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Le Projet Interdisciplinaireen
Sciences de l'Ingénieur
IA IPR STI VersaillesD'après les travaux de messieurs Fabien SAGGIOTTO et Marc MOURTON
Le projet en sciences de l'ingénieur : du PPE au PI
P.I.P.P.E.
Le projet interdisciplinaire en terminale scientifique pourrait être perçu par les équipes enseignantes comme une simple reconduction après « toilettage » du Projet Pluri-technique Encadré…
Ce n’est pas le cas….. les attendus ne sont plus les mêmes !
Norbert PERROT IGEN STI
Système réel
Cahier des charges
Système modélisé
Le Projet Inter disciplinaire en S-SI…
Validation modèle
ConceptionQualification
Performances mesurées
Performances simulées
Performances attendues
Ecart 1 Ecart 3
Ecart 2
Vacancesscolaires
Validation des notes de cadrage
par lecorps d’inspection
Travail élèves pour les P.I.
L'activité de projet : Cadre général
Vacancesscolaires
Travail élèves pour les P.I.
≈70 h
17 semaines à raison de4h par semaine
L'activité de projet : Cadre général
Mathématiques
Humanités
Sciences et vie de la terre
Sciences physiques et chimiques
Sciences de l’ingénieur
Les thématiques retenues doivent
nécessairement croiser des
aspects pluridisciplinaires
La pluridisciplinarité
UN SUPPORT EXISTANT, DANS
LE LABORATOIRE OU SON ENVIRONNEMENT
Un professeur
de SI
Toujours
Les intervenants
Et/ou un professeur de
français/langues
Et un professeur de mathématiques
Et/ou un professeur de SVT
Et/ou un professeur de
physique
Aux enjeux planétaires communs :
Le projet doit être à caractère sociétal affirmé. Les domaines concernés sont relatifs :
Aux questions d’économie d’énergie :
A l’assistance aux personnes et la compensation du handicap :
Aux structures et leur intégration dans l’environnement :
A la transmission et stockage de l’information :
Les problématiques de référence
INITIALISATION
PREPARATION
REALISATION
CLÔTURE
Temps consacré
Le projet interdisciplinaire : Déroulement
10 % - 7h2 semaines
40 % - 28h7 semaines
40 % - 28h7 semaines
10 % - 7h2 semaines
INITIALISATION Temps consacré
10 % - 7h
7 semaines
2 semaines
Validation institutionnelle
des notes de cadrage
Validation technique et pédagogique
PI : La phase d'initialisation
PREPARATION
Temps consacré
40% - 28h
7 semaines
PI : La phase de préparation
REALISATION
Temps consacré
40% - 28h
2 semaines
PI : La phase de réalisation
CLOTURE
Temps consacré
PI : La phase de clôture
10 % - 7h
Identifier le besoin
fondamental Etudier la faisabilité
Idées de thème projet
Note de cadrage
Valider et rédiger note de cadrage
ProfesseursElèves
ProfesseursElèves
Professeurs
Non faisable
Faisable
Idées de thème projet Note de cadrageINITIALISATION
2
La phase d'initialisation
PREPARATIONNote de cadrage
Dossier d’avant projet
ElèvesProfesseurs Elèves
Spécification des performances attenduesElaborer le CdCF
Modéliser, calculer, simuler
Choix d’une solution
Note de cadrage
La phase de préparationC’est durant cette
étape que le groupe élèves pourra réinvestir ce qui constitue un des
« fils rouges » du programme :
La détermination de l’écart de performances
CdCF / modèle
Prototype, maquette,Maquette numériqueProgramme.
REALISATIONDossier d’avantprojet
La phase de réalisation
Choix d’une
solution
Réalisation d’un prototype matériel, d'une maquette
numérique ou d'un programme
Essais, mise au point, évaluation des performances
Prototype maquette Maquette numériqueprogramme
C’est durant cette étape le groupe élèves pourra
réinvestir ce qui constitue un des « fils
rouges » du programme : La détermination de
l’écart de performances modèle / prototype
Elèves Elèves
La phase de clôture
CLÔTURE Présentation du projet
Prototype, maquetteMaquette numérique
programme
Réaliser unsupport de
communication
Présentation du Projet
Communiquer
Prototype, maquette,Maquette numériqueprogramme
Elèves Elèves
… et c’est durant cette
étape que le groupe d’élèves pourra faire
la synthèse des écarts de performances :CdCF / modèle /
prototype
INITIALISATION
PREPARATION
REALISATION
CLÔTURE
Pas d’évaluation
Evaluation R1
Evaluation R2
Soutenance
Les évaluations
Les revues de projet sont avant tout destinées à faire le point sur l'avancement collectif du projet. Elles contribuent à l'évaluation mais ne lui sont pas exclusivement consacrées.
