Animation pédagogique. Défi Technologique

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1 Animation pédagogique Défi Technologique

2 UN DEFI, POURQUOI? Surmonter les difficultés que pose une situation problème Mettre en œuvre une démarche d investigation axée sur une pédagogie de projet fédérant l'ensemble des écoles primaires du département Constituer un cahier de sciences par enfant Sensibiliser au concept de développement durable Echanger sur des productions par le biais de rencontres, donner à voir en organisant une exposition Permettre aux équipes pédagogiques de répondre aux attentes du socle commun et des programmes; de décliner les priorités académiques, de faire vivre les axes des projets de circonscription, d école.

3 Programmes école maternelle B.O. n 2 du 26 mars 2015 Organiser des modalités spécifiques d apprentissage Apprendre ensemble L enseignant donne une place importante à l observation, il développe la capacité des élèves à interagir à travers des projets, pour réaliser des productions adaptées à leurs possibilités. Il est attentif aux cheminements, valorise les essais et suscite les discussions. Il encourage la prise d initiative et apprend progressivement à faire des choix. Il exerce les enfants à l identification des différentes étapes de son apprentissage. Il guide la réflexion collective pour que chacun puisse élargir sa propre manière de voir ou de penser. Il initie à une attitude responsable. Les élèves font l inventaires de possibles, sélectionnent, tâtonnent et font des essais de réponses. Ils produisent eux-mêmes des explications pour d autres. Ils prennent conscience des risques liés à l usage des objets.

4 Explorer le monde du vivant, des objets et de la matière À leur entrée à l école maternelle, les enfants ont déjà des représentations qui leur permettent de prendre des repères dans leur vie quotidienne. Pour les aider à découvrir, organiser et comprendre le monde qui les entoure, l enseignant propose des activités qui amènent les enfants à observer, formuler des interrogations plus rationnelles, construire des relations entre les phénomènes observés, prévoir des conséquences, identifier des caractéristiques susceptibles d être catégorisées. Les enfants commencent à comprendre ce qui distingue le vivant du nonvivant ; ils manipulent, fabriquent pour se familiariser avec les objets et la matière.

5 Utiliser, fabriquer, manipuler des objets L'utilisation d'instruments, d objets variés, d outils conduit les enfants à développer une série d habiletés, à manipuler et à découvrir leurs usages. Les enfants apprennent à intégrer progressivement la chronologie des tâches requises et à ordonner une suite d actions; en grande section ils sont capables d utiliser un mode d emploi ou une fiche de construction illustrés. Les montages et démontages dans le cadre des jeux de construction et de la réalisation de maquettes, la fabrication d'objets contribuent à une première découverte du monde technique. Les utilisations multiples d instruments et d objets sont l occasion de constater des phénomènes physiques, notamment en utilisant des instruments d optique simples (les loupes notamment) ou en agissant avec des ressorts, des aimants, des poulies, des engrenages, des plans inclinés Les enfants ont besoin d agir de nombreuses fois pour constater des régularités qui sont les manifestations des phénomènes physiques qu ils étudieront beaucoup plus tard (la gravité, l attraction entre deux pôles aimantés, les effets de la lumière, etc.).

6 Programmes cycle 2 B.O. n 3 du DECOUVRIR LE MONDE DE LA MATIERE ET DES OBJETS Les élèves acquièrent des repères dans le temps et l espace, des connaissances sur le monde et maîtrisent le vocabulaire spécifique correspondant. Ils dépassent leurs représentations initiales en observant et en manipulant. Ils utilisent quelques objets techniques simples et identifient leur fonction. Ils réalisent des maquettes élémentaires utilisant différents dispositifs (suspension, pivot, poulie, treuil ) Ils sont capables d observer et de décrire pour mener des investigations.

7 Programmes cycle 3 B.O. n 3 du SCIENCES EXPÉRIMENTALES ET TECHNOLOGIE Les connaissances et les compétences sont acquises dans le cadre d une démarche d investigation qui développe la curiosité, la créativité, l esprit critique et l intérêt pour le progrès scientifique et technique. Les travaux des élèves font l objet d écrits divers consignés, par exemple, dans un carnet d observations ou un cahier d expériences. Les objets techniques - Concevoir et expérimenter un dispositif technique pour soulever ou déplacer un objet - Analyser et comparer le fonctionnement de différents objets techniques de la vie quotidienne dans lesquels un mouvement est transmis ou transformé. Identifier ces transformations et ces transmissions - Connaître des dispositifs de transmission et de transformations du mouvement

8 Programmes cycle 3 B.O. n 3 du L élève est capable de : pratiquer une démarche d investigation : savoir observer, questionner manipuler et expérimenter, formuler une hypothèse et la tester, argumenter mettre à l essai plusieurs pistes de solutions exprimer et exploiter les résultats d une mesure ou d une recherche en utilisant un vocabulaire scientifique à l oral et à l écrit maîtriser des connaissances dans divers domaines scientifiques exercer des habiletés manuelles, réaliser certains gestes techniques.

9 La démarche technologique à l école Apprendre à résoudre des problèmes techniques fabriquant des objets en Etudier des objets existants dans leurs dimensions techniques et culturelles

10 Plusieurs démarches Elaborer un projet de fabrication et le réaliser Démonter, remonter, analyser les différents éléments d un objet technique simple et caractériser leurs fonctions Construire un objet en suivant une fiche de fabrication Analyser le fonctionnement d un objet Mener des investigations sur la nature des matériaux

11 Construire un objet Concevoir l objet, le réaliser et établir une fiche de fabrication Fabriquer l objet à partir d un modèle Fabriquer l objet à partir de fiches de fabrication

12 Le monde des objets L objet technique? On peut le définir par opposition à l objet naturel sur lequel l homme n est pas intervenu. Il est fabriqué, utilisé jusqu à ce qu il devienne objet inutilisé, alors rejeté comme déchet (recyclé, conservé comme témoin d une époque ).

13 Le monde des objets L OBJET Un ou des matériaux Des fonctions d usage techniques

14 Démarche technologique = démarche de projet Besoin (analyse du besoin à satisfaire) Cahier des charges (fonction de service, fonctions contraintes) Conception (transformer mon besoin en solutions techniques) Production Commercialisation Utilisation Recyclage

15 Démarche scientifique / démarche technologique Les sciences: chercher une unité dans la complexité Mettre en œuvre une démarche pour vérifier une hypothèse La technologie: arriver à gérer la complexité Trouver des solutions techniques pour répondre à un besoin L objet technique est une transformation du réel par l homme; les physiciens se servent de l objet pour illustrer un principe

16 UNE DEMARCHE SCIENTIFIQUE Situation de départ qui focalise la curiosité des élèves Questions des élèves et expression des conceptions premières Confrontation des conceptions premières et sélection d une situation problème se prêtant à une démarche d investigation et débouchant sur la construction de savoirfaire, de connaissances et de repères culturels prévus par les programmes DÉMARCHE D INVESTIGATION

17 Démarche d investigation Expérimentation directe conçue et réalisée par les élèves Réalisation matérielle (recherche d une solution technique) Observation directe ou assistée par un instrument avec ou sans mesure Recherche sur documents Enquêtes et visites Synthèse : confrontation des résultats, formulation d une connaissance provisoire propre à la classe Confrontation au savoir établi dans la perspective de la généralisation d une connaissance Evaluation (connaissance et démarche)

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19 Le monde des objets VERS LA REALISATION TECHNOLOGIQUE

20 Démarche technologique appliquée au défi-techno CAHIER DES CHARGES : document par lequel le demandeur exprime son besoin en termes de fonctions Maternelle Construire une tour transportable d une hauteur comprise entre 1m et 1m50 avec un minimum de quarante éléments (matériel recyclé). Cycle 2 Concevoir et réaliser un dispositif capable de soulever et maintenir en suspension une masse de 300g pendant au moins 10 secondes. Cycle 3 - Concevoir et réaliser un dispositif capable de soulever une masse de 300g minimum puis de se déplacer sur une distance de 2m.

21 Élaborer un projet Analyse du besoin à satisfaire Elaboration du cahier des charges Conception d un avant-projet Analyse de la fabrication Fabrication Evaluation

22 Démarche technologique appliquée au défi-techno Besoin - situation déclenchante Nécessité ou désir éprouvé par un utilisateur Création d un objet

23 Une tour?

24 Notions et savoirs abordés lors du défi-techno Les questions que l on peut se poser Tous les objets peuvent-ils former une tour? La forme d un objet a-t-elle une influence sur son équilibre? L objet doit-il être soulever de façon autonome? L objet peut-il être soulever couché? Assis? Suspendu? L objet se déplace-t-il dans sa verticalité? Dans son horizontalité? Sur un plan incliné?

25 Notions et savoirs abordés lors du défi-techno La matière, la forme, la masse et le volume ont-ils une incidence sur l équilibre de la tour? Equilibre, point de force, levier, axe de rotation: quelle incidence sur la charge à soulever? Quels mécanismes (poulie, engrenages, système biellemanivelle) pour quelle transmission de mouvement?

26 Comment soulever et déplacer un objet? Des machines qui soulèvent Engins à leviers du quotidien (décapsuleur, tire bouchon, pied de biche ) Des machines qui soulèvent et déplacent Notion de déplacement: comment se transmet le mouvement? Avec une structure fixe verticale (ascenseur, monte charge, puit, treuil ) Avec une structure fixe horizontale ou inclinée (tapis roulant, funiculaire, grue ) Avec une structure roulante horizontale (camion, palan )

27 Soulever, lever; engins de levage:

28 Soulever et déplacer Grue, tire palette: déplacement horizontal Funiculaire, téléphérique: déplacement sur plan incliné

29 Le puit, le treuil : déplacement vertical

30 La brouette!

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34 Démarche technologique appliquée au défi-techno CONCEPTION DE L AVANT-PROJET Inventaire des solutions possibles, réinvestissement des connaissances, recherches, essais, tâtonnements, production d une maquette Choix des matériaux les plus adaptés, choix des outils, expérimentation des différentes maquettes

35 Les choix de matériaux Ils doivent répondre à certains critères à définir avec le groupe: légèreté, résistance, surface de frottements, équilibre, propulsion On peut tester alors divers matériaux : carton, carton plume, balsa, barquette alimentaires, Dépron, bouteille plastique, liège, toile, plastique, papier, etc.

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37 Démarche technologique appliquée au défi-techno ANALYSE DE FABRICATION Organisation des étapes de la fabrication dans le temps et dans l espace Répartition des tâches Organisation des étapes de fabrication (avec quoi, où, comment?) Réalisation de la fiche de fabrication

38 Quel assemblage?

39 3 mécanismes: Poulie, Levier, Engrenage

40 Transmission et transformation du mouvement Transmission de mouvement rectiligne: poulie Transmission de mouvement rotatif: engrenage Transformation de mouvement: système biellemanivelle / système arbre-came / système crémaillère-pignon ossier_peda_transmission.pdf

41 Démarche technologique appliquée au défi-techno FABRICATION Réalisation du produit, maîtrise du bon geste Suivre l ordre des opérations. Mettre en œuvre des savoir-faire techniques. Faire preuve de rigueur, de précision

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44 Premiers assemblages, essais Ces activités de tâtonnement conduiront à trouver des solutions aux problèmes rencontrés comme ceux de : des frottements, de l équilibre, de la propulsion

45 Exemples de cahier d élèves

46 Le cahier dans les programmes 2002 «Les élèves tiennent un cahier d expériences et d observations. L élaboration d écrits permet de soutenir la réflexion et d introduire rigueur et précision.». «le carnet d expérience appartient à l élève» 2012 «En menant les différentes investigations, l élève pourra mobiliser et s approprier le vocabulaire nécessaire qui sera systématiquement repris dans le cahier de sciences, particulièrement dans le résumé des connaissance acquises.»

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48 Démarche technologique appliquée au défi-techno ÉVALUATION Fonctionnement du projet et conformité au cahier des charges Essais de l objet, validation par rapport au cahier des charges, réajustement de la fiche de fabrication, échange de fiches de fabrication

49 L évaluation Sur la base de Critères nécessitants explicitation Compétences, connaissances, attitudes? A quel moment, pour quel usage? +auto.l objet ne répond pas au cahier des charges

50 Art et Engrenages

51 Démarche technologique appliquée au défi-techno LA FICHE DE FABRICATION Indiquer le titre Préciser l objectif du montage Présenter le matériel nécessaire et les outils à utiliser Numéroter et indiquer clairement chaque étape du montage en l illustrant de schémas clairs si nécessaire. Conclure en analysant les performances du montage, répond-il aux attentes que l on avait?

52 Démarche technologique appliquée au défi-techno LA FICHE DE FABRICATION (suite) Numéroter et indiquer clairement chaque étape du montage en l illustrant de schémas clairs si nécessaire. Conclure en analysant les performances du montage, répond-il aux attentes que l on avait?

53 Pour éviter quelques confusions LA FICHE DE FABRICATION décrit les différentes étapes de la fabrication d un objet LA FICHE TECHNIQUE donne des indications techniques (tension, puissance, caractéristiques nécessaires pour un dépannage ) LA FICHE DE MONTAGE indique comment réaliser un modèle donné avec du matériel modulaire (kit) LE MODE D EMPLOI indique comment utiliser un objet

54 Vers le concept de développement durable Quelques éléments pouvant permettre d intégrer le concept de développement durable Origine des matériaux, recyclage des déchets, énergies utilisées, énergies renouvelables Connaître Comprendre Agir

55 FIN Merci pour votre attention. Echanges et questions diverses