mardi, juin 25, 2024
Activités pratiques

Exemples d’activités pratiques – cycle 4

Préalable

L’enseignement de la Technologie au Cycle 4 implique de réaliser des activités pratiques dans le cadre des observations, manipulations, expérimentations, simulations, … dans les finalités du programme de Technologie.

Afin de proposer les activités pratiques aux élèves, vous pourrez trouver ci-dessous diverses propositions classées par compétences et connaissances associées du texte officiel.

Envoyer un mail à ia-ipr-sti@ac-bordeaux.fr si vous souhaitez partager vos activités pratiques.

 



Thème 1 – Design, innovation et créativité

Attendus de fin de cycle

  • Imaginer des solutions en réponse aux besoins, matérialiser des idées en intégrant une dimension design.
  • Réaliser, de manière collaborative, le prototype d’un objet communicant.
Compétences associées Connaissances Activités pratiques Matériels/Matériaux/Ressources
DIC-1-Imaginer des solutions en réponse aux besoins, matérialiser une idée en intégrant une dimension design
DIC-1-1-Identifier un besoin (biens matériels ou services)  et énoncer un problème technique ; identifier les conditions, contraintes (normes et règlements) et ressources correspondantes, qualifier et quantifier simplement les performances d’un objet technique existant ou à créer. » Besoin, contraintes, normalisation Observer une situation du quotidien dans laquelle on peut identifier un problème.

Analyser une demande d’un client.

Veille technologique dans l’actualité.

Situation problématique du quotidien : Comment ouvrir une porte d’entrée pour une personne à mobilité réduite, comment améliorer le service de livraison, comment choisir une énergie pour chauffer un habitat, …

» Principaux éléments d’un cahier des charges Observer le diagramme des exigences ou la carte mentale d’un objet du laboratoire de Technologie.

Analyser les performances de l’objet technique pour les comparer à ceux du diagramme des exigences ou de la carte mentale.

Mettre à disposition dans la salle de Technologie les objets techniques présents dans le laboratoire et connu des élèves : Drones, vélos, trottinette électrique, gyropode …
DIC-1-2-Imaginer, synthétiser et formaliser une procédure, un protocole. » Outils numériques de présentation. Réaliser un document pour une machine à commande numérique ou un outil du Fablab. Ordinateur avec logiciel de bureautique (Word, Writer, …) ou une application dédiée.

Padlet, Site Web, Blog ou vidéo.

» Charte graphique. Réaliser un document pour une machine à commande numérique ou un outil du Fablab. Exploiter les fonctions des logiciels de bureautique : Couleurs, typographies, symboles, images, …

Mettre en avant les éléments graphiques et les logotypes.

Utiliser un logiciel pour concevoir un logo : AAA Logo, Canva, …

DIC-1-3-Participer à l’organisation de projets, la définition des rôles, la planification (se projeter et anticiper) et aux revues de projet. » Organisation d’un groupe de projet, rôle des participants, planning, revue de projets. Scénariser une situation de projet.

Organiser un projet sur plusieurs semaines.

Ordinateur avec logiciel de planning (GanttProject) et logiciel de bureautique (Powerpoint, Impress, …)
DIC-1-4-Imaginer des solutions pour produire des objets
et des éléments de programmes informatiques en réponse au besoin.
» Design.
» Innovation et créativité. Observer un objet du quotidien ou disponible dans le laboratoire de technologie.

Analyser une rupture technologique, lié à l’évolution des besoins, pour des objets du quotidien.

Rechercher les innovations technologiques de différents objets, par groupe de travail.

Mettre à disposition des objets techniques disponibles dans le laboratoire de technologie : vélos, gyropode, détecteur de fumée, souris d’ordinateur, clavier avec différent type de connexions, …
» Veille. Scruté l’actualité.

S’inscrire à des newsletter ou s’abonner à un flux RSS.

Rechercher des brevets .

Observer un reportage vidéo sur une innovation.

Salon de l’innovation, site Web (Inpi), flux RSS, reportage vidéo, revues spécialisées, …
» Représentation de solutions

» schémas,

» croquis,

» algorithmes

Imaginer à l’aide d’un croquis une solution technique pour un projet.

Modéliser une idée à l’aide d’une représentation graphique, qui permet de comprendre le système.

Schématiser la structure d’un réseau informatique.

Schématiser le câblage d’un circuit électrique.

Identifier et connaître les symboles à utiliser pour un schéma.

Représenter le fonctionnement d’un robot sur roue à l’aide d’un algorithme : Verbes d’action et conditions (si, alors, sinon, …)

Feuille de papier et crayon à papier.

