour un ensemble structuré d’activités (TP, Cours-TD) visant des objectifs clairement identifiés (une compétence générale ou une problématique).
• Il donne du sens aux apprentissages sur une période donnée.
• Il résulte de :- l’analyse des compétences et des savoirs
associés décrits dans le programme.- de l’expérience de l’enseignant et de sa
compétence en didactique qui lui permettent d’identifier les points clés du programme.
Les CI peuvent varier d’une équipe pédagogique à une autre
Les CI évoluent au fur et à mesure de l’exploration des systèmes et de la complicité de l’équipe pédagogique
MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES 2ème étape : Les CI
COMMENCER PAR FAIRE L’INVENTAIRE DES SYSTEMES DU LABORATOIRE
- étudier le fonctionnement des systèmes existants
- s’approprier les problématiques développées
- répertorier les solutions technologiques proposées
Matière d’œuvre Entrante
Chaîne d’Information
ACQUERIR TRAITER COMMUNIQUER
ALIMENTER DISTRIBUER CONVERTIR TRANSMETTRE
Informations issues d’autres systèmes et d’interfaces H/M
ACTION
Énergie disponible
Chaîne d’Énergie
Informations destinées aux autres systèmes et aux interfaces H/M
ordres
Matière d’œuvre Sortante
Grandeurs physiques à acquérir
MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES 2ème étape : Les CI
DEFINIR SA LISTE DE CI
Représentation souvent possible sur les systèmes des laboratoires
Laboratoire sous-équipé Négocier l’utilisation du matériel des sections de BTS ou SSI
Etre vigilant sur les achats futurs de nouveaux matériels
Pour le champ disciplinaire Génie Electrique
- Moins de systèmes didactisés
- Peu de documentations pédagogiques ou de renseignements dans les dossiers ressources
- Modéliser avec des logiciels de simulation certaines fonctions
- Contacter les entreprises fournissant les systèmes
MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES 2ème étape : Les CI
DIFFICULTES RENCONTREES
Solutions possibles
CI 1 – Analyse globale et performances des systèmes
Savoirs Compétences
A – L’analyse fonctionnelle Analyse fonctionnelle (schémas fonctionnels, SADT, FAST)
Identifier les fonctions assurées par le système et les structures qui les réalisent.
B – Structure générale des systèmesStructure générale des systèmes
(chaînes d'énergie et d'information, flux d’énergie)
Décrire avec un vocabulaire adéquat les entrées et les sorties.
Choisir un capteur pour mesurer une grandeur physique donnée.
Donner le modèle de connaissance et de comportement d’ un système.
C – Les systèmes linéaires continus invariants
Systèmes linéaires continus invariants (schémas blocs, stabilité, précision, rapidité, correction), représentation temporelle et fréquentielle
Régler les paramètres d’un correcteur pour obtenir un asservissement avec des performances données.
Utiliser un logiciel de simulation (DID’ACSYDE …)
D – Les systèmes séquentiels Les règles du grafcetDécrire , commenter et améliorer le
fonctionnement séquentiel d’un système
MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES 2ème étape : Les CI
UN EXEMPLE DE LISTE DE CI
Savoirs Compétences
MCC1 - Structure et Fonctionnement
d'une Machine à Courant Continu2 - Convertisseurs statiques
associés (pont PD2, pont tout thyristors, hacheurs)
3 - Transformateur monophasé parfait
Structure et fonctionnement d'une Machine à Courant Continu
Rôle et fonctionnement du transformateur monophasé
Composants de l’électronique de puissance
Choisir le type de convertisseur statique pour la commande d’une machine à courant continu en fonction de l’application.
Déterminer les stratégies de commande des interrupteurs
Analyser une solution constructive
CI 2 – La Chaîne d’Energie avec une MCC ( Alimenter, Convertir, Distribuer)
MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES 2ème étape : Les CI
CI 3 – Acquisition et conditionnement des informations
Savoirs Compétences
-Mise en forme d’un signal issu de capteurs-Commande d’interrupteurs de la fonction « distribuer »
Principes de Conversion A/N et N/AFiltrage analogiqueMontages à AOPComposants et fonctions logiques combinatoires et séquentielles
Régler les paramètres d’une cellule de filtrage ou d’amplification, d’un montage astable, en fonction d’un cahier des charges.
Réaliser des fonctions simples avec AOP, et composants logiques
Utiliser un logiciel de simulation (PSpice, ..)
MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES 2ème étape : Les CI
Savoirs Compétences
Moteur triphasé asynchrone1 - Structure et fonctionnement
d'une machine asynchrone2 - Variateur de vitesse en U/f
constant3 – Système triphasé de tensions
Structure , fonctionnement et commande d'une machine asynchrone
Analyser une solution constructive
CI 4 – La Chaîne d’Energie avec une MAS ( Alimenter, Convertir, Distribuer)
MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES 2ème étape : Les CI
CI 5 – Les performances des chaînes de transmission de puissanceA - La cinématiqueB - Les actions mécaniquesC - Dynamique, puissance et énergieD - Les chaînes de solides indéformables
Savoirs Compétences
A – La cinématique
A.1 – Modélisation des liaisons Modélisation cinématique des systèmes (graphes des liaisons, schéma cinématique)
A.2 - Paramétrage des mécanismes Identifier les paramètres d'entrées et les paramètres de sortie
A.3 – La cinématique des solides Torseur cinématique
Utiliser les fermetures de chaîne pour lier ces paramètres
Quantifier le comportement cinématiqueDéterminer et mettre en œuvre une méthode de
résolution d’un problème de cinématique
A.4 – La cinématique des engrenages Rapport de transmission d’un engrenageLes trains épicycloïdaux
B- Les actions mécaniques
B.1 – Modélisation des actions mécaniques
Modélisation des actions mécaniques (liaisons usuelles, graphe de structure, bilan des actions mécaniques, torseur d'action mécanique)
Lois de Coulomb (frottement, adhérence)
Associer à une liaison le torseur d’action mécanique correspondant
Construire les schémas d’architecture
B.2 – La statique Le PFSDéterminer et mettre en œuvre une méthode de
résolution d’un problème de statique
B.3 – Méthodologie de résolution d’un problème de statique Calcul du degré d’hyperstatisme Démarche d’isolement
MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES 2ème étape : Les CI
CI 5 – Les performances des chaînes de transmission de puissanceA - La cinématiqueB - Les actions mécaniquesC - Dynamique, puissance et énergieD - Les chaînes de solides indéformables
Savoirs Compétences
C - Dynamique, puissance et énergie
C.1 – La cinétique des solides Les éléments d’inertieLe torseur cinétique
C.2 – La dynamique
Torseur dynamiquePFDDynamique des solides en translationDynamique des solides des solides en rotation d'un axe
fixe.
Déterminer et mettre en œuvre une méthode de résolution d’un problème de dynamique.
C.3 – Etude énergétiquePuissance des efforts extérieurs et intérieurs à un
système de solides indéformablesThéorème de l'énergie cinétiqueRendement
Établir les relations entre les actions mécaniques et les mouvements qu’elles provoquent
Déterminer et mettre en œuvre une méthode de résolution d’un problème d’énergétique
Savoir mesurer une puissance et un rendement, localiser et quantifier les pertes.
C.4Puissance électriqueRendementRéversibilitéQuadrants de fonctionnement
Définir les quadrants de fonctionnement du moteur d’un système
D – Les chaînes de solides indéformables
Les chaînes de solides indéformables Classification des chaînes de transmission de puissance
Justifier l’utilisation d’un type de système de transmission et de transformation de mouvement
MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES 2ème étape : Les CI
CI 6 – La relation Produit / Procédé / MatériauA – Les outils de la communication techniqueB – Spécification des conditions fonctionnellesC - Les solutions constructives associées aux liaisonsD – Les matériauxE – Obtention de brut
A – Les outils de la communication technique
Savoirs Compétences
Les outils de la communication techniqueLire un plan d’ensembleLire des documents techniques de type schémas et dessinsUtiliser la documentation industrielleDécrire le fonctionnement
B – Spécification des conditions fonctionnelles
Savoirs Compétences
B.1 – Les ajustements Les ajustementsMettre en place la cotation fonctionnelle relative aux
ajustements sur un dessin d’ensemble.
B.2 – Les chaînes de cotes Les chaînes de cotes Etablir une chaîne de cotes à partir de conditions données.
B.3 – Les spécifications géométriques Les spécifications géométriquesReconnaître une spécification de position, de forme et d’état
de surface sur un dessin de définition.
MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES 2ème étape : Les CI
C - Les solutions constructives associées aux liaisons
Savoirs Compétences
C.1 – La liaison encastrementSurfaces fonctionnelles pour transmettre les
efforts et assurer la mise en position.Dimensionnement des clavettes
Identifier, analyser, justifier les solutions retenues.
C.2 – La liaison pivotRéalisation par glissement et par roulement
Identifier, analyser, justifier les solutions retenues.
Durée de vie des roulementsVérifier les dimensions des éléments constituant
la liaison.
C.3 - La liaison glissière Réalisation par glissement et par roulement
Identifier, analyser, justifier les solutions retenues.
Proposer des solutions constructives et déterminer les plus adaptées au problème à résoudre
C.4 - la liaison hélicoïdale Idem Idem
C.5 – La liaison rotule Idem Idem
C.6 - Lubrification et étanchéitéLubrification onctueuse à l’huile ou à la graisse
Etanchéité statique et dynamiqueChoisir un joint adapté à un problème
d’étanchéité
CI 6 – La relation Produit / Procédé / MatériauA – Les outils de la communication techniqueB – Spécification des conditions fonctionnellesC - Les solutions constructives associées aux liaisonsD – Les matériauxE – Obtention de brut
MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES
CI 6 – La relation Produit / Procédé / MatériauA – Les outils de la communication techniqueB – Spécification des conditions fonctionnellesC - Les solutions constructives associées aux liaisonsD – Les matériauxE – Obtention de brut
D – Les matériaux
Savoirs Compétences
D - Les matériaux Composition d’un alliage. Interpréter une courbe d’essai de traction.Interpréter une spécification de dureté.
E – Obtention de brut
Savoirs Compétences
E - Obtention des bruts Décrire les principaux procédés (soudage, fonderie, estampage, emboutissage)
MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES 2ème étape : Les CI
Chaîne d’Information
ACQUERIR TRAITER COMMUNIQUER
ALIMENTER DISTRIBUER CONVERTIR TRANSMETTRE
Informations
issues d’autres systèmes et d’interfaces H/M
A
C
T
I
O
N
Énergie disponible
Chaîne d’Énergie
Informations
Destinées aux autres systèmes et aux interfaces H/M
ordres
Matière d’oeuvre Sortante
Matière d’oeuvre Entrante
Grandeurs physiques à acquérirCI1
CI6
CI5
CI3
CI2
MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES 2ème étape : Les CI
CI4
• Durée d’un cycle de 2 à 4 semaines• A partir d’1 ou 2 Centres d’Intérêt• Fin de chaque cycle par une séance de synthèse
La séance de synthèse :
-Recenser et structurer les connaissances acquises en TP
-Généraliser les compétences acquises en TP à la résolution de problèmes industriels complexes
Permet de :
Moyens utilisables :
-Structuration des savoirs sur support papier-Utilisation de diaporamas-Présentation de méthodes ou de résultats par les étudiants-Possibilité de changer de système pour chaque point abordé
MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES 3ème étape : La progression pédagogique
COMMENCER PAR DETERMINER LES CYCLES DE TP
-En Commun (3h) CI 1 (analyse globale et performances des systèmes)
CI 5 (énergies, rendement)
- Par Champ Disciplinaire (1h30)
MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES
ORGANISER LA POSITION DES COURS-TD AUTOUR DE CES CYCLES DE TP
Repérer les parties pouvant être traitées
-de façon INDUCTIVE (effets des correcteurs sur les systèmes asservis, grafcet, hacheurs...)
ou
-de façon DEDUCTIVE
3ème étape : La progression pédagogique
3ème étape : La progression pédagogique
MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES
ProgressionRentrée - Toussaint
UN EXEMPLE DE PROGRESSION PEDAGOGIQUE
3ème étape : La progression pédagogique
MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES
ProgressionToussaint - Noël
3ème étape : La progression pédagogique
MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES
ProgressionNoël -Hiver
3ème étape : La progression pédagogique
MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES
ProgressionHiver - Pâques
• Ecrire des textes avec une trame commune pour tous les supports.
• Ecrire des documents réponses propres à chaque support• Établir des dossiers ressources avec uniquement les éléments
utiles pour le cycle de TP
L’étudiant:• identifie mieux la problématique • conceptualise mieux,• répertorie les solutions constructives différentes, • Acquièrt petit à petit de l’autonomie.
MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES 4ème étape : Ecriture des TP
Avantages:
Sur un cycle de TP :
Que veut-on faire ?
Définition du problème technique
Comment résoudre ce problème ?
Apport de cours ou utilisation de connaissances établies en cours
• Analyse de la solution constructive
• Modélisation par modèle de connaissance ou de comportement
• Analyse des performances, Critiques, Propositions ou Réalisations d’améliorations
MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES 4ème étape : Ecriture des TP
Ecrire un texte de TP à partir de questions
MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES 4ème étape : Ecriture des TP
Problème technique posé Centre d’intérêt :
Prise en main et Analyse du besoin d’un système, Elaboration d’un premier modèle
de connaissance ou description du fonctionnement séquentiel
CI 1 : Analyse Globale et performance d’un système
Connaissances nouvelles Pré requis
Analyse fonctionnelle externe: IntéracteursAnalyse fonctionnelle interne: SADT, FAST, schéma fonctionnel, grafcet
Introduction à l’analyse des systèmes
Compétences nouvelles Logiciels et supports complémentaires
Identifier et caractériser les fonctions assurées par le système et identifier les structures qui les réalisent.
Etablir un premier schéma bloc pour un système asservi
Décrire le fonctionnement séquentiel d’un système séquenteil
Logiciel d’acquisition et de traitement de données de chaque système
Documents élèves Documents à consulter
Texte de TP, documents réponses, documents techniques
Dossier technique, Cours
Travail à réaliser Evaluation
Completer les documents réponse, réaliser les expérimentations, exploiter les résultats
Travail en autonomieRemise du compte rendu à la fin de la séance
Supports :
-Axe Emeric
-Cordeuse
-DAE
-Capsuleuse
-Pilote automatique
-Portail
-Bras Maxpid
-Dialyseur
Le TD commun
Un sujet sur un support pluritechnologique fait en entier par chacun des deux enseignants avec un groupe
MISE EN PLACE DES STRATEGIES PEDAGOGIQUES 5ème étape : innovations pédagogiques
Objectif: Ne ’’faire qu’une seule discipline’’ aux yeux des étudiants
Un sujet de cours partagé la même semaine par les 2 enseignants
Analyse Fonctionnelle
Analyse fonctionnelle interne et externe 1h enseignant GM
Structure interne d’un système pluritechnologique 1h enseignant GE
Une seule moyenne pour l’étudiant
1ère semaine de cours
- sont plus attentifs et réceptifs (comprennent la finalité des modèles utilisés)- retiennent mieux (problématiques issues des systèmes)- ont une vision plus globale du cours et en comprennent mieux la progression - acquièrent des compétences- abordent la complexité des systèmes réels
- émulation intellectuelle
- travail à deux, partage
- envie d’acquérir une double compétence
-besoin d’une bonne entente
-un énorme travail
BILAN
Sur les étudiants
Sur les enseignants
Recommended