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LES STRATEGIES PEDAGOGIQUES EN STI2D

PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI2D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011

La didactique est à la pédagogie, ce que la théorie est à la pratique.

Mathieu Foria

Pédagogie. Porter en soi et avec soi cette indulgence qui fait fleurir les pensées d‘autrui. Joseph Joubert

Il n'est pas de bonne pédagogie qui ne commence par éveiller le désir d’apprendre. François de Closets

Des activités pédagogiques complémentaires, articulées entre elles, pour garantir un caractère concret aux enseignements.

STI2D : une didactique spécifique



Activité d’analyse d’une situation réelle stabilisée et décrite, proposée à une équipe d’élèves afin qu’ils mènent une démarche (libre ou guidée) les amenant à identifier des concepts dans un contexte particulier.

Activité collective fondée sur un objectif à atteindre négocié et accepté par tous, amenant les élèves à définir, planifier et réguler leurs activités, afin de proposer un résultat concret dont la pertinenceou la performance est évaluée collectivement.

Projet

Activité concrète proposée à un élève (ou deux élèves au maximum) visant à mettre en œuvre un protocole ou un processus d’activité pour observer, mesurer ou obtenir un résultat attendu.

Activité pratique

Étude de cas

Définitions


Ensemble structuré de réflexions et d’actions visant à partir de l’expression d’un problème identifié :

• à l’expliciter ;• à identifier les contraintes qui y sont associées, le niveau de réponse attendue et les types de résolution possibles (lois règles, outils, méthodes et organisation, …) ;• à appliquer des méthodes de résolution ;• à comparer les résultats afin de faire un choix justifiable.

Démarche de

résolution d’un

problème technique

Démarche qui part d’une situation problème concrète posée à un groupe d’élèves et qui les amène à formuler des hypothèses, à les expérimenter, à analyser les résultats pour découvrir et accepter un nouveau concept.

Démarche d’investigat

ion

Définitions


Trois démarches pédagogiques

complémentaires et imbriquées

Démarche d’investigation


Collective, induit des phases

d’appropriation, de recherche,

d’hypothèses et de vérifications.

Collective, induit des phases

d’appropriation, de recherche,

d’hypothèses et de vérifications.

Individuelle ou collective, s’appuie sur un problème

technique et exige l’application de méthodes

formalisées

Individuelle ou collective, s’appuie sur un problème

technique et exige l’application de méthodes

formalisées

Collective, s’appuyant sur un objectif partagé entre élèves

et professeur, exigeant de définir des fonctions, une

organisation, une planification et des étapes

Collective, s’appuyant sur un objectif partagé entre élèves

et professeur, exigeant de définir des fonctions, une

organisation, une planification et des étapes

Démarche de résolution d’un

problème technique

Démarche de projet


3 situations pédagogiques complémentaires

Étude de dossier technique


Activités pratiquesActivités pratiques

Projet technologiqueProjet technologique

Étude collective d’un cas technique réel à partir d’un dossier numérique, amenant à formaliser

des connaissances.

Étude collective d’un cas technique réel à partir d’un dossier numérique, amenant à formaliser

des connaissances.

Activité pratique de découverte ou de confortation, menée en binôme et proposant

une interaction entre l’élève et un support réel.

Activité pratique de découverte ou de confortation, menée en binôme et proposant

une interaction entre l’élève et un support réel.

Projet technologique (non professionnel) permettant de vivre une démarche de projet pour acquérir ou valider des compétences

Projet technologique (non professionnel) permettant de vivre une démarche de projet pour acquérir ou valider des compétences

Un panel ouvert d’activités pédagogiques

Démarche de résolution d’un

problème

Démarche de projet



Activités pratiques

Projet technologique

Projet de formation ou d’évaluation

Étude d’un système

Étude d’un problème technique

Analyse d’une situation

industrielle

Résolution d’un problème technique

Activité de conception et prototypage

Analyse de l’existant industriel

Résolution de problèmes techniques

Expérimentations

FAIRE POUR FAIRE

FAIRE POUR APPRENDRE

APPRENDRE POUR FAIRE

APPRENDRE POUR APPRENDRE

DEMARCHE D’INVESTIGATION

DEMARCHE DE RESOLUTION DE PROBLEME


La démarche d’investigation La démarche de résolution de problème

Des questions des élèves, du

professeur

Une situation problème

Un objet technique

Une observation d’un problème technique résolu

Des hypothèses

d’explications Une activité de recherche

pour les élèves

- observation- manipulation- démontage- modélisation- recherche documentaire

Analyse des résultats obtenus / hypothèses de départ

Communication des résultats

Synthèse de l’ensemble

Des hypothèses de

solutionsUne activité de recherche pour

les élèvesRecherche des contraintesRecherche de solutions techniques

Choix justifié d’une solution

- manipulation- tests, essais- recherche documentaire – modélisation- réalisation