Ordinateur avec logiciel de représentation graphique : LucidChart, Gitmind

 

 

Ordinateur avec logiciel de simulation de réseau : Filius.

» Réalité augmentée. Réaliser une maison, à partir du plan papier, sur un logiciel de modélisation 3D puis utiliser une tablette pour superposer le modèle 3D au monde réel.

Intégrer un modèle virtuel dans un environnement réel.

Ordinateur avec logiciel de modélisation 3D utilisé en salle de technologie.
» Objets connectés. Identifier des objets connectés du quotidien ou du laboratoire de Technologie.

Identifier et analyser les moyens de communication des objets connectés du quotidien ou du laboratoire de Technologie.

Imprimante 3D connectée sur le réseau et identifiée par une adresse IP.

Imprimante ou photocopieur inclus dans le réseau du collège et identifié par une adresse IP.

Système programmable du laboratoire de technologie relié au réseau du collège et identifié par une adresse IP.

DIC-1-5-Organiser, structurer et stocker des ressources numériques. » Arborescence. Structurer des ressources numériques ou des fichiers sur l’Espace de Travail Numérique de l’élève.

Créer et organiser des dossiers (répertoires) et sous-dossiers (sous-répertoires) dans l’ENT du collège.

Nommer les dossiers et sous-dossiers pour faciliter les recherches ultérieures.

Créer, nommer et classer des fichiers ou des ressources numériques dans des dossiers ou sous-dossiers dans l’ENT du collège.

Ordinateurs reliés dans un réseau.
DIC-1-6-Présenter à l’oral et à l’aide de supports
numériques multimédia des solutions techniques au moment des revues de projet.
» Outils numériques de présentation. Réaliser un diaporama lors d’une revue de projet.

Réaliser une affiche pour promouvoir un projet ou présenter un projet.

Ordinateur avec logiciel de bureautique (Powerpoint, Impress, …) ou une application dédiée.

Padlet, Site Web ou vidéo.

» Charte graphique. Réaliser un diaporama lors d’une revue de projet.

Réaliser une affiche pour promouvoir un projet ou présenter un projet.

Exploiter les fonctions des logiciels de bureautique : Couleurs, typographies, symboles, images, …

Mettre en avant les éléments graphiques et les logotypes.

Utiliser un logiciel pour concevoir un logo : AAA Logo, Canva, …

DIC-2-Réaliser, de manière collaborative, le prototype d’un objet communicant
DIC-2-1Réaliser, de manière collaborative, le prototype
d’un objet pour valider une solution.
» Prototypage rapide de structures et de circuits de commande à partir de cartes standard. Modéliser un modèle virtuel avec un logiciel de CAO.

Identifier les différents types de fabrication : Par enlèvement de matière ou par addition de matière.

Récupérer un modèle virtuel modélisé par les élèves en CAO.

Réaliser le prototype par addition de matière : Imprimante 3D.

Réaliser le prototype par enlèvement de matière : Fraiseuse à commande numérique.

 

Assembler le système programmable pour l’alarme de maison (capteurs, détecteurs, interface).

Programmer le système d’alarme de maison.

Valider le bon fonctionnement de l’alarme programmable.

Ordinateur avec logiciel de CAO : SketchUp, Freecad, TinkerCad, …

Ordinateur avec logiciel pour les machines à commandes numériques.

Ordinateur avec logiciel d’impression 3D.

Mettre à disposition le matériel de fabrication du Fablab : Fraiseuse à commande numérique, Imprimante 3d,…

 

 

 

 

Ordinateur avec logiciel de programmation par blocs (mBlock, Vittascience, …)

mettre à disposition les systèmes programmables du laboratoire de technologie : Groomy, micro:bit V1/V2, Orion (Makeblock), …

 



 

Thème 2 – Les objets techniques, les services et les changements induits dans la société

Attendus de fin de cycle

  • Comparer et commenter les évolutions des objets et systèmes.
  • Exprimer sa pensée à l’aide d’outils de description adaptés.
  • Développer les bonnes pratiques de l’usage des objets communicants.
Compétences associées Connaissances Activités pratiques Matériels/Matériaux/Ressources
OTSCIS-1-Comparer et commenter les évolutions des objets et systèmes

 

 

 

OTSCIS-1-1-Regrouper des objets en familles et lignées. » L’évolution des objets. Observer une famille d’objet technique – Evolution du drone. Mettre à disposition dans la salle de Technologie les objets techniques présents dans le laboratoire et connu des élèves : Drones, vélos, trottinette électrique, gyropode …
» Impacts sociétaux et environnementaux dus aux objets. Observer les conséquences sur l’environnement naturel et sur l’homme d’un objet du quotidien.