Vacancesscolaires
PI : Le calendrier sur l'année
15 septembre octobre novembre décembre janvier février mars avril mai juinjuillet
16
01 m j d m v l m v d m v 01
02 m v l m s m m s l j s 02
03 j s m j d m j d m v d 03
04 v d m v l j v l m s l 04
05 s l j s m v s m j d m 05
06 d m v d m s d m v l m 06
07 l m s l j d l j s m j 07
08 m j d m v l m v d m v 08
09 m v l m s m m s l j s 09
10 j s m j d m j d m v d 10
11 v d m v l j v l m s l 11
12 s l j s m v s m j d m 12
13 d m v d m s d m v l m 13
14 l m s l j d l j s m j 14
15 m j d m v l m v d m v 15
16 m v l m s m m s l j s 16
17 j s m j d m j d m v d 17
18 v d m v l j v l m s l 18
19 s l j s m v s m j d m 19
20 d m v d m s d m v l m 20
21 l m s l j d l j s m j 21
22 m j d m v l m v d m v 22
23 m v l m s m m s l j s 23
24 j s m j d m j d m v d 24
25 v d m v l j v l m s l 25
26 s l j s m v s m j d m 26
27 d m v d m s d m v l m 27
28 l m s l j d l j s m j 28
29 m j d m v l m v d m v 29
30 m v l m s m s l j s 30
31 s j d j m d 31
Travail élèves
Travail des équipes
Les productions élèves … La répartition des tâches
Des architectures de solutions, des schémas, croquis,
diagrammes fonctionnels et structurels, des algorithmes
Des justifications scientifiques,
technologiques, socio-économiques, validant la
solution proposéeUn prototype, une maquette
une maquette numérique, un programme
Des documents de formalisation de la solution imaginée
Des supports de communication
P.I.
Tâches à réparties au sein du groupe de projet Tâches portées par tous les membres du groupe
Equipe
Définition : Prototypes et maquettes…
La réalisation d’un prototype correspond à la modification d’un système réel, sur lequel les élèves peuvent intervenir directement pour le modifier.
La réalisation d’une maquette correspond à la réalisation, en dehors du système, d’une partie de ce dernier. Elle est homothétique au système réel, pour la partie étudiée.
La maquette permet d’imaginer, de réaliser et de tester une solution, pour vérifier sa faisabilité, mesurer des performances, optimiser une fonction.
Quelques idées fortes à propos du PI
Le projet est une forme pédagogique à laquelle il convient de donner sa juste place… … c’est-à-dire 70 heures dans l'année de terminale.
Les dérives dont il convient de se prémunir :• la dérive productiviste,• la dérive techniciste,• la dérive spontanéiste.
Les pièges à éviter :• considérer un projet comme réussi s’il débouche sur une solution correcte• croire qu’un projet est réussi parce qu'il a mobilisé les élèves
Quelques idées fortes à propos du PI
Le projet interdisciplinaire permet la mise en œuvre d'activités relatives aux compétences concevoir, expérimenter, modéliser, réaliser et communiquer. Les compétences concevoir et réaliser ne sont pas évaluées dans le cadre du projet de S-SI.
Cette orientation du projet conduit essentiellement les élèves à confronter le comportement du système réel au comportement simulé, pour aboutir à un modèle consolidé.
Ils doivent pour cela :• comprendre un modèle numérique, • concevoir et mettre en œuvre une expérimentation sur le système réel,• comparer les résultats expérimentaux aux résultats simulés, • interpréter les écarts,
Quelques idées fortes à propos du PI
Le projet en terminale scientifique prend appui sur un système réel, (ou prototype ou maquette), sur une simulation numérique qui ne soit pas tout à fait aboutie et sur le cahier des charges qui décrit les performances attendues. Le projet confié aux élèves consiste en une itération entre l’expérimentation et la modélisation, jusqu’à ce que le modèle soit ajusté au comportement réel. Ensuite, vient la phase d’analyse des écarts de façon à ce que le modèle puisse être exploité sur d’autres cas d’application.
Quelques idées fortes à propos du PI
Les compétences visées par le programme de SI conduisent à concevoir des projets qui portent plus sur l’élaboration et la mise au point d’un couplage entre un protocole expérimental et une modélisation, que sur la conception structurelle d’un objet technique. Ces profils de projet, plus scientifiques, constituent une différence marquée avec les projets de spécialité menés en terminale STI2D, qui sont davantage centrés sur la conception structurelle et son prototypage de validation.
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Maquette
Besoin
Prototype
Idée
Produit industrialisé
En secondeValider une idée
Réflexion collective portée par le professeur
De l'idée à la créativité
En STSValider une industrialisation
Réflexion en amont du partenaire
Produire
Pré-Industrialiser
Le Projet technologique au lycée… En STI2D/S-SI
Valider unesolution
Simuler, maquetter, prototyper
Réflexion collective animéepar le professeur
Concevoir
SI
Le projet interdisciplinaire en SI
Définirdes
architectures desolutions
CréerEtudierChoisir
Conception préliminaire
Mesurer les écarts
Valider les modèles
Tester MesurerValider
Développer les
Solutions
Simuler MaquetterPrototyper
conception détaillée
Analyser et spécifier le besoinRédiger le
CDCF
Identifier Caractériser
Enoncer
Prospection
ANALYSERLE BESOIN CONCEVOIR REALISER VALIDER
S-SI
Le projet technologique en STI2D
Définir les solutions
technologiques
EtudierComparer
Choisir
Conception préliminaire
Vérifier les performances
Valider les choix technologiques
Développer les solutions
constructives
Contrôler MesurerQualifier
Simuler MaquetterPrototyper
conception détaillée
Etudier le
CDCF
AnalyserAppréhender
Prospection
ANALYSERLE BESOIN CONCEVOIR REALISER VALIDER
STI2D
IndustrialisationConception
Préliminaire et détailléeAnalyse du besoin
Elaboration du CDCF
Projet SI Projet STI2D
L’enjeu est fixé par un donneur d’ordre, un
client, une loi…
Définies au niveau ingénieur, elles traduisent
l’enjeu en questions fonctionnelles puis
technologiques
Elaborées au niveau ingénieur et technicien
Réalisée au niveau technicien et ouvrier
Enjeu Économique, Problématiques
sociétales
Problématiques
technologiques
Solutions
constructives
Mise en production
CONTRAINTES
OSI …. Projets SI et STI2D
Projet OSI
Grille d'évaluation pour la conduite de projet SI COMPÉTENCES ÉVALUÉES Indicateurs de performance N 0 1/3 2/3 3/3
B - Modéliser
B3 Simuler le fonctionnement de tout ou partie d’un système à l’aide d’un modèle fourni
Les paramètres de simulation sont adaptés aux grandeurs à simuler Les plages de simulations retenues sont correctement définies
B4
Interpréter les résultats obtenus Les résultats obtenus sont bien interprétés, en amplitude et variation, de façon conforme aux lois et principes d'évolution des grandeurs physiques
Préciser les limites de validité du modèle utilisé Les principales limites sont explicitées
Modifier les paramètres du modèle pour répondre au cahier des charges ou aux résultats expérimentaux
Les paramètres modifiés sont pertinents et font évoluer les résultats simulés vers ceux attendus au cahier des charges Les paramètres modifiés sont pertinents et font évoluer les résultats simulés vers les résultats expérimentaux
Valider un modèle optimisé fourni Les résultats obtenus, en amplitude et variation, sont conformes aux attendus du cahier des charges
Les résultats obtenus, en amplitude et variation, sont conformes aux résultats expérimentaux
C - Expérimenter
C1Identifier les grandeurs physiques à mesurer Les grandeurs à mesurer sont bien identifiées, leur nature et caractéristiques bien définies
Décrire une chaîne d'acquisitionLes éléments de la chaîne d'acquisition sont correctement identifiés
Les choix et réglages des capteurs et appareils de mesure sont correctement explicités
C2 Conduire les essais en respectant les consignes de sécurité à partir d’un protocole fourni
Le système est correctement mis en œuvre Les capteurs et les appareils de mesure sont correctement mis en œuvre Le protocole d'essai est respecté Les règles de sécurité sont connues et respectées
Traiter les données mesurées en vue d’analyser les écarts Les méthodes et outils de traitement sont cohérents avec le problème posé
D - Communiquer
D1 Rechercher des informations
Les outils de recherche documentaire sont bien choisis et maîtrisés. Une synthèse des informations collectées est correctement réalisée
Analyser, choisir et classer des informations Les informations sont traitées selon des critères pertinents Les informations sont vérifiées et mises à jour
Grille d'évaluation pour la présentation du projet SI
COMPÉTENCES ÉVALUÉES Indicateurs de performance 0 1/3 2/3 3/3
A - Analyser
A1Définir le besoin Le besoin et la fonction globale sont bien définis
Traduire un besoin fonctionnel en problématique technique Le problème technique est bien décrit
A3
Comparer les résultats expérimentaux avec les critères du cahier des charges et interpréter les écarts Les écarts constatés sont expliqués
Comparer les résultats expérimentaux avec les résultats simulés et interpréter les écarts Les écarts constatés sont expliqués
Comparer les résultats simulés avec les critères du cahier des charges et interpréter les écarts Les écarts constatés sont expliqués
C - Expérimenter
C1 Identifier le comportement des composants Le comportement est précisément décrit
Justifier le choix des essais réalisés Un protocole expérimental adapté est décrit
C2 Traiter les données mesurées en vue d'analyser les écarts Les résultats expérimentaux sont traités et présentés clairement
D - Communiquer
D1 Analyser, choisir et classer des informations Les informations présentées sont bien choisies
D2
Choisir un support de communication et un média adapté, argumenter Le support est bien choisi et adapté à l'objectif de présentation
Produire un support de communication Un document multimédia est bien réalisé et scénarisé
Adapter sa stratégie de communication au contexte La production respecte le cahier des charges (écrit/oral, texte/vidéo, durée, public visé, …)
LA NOTE DE CADRAGE……
Dossier de validation Recommandations
MERCI DE VOTRE ATTENTION