Un problème technique à résoudre

Des questions des élèves, du

professeur

Structuration de la connaissance

Communication des résultats

Synthèse de l’ensemble



Programme

Filtre (expérience,

criticité, complexité)

Identification des

connaissances nécessitant la construction

de TP

Bilan

Ajustements

Sélection ou conception

des supports de TP

Supports existants ou disponibles sur le marché

Construction d’une

progression pédagogiqu

e

Progressivité, redondanceÉvaluations

Remédiations

Durée de la formationRépartition entre annéesPlanification

Processus simplifié de pilotage d’une stratégie pédagogique

Choix d’une

stratégie( cours, TD, TP, inductif, déductif,

)

Centres d’intérêt

Liste des TP


1 - Des connaissances et des compétences du programme à faire

acquérir

1 - Des connaissances et des compétences du programme à faire

acquérir

2 - Une structuration

des connaissances(synthèse)

en tenant compte du niveau

d’approfondisse-ment

2 - Une structuration

des connaissances(synthèse)

en tenant compte du niveau

d’approfondisse-ment

Construction de la séquence par l’enseignant

La séquence vécue par l’élève

4 - Un problème technologique posé à l’élève

(se l’approprier, émettre des hypothèses et le résoudre)

4 - Un problème technologique posé à l’élève

(se l’approprier, émettre des hypothèses et le résoudre)

5 - Des activités d’apprentissage et des supports qui mènent à la

résolution du problème identifié(Investigation / réflexion / action / évaluations formatives, bilan des

activités)

5 - Des activités d’apprentissage et des supports qui mènent à la

résolution du problème identifié(Investigation / réflexion / action / évaluations formatives, bilan des

activités)

2 - Une structuration des connaissances en tenant compte

du niveau d’acquisition

2 - Une structuration des connaissances en tenant compte

du niveau d’acquisition

3 - Une évaluation sommative centrée sur les connaissances et les

coompétences du programme

3 - Une évaluation sommative centrée sur les connaissances et les

coompétences du programme

1 - Les compétences, les connaissances du programme

acquises par l’élève

1 - Les compétences, les connaissances du programme

acquises par l’élève

3 - Une évaluation sommative

centrée sur les connaissances et les compétences

de 1.

3 - Une évaluation sommative

centrée sur les connaissances et les compétences

de 1.

4 - Un problème technologique à identifier et à résoudre

4 - Un problème technologique à identifier et à résoudre

5 - Des activités d’apprentissage et des supports adaptés qui mènent à la résolution du problème technologique

(réflexions / actions / évaluations formatives)

5 - Des activités d’apprentissage et des supports adaptés qui mènent à la résolution du problème technologique

(réflexions / actions / évaluations formatives)


Professeur

Elèves

Objectifs - Activités

Attitudes, aptitudes,

notions abordées

Revues de projet

Projet

Énoncé de la

problématique

Support de projet

Ressources

LogicielsDocuments

Maquettes numériques

La pédagogie de projet


Phases principales du déroulement d’un projet technologique en STI2D :

Favoriser le prototypage rapide des formes, des informations et des énergies

Produire un dossier numérique de présentation collective formali-sant la démarche plus que les résultats.

PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI2D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011SEMINAIRE « INNOVATION ET INSERTION PROFESSIONNELLE » – BESANCON – 09

MARS 2011

Étape d’imprégnation

Étape de créativité

Étape de cristallisation

Étape de matérialisation

Expression du besoin (principales caractéristiques à atteindre,

identification d’une contradiction)

Expression du besoin (principales caractéristiques à atteindre,

identification d’une contradiction)

Production du plus grand nombre d’idées possibles

Production du plus grand nombre d’idées possibles

Choix raisonné d’une ou deux solutions à explorer

Formalisation d’une idée de solution

Choix raisonné d’une ou deux solutions à explorer

Formalisation d’une idée de solution

Matérialisation sous forme de modèle, maquette, prototype, expérimentation.

Synthèse et compte-rendu collectif

Matérialisation sous forme de modèle, maquette, prototype, expérimentation.

Synthèse et compte-rendu collectif

Les jalons

Les étapes du projet

Les productions du groupe

J1

J2

J3

J4


Mise en œuvre de la pédagogie de projet

Choix du support

Rédaction de l’énoncé du

projet

La réalisation concrète

(Présentation numérique, maquette virtuelle, prototypage)

Les notions pédagogiques abordées

Elle est fondée sur la motivation des élèves, provoquée par la finalisation de réalisations concrètes

Motivation des élèves

Thématiques du programme

(Développement durable,…)


Supports de projet

Enoncé du projet

Rechercher, comparer et modéliser des solutions

Maquette numérique

Le projet Les ressources

Restitution ,validation et synthèse

Rédaction du suivi de projet

Revues de

projet

Mise en oeuvre d’une solution

Problématique résolue

Problématique en cours

LogicielsDocuments

L’élève se fixe un objectif

Les centres d’intérêt en STI2D

Supports techniques Dossiers Systèmes

Compétences / connaissances STI2D

Compétences / connaissances STI2D

Centres d’Intérêt

CI

Activités pédagogiques

Étude de dossierActivités pratiques

Projet de formation

Structuration des connaissances Eval


Comment ?

Les CI en STI 2D : recherche d’une complémentarité

Approche selon le point de vue STI2DApproche selon le point de vue STI2D

Approche par les connaissances

Approche par les connaissances

Développement durable Développement durable

Description fonctionnelle des systèmes

Description fonctionnelle des systèmes

Compétitivité et innovation

Compétitivité et innovation

Description structurelle des systèmes

Description structurelle des systèmes

Description comportementale des systèmes

Description comportementale des systèmes

Pourquoi ?

Supp

orts


3 cercles d’analyses:•Fonctionnelle•Structurelle•Comportementale

Comportemental

FonctionnelFonctionnel

Structurel

L’approche des CI par les connaissances

3 axes technologiques de base :•Matière•Énergie•Information

Matière

ÉnergieInformation

3 axes d’étude primaires (M,E,I) et 3 secondaires (ME, EI et IM) favorisant l’approche globale des systèmes

RelationMatièreÉnergie

Relation Énergie Information

RelationInformation

Matériaux

Chaque intersection entre un axe technologique et un niveau d’approfondissement peut correspondre à un CI, soit 18 CI au maximum.

Approche des systèmes


Définition d’un centre d’intérêt opérationnel en

STI2DUn centre d’intérêt est la combinaison de 3 concepts

:

– un point de vue, qui donne du sens aux activités (compétitivité & innovation et/ou développement durable),

– un ou plusieurs des 18 CI de base définis dans le diagramme araignée (les regroupements sont possibles),

– les supports associés permettant d’aborder le CI opérationnel défini.

CI opérationnel = Point de vue + CI de base + Supports


Le lien entre enseignement transversal

et spécialités

Matériaux et structuresLié à l’Énergie et à

l’Information

Énergie et environnement

Lié à la matière et à l’Information

InformationLié à la matière et à

l’énergie

Chaque spécialité approfondit un axe technologique M, E ou I en liens directs avec les axes secondaires associés, ce qui garantit une approche globale intégrant le développement durable et la compétitivité des produits.

M

I E


Centre d’intérêt: associer un point de vue et des

connaissancesCentre d’intérêt opérationnelCentre d’intérêt opérationnel

Pourquoi Comment

C&I DD AF AS AC

Exemples d’association

s systématique

sd’au moins

un « pourquoi »

à des « comment » amenant à la création d’un

Centre d’Intérêt

opérationnel

M

ME

E

EI

I

IM

CI

CI

DD

C&I

CI de synthèseC&I DD

CIC&I DD

C&I CI


Niveaux d’analyse

Fonctionnel Structurel Comportemental

Matière Caractéristiques des matériaux et des structures

Caractérisation des matériaux et des structures

Dimensionnement des structures et choix des matériaux

Matière et Énergie

Efficacité énergétique et relation matériaux/structures/énergie

Optimisation des choix Matière et Énergie d’un système à partir de simulations

Énergie Formes et caractéristiques de l’Énergie

Caractérisation des chaînes d’énergie, rendements

Amélioration de l’efficacité énergétique à partir de simulations

Énergies et Information

Efficacité énergétique dans la relations énergie/info (commande)

Optimisation des choix E et I par la simulation temporelle d’un système

Information Formes et caractéristiques de l’information

Caractérisation des chaînes d’info, réseaux

Validation d’une commande et de son support par simulation

Information et Matériaux

Captage de l’information et relation info/matériau

Optimisation des choix I et M par la simulation fréquentielle d’un système

Matrice de structuration des CI


Les 4 principes de définition des CI en STI2D

1. Intégration : pour répondre aux finalités de la formation, un CI doit faciliter l’approche MEI recherchée en STI2D,

2. Transversalité : chaque CI doit privilégier des objectifs permettant d’aborder plusieurs axes technologiques interdépendants du triptyque MEI,

3. Complétude : la totalité des CI proposés doit permettre de traiter le sous ensemble des connaissances du programme identifiées comme devant être abordées de manière active et concrète,

4. Répartition : chaque CI donne lieu à une ou plusieurs séquences réparties sur les 2 années de formation permettant d’aborder les concepts de façon progressive.


Matière

ÉnergieInformation

Structurel

Le diagramme des axes technologiques et des niveaux d’analyses permet de positionner chaque système par rapport aux connaissances

Caractériser un support de formation

Comportemental

FonctionnelFonctionnel

RelationMatièreÉnergie

Relation Énergie Information

RelationInformationMatériaux

Support 1

Support 2