Analyser le cycle de vie d’un objet technique du quotidien.

Imaginer des solutions pour réduire les impacts négatifs.

Définir ce qu’est l’éco-conception d’un produit du quotidien.

Mettre à disposition dans la salle de Technologie les objets techniques présents dans le laboratoire et connu des élèves : Drones, vélos, trottinette électrique, gyropode, skate, …
» Cycle de vie. Observer le cycle de vie d’un objet technique du quotidien.

Identifier les différentes étapes du cycle de vie d’un produit.

Mettre à disposition dans la salle de Technologie les objets techniques présents dans le laboratoire et connu des élèves : Drones, vélos, trottinette électrique, gyropode, skate, …
» Les règles d’un usage raisonné des objets communicants respectant la propriété intellectuelle et l’intégrité d’autrui. Identifier et définir les objets communicants du quotidien : smartphones, tablettes, ordinateurs, …

Identifier les règles respectant la propriété intellectuelle : Copyright, copyleft, créative communs.

Définir les règles respectant l’intégrité d’autrui : respect de la vie privée.

Comprendre mes droits : droit d’opposition, droit à l’effacement, …

Maîtriser mes données en sécurisant son compte du collège : identifiant et code d’accès à l’ENT.

Comprendre les dangers des réseaux sociaux.

Padlet, Site Web (CNIL), Blog ou vidéo.

Ordinateur avec un accès à l’ENT et à internet.

OTSCIS-1-2-Relier les évolutions technologiques aux inventions et innovations qui marquent des ruptures dans les solutions techniques.
OTSCIS-1-3-Comparer et commenter les évolutions des objets en articulant différents points de vue : fonctionnel, structurel, environnemental, technique, scientifique, social, historique, économique.
OTSCIS-1-4-Élaborer un document qui synthétise ces
comparaisons et ces commentaires.
» Outils numériques de présentation. Elaborer un document qui met en avant l’évolution des drones en comparant et en commentant les caractéristiques techniques. Ordinateur avec logiciel de bureautique (Word, Writer, Powerpoint, Impress, …) ou une application dédiée.

Padlet, Site Web, Blog ou vidéo.

» Charte graphique. Elaborer un document qui met en avant l’évolution des drones en comparant et en commentant les caractéristiques techniques. Exploiter les fonctions des logiciels de bureautique : Couleurs, typographies, symboles, images, …

Mettre en avant les éléments graphiques et les logotypes.

Utiliser un logiciel pour concevoir un logo : AAA Logo, Canva, …

OTSCIS-2-Exprimer sa pensée à l’aide d’outils de description adaptés
OTSCIS-2-1-Exprimer sa pensée à l’aide d’outils de
description adaptés : croquis, schémas, graphes, diagrammes, tableaux.
» Croquis à main levée Modéliser à l’aide d’un croquis une solution technique.

Modéliser une idée qui permet de comprendre le système.

Feuille de papier et crayon à papier.
» Différents schémas Expliquer le fonctionnement du système à l’aide d’un schéma de montage électrique.

Modéliser le réseau informatique de la salle de Technologie.

Norme d’un schéma électrique, schéma des liaisons mécaniques, schéma d’un réseau informatique, …

Les symboles des composants : Ordianteur, Imprimante, ampoule, pile, moteur, fil de connexion, …

» Carte heuristique Modéliser la solution technique d’un projet sous la forme de schéma. Représentation papier d’une carte heuristique.

Représentation numérique d’une carte heuristique : Canva, Xmind, Lucidchart, …

» Notion d’algorithme Représenter le fonctionnement d’un robot sur roue à l’aide d’un algorithme : Verbes d’action et conditions (si, alors, sinon, …)
OTSCIS-2-2-Lire, utiliser et produire, à l’aide d’outils de représentation numérique, des choix de solutions sous forme de dessins ou de schémas. » Outils numériques de description des objets techniques.

 



Thème 3 – La modélisation et la simulation des objets et systèmes techniques 

Attendus de fin de cycle

  • Analyser le fonctionnement et la structure d’un objet.
  • Utiliser une modélisation et simuler le comportement d’un objet.
Compétences associées Connaissances Activités pratiques Matériels/Matériaux/Ressources
MSOST-1-Analyser le fonctionnement et la structure d’un objet
MSOST-1-1-Respecter une procédure de travail garantissant un résultat en respectant les règles de sécurité et d’utilisation des outils mis à disposition. » Procédures, protocoles. Démonter un système en suivant une procédure.

Assembler un système en suivant un protocole.

Mise en service d’une machines et outils du Fablab.

Notice d’utilisation des machines et outils du Fablab

Notice d’assemblage d’un système de robotique

» Ergonomie. Préparer un poste de travail en vue d’une production.

Préparer un poste de travail en vue d’un usinage.

Notice d’utilisation des machines et outils du Fablab
MSOST-1-2-Associer des solutions techniques à des fonctions. » Analyse fonctionnelle systémique. Observer, manipuler et mettre en évidence l’association entre une fonction technique et une solution technique choisir par le concepteur du système. Diverses maquettes comme le système d’alarme, le détecteur de fumée, le gyropode, barrière parking, mini-éolienne, …
MSOST-1-3-Analyser le fonctionnement et la structure d’un objet, identifier les entrées et sorties. » Représentation fonctionnelle des systèmes. Observer, démonter, repérer les composants d’un système pour expliquer son fonctionnement. Diverses maquettes comme le système d’alarme, le détecteur de fumée, le gyropode, barrière parking, mini-éolienne, …
» Structure des systèmes.
» Chaîne d’énergie. Observer, démonter repérer les composants dans un système. Diverses maquettes comme le système d’alarme, le détecteur de fumée, le gyropode, barrière parking, mini-éolienne, …
» Chaîne d’information. Observer, démonter repérer les composants dans un système. Diverses maquettes comme le système d’alarme, le détecteur de fumée, le gyropode, barrière parking, mini-éolienne, …
MSOST-1-4-Identifier le(s) matériau(x), les flux d’énergie et d’information sur un objet et décrire les transformations qui s’opèrent. » Familles de matériaux avec leurs principales caractéristiques.
» Sources d’énergies.
» Chaîne d’énergie. Observer, démonter repérer les composants dans un système. Diverses maquettes comme le système d’alarme, le détecteur de fumée, le gyropode, barrière parking, mini-éolienne, …
» Chaîne d’information. Observer, démonter repérer les composants dans un système. Diverses maquettes comme le système d’alarme, le détecteur de fumée, le gyropode, barrière parking, mini-éolienne, …
MSOST-1-5-Décrire, en utilisant les outils et langages de descriptions adaptés, le fonctionnement, la structure et le comportement des objets. » Outils de description

» d’un fonctionnement,

» d’une structure

» et d’un comportement.

MSOST-1-6-Mesurer des grandeurs de manière directe ou indirecte. » Instruments de mesure usuels. Vérifier les dimensions suite à une impression 3D.

Valider l’usinage d’un perçage en vue d’un assemblage.

Détecter des obstacles.

Outils du Fablab : Réglet, pied à coulisse, …

 

 

Capteurs à ultrasons d’un robot sur roue

» Principe de fonctionnement d’un capteur, d’un codeur, d’un détecteur.
» Nature du signal : analogique ou numérique.
» Nature d’une information : logique ou analogique.
MSOST-1-7-Interpréter des résultats expérimentaux, en tirer une conclusion et la communiquer en argumentant. » Notions d’écarts entre les attentes fixées par le cahier des charges et les résultats de l’expérimentation.
MSOST-2-Utiliser une modélisation et simuler le comportement d’un objet
MSOST-2-1-Utiliser une modélisation pour comprendre, formaliser, partager, construire, investiguer, prouver. » Outils de description

» d’un fonctionnement,

» d’une structure et

» d’un comportement.

MSOST-2-2-Simuler numériquement la structure et/ou le comportement d’un objet. Interpréter le comportement de l’objet technique et le communiquer en argumentant. » Notions d’écarts entre les attentes fixées par le cahier des charges et les résultats de la simulation. Identifier les critères observables ou quantifiables d’un cahier des charges.

Comparer les résultats du modèle réel aux résultats du modèle virtuel.

Déplacer un robot sur roues et comparer aux attendus du programme : Mesurer la distance parcourue, l’angle du virage, …

Ordinateur avec logiciel de simulation de programmation d’un objet programmable (scratch, mBlock, Vittascience, …)

Ordinateur avec logiciel de simulation de comportement d’un pont.

 

 



Thème 4 – L’informatique et la programmation

Attendus de fin de cycle

  • Comprendre le fonctionnement d’un réseau informatique.
  • Écrire, mettre au point et exécuter un programme.
Compétences associées Connaissances Activités pratiques Matériels/Matériaux/Ressources
IP-1-Comprendre le fonctionnement d’un réseau informatique
» Composants d’un réseau, architecture d’un réseau local, moyens de connexion d’un moyen informatique Observer un schéma informatique pour reproduire un mini réseau informatique.

Identifier les différents types de connexions (filaires ou sans fil).

Identifier les composants du réseau informatique.

Comprendre le rôle de chaque composant du réseau.

Le réseau informatique de la salle de Technologie

Mettre à disposition quelques ordinateurs, un serveur, un commutateur (Switch), une imprimante réseau, des câbles de connexion, …

Ordinateur avec logiciel de simulation de réseau (Filius).

» Notion de protocole, d’organisation de protocoles en couche, d’algorithme de routage, Simuler un réseau informatique virtuel à l’aide d’un logiciel.

Utiliser la fonction IPConfig/all dans la fenêtre de commande.

Observer les informations déclinées dans IPconfig.

Comprendre le rôle d’une adresse IP.

Attribuer sur un réseau virtuel des adresses IP.

Ordinateur avec logiciel de simulation de réseau (Filius).
» Internet Observer les différents navigateurs disponibles depuis l’ENT du collège à partir d’une session élève.

Créer un réseau informatique virtuel connecté à internet.

Ordinateur connecté à l’ENT du collège.

Ordinateur avec logiciel de simulation de réseau (Filius).

IP-2-Exprimer sa pensée à l’aide d’outils de description adaptés
IP-2-1-Analyser le comportement attendu d’un système réel et décomposer le problème posé en sous-problèmes afin de structurer un programme de commande. Observer le programme et le robot en fonctionnement lorsqu’il contourne l’obstacle.

Décrire son fonctionnement en langage naturel.

Décomposer le problème en sous-problèmes à résoudre :
– Il se déplace en avant jusqu’à rencontrer un obstacle
– Lorsqu’il rencontre un obstacle il s’arrête
– Ensuite il doit contourner l’obstacle

Créer ou modifier le programme en suite logique d’instructions en vue de l’adapter au comportement attendu.

– Mettre à disposition des îlots un robot minimaliste pour l’analyse : Maqueen, mbot, etc. déjà programmer pour contourner un obstacle sur sa trajectoire

– Afficher sur un écran d’ordinateur le programme du robot qui doit contourner l’obstacle : MakeCode, mBlock, …

IP-2-2-Écrire, mettre au point (tester, corriger) et exécuter un programme commandant un système réel et vérifier le comportement attendu Observer une situation à problème avec un robot : le robot vient percuter un personnage en suivant la ligne noire.

Comparer avec les attentes du cahier des charges.

Analyser et définir l’algorithme de fonctionnement, en langage naturel, du robot suiveur de ligne, à partir de l’observation précédente pour esquiver le personnage.

Identifier les capteurs et actionneurs à utiliser.

Repérer les instructions sur le logiciel de programmation à modifier ou à rajouter dans le programme existant.

Modifier le programme afin que le robot suiveur de ligne esquive le personnage sur sa trajectoire.

Tester et vérifier le comportement attendu en fonction du CdCF et adapter le programme si nécessaire.

Valider le comportement attendu du robot afin d’esquiver le personnage sur sa trajectoire.

– Mettre à disposition des îlots un robot suiveur de ligne pour l’analyse : Maqueen, mbot, etc. avec la piste ligne noire.

– Proposer un cahier des charges tenant compte des fonctions de service des robot.

– Afficher le logiciel de programmation le plus adapté au robot utilisé : MakeCode, mBlock, …

IP-2-3-Écrire un programme dans lequel des actions sont déclenchées par des événements extérieurs. » Notions d’algorithme et de programme. Observer une situation à problème avec un robot : esquiver un personnage sur sa trajectoire.

Observer l’algorithme du robot esquivant le personnage sur sa trajectoire.

Rédiger l’algorithme de fonctionnement d’un robot mobile à partir de l’observation précédente en vue de réaliser son programme à l’aide du logiciel.

– Mettre à disposition des îlots un robot minimaliste pour l’analyse : Maqueen, mBot, etc. avec la piste ligne noire.

– Afficher sur un écran d’ordinateur le programme du robot suiveur de ligne : MakeCode, mBlock, …

» Notion de variable informatique. Déterminer la température extérieure pour l’afficher à l’intérieure de la salle de technologie.

Etablir la communication entre deux interfaces de programmation : ouvrir un canal radio.

Définir les variables informatiques à utiliser.

Transmettre la valeur de température via ce canal radio sur la carte microBit à l’intérieur.

Mettre à disposition des îlots plusieurs cartes de programmation : microBit 

– Afficher sur un écran d’ordinateur le logiciel : MakeCode

» Déclenchement d’une action par un événement, séquences d’instructions, boucles, instructions conditionnelles. Réaliser et tester des séquences d’instructions pour détecter un obstacle, détecter une couleur.

Réaliser des boucles pour suivre une ligne, circuler automatiquement, …

Mettre à disposition un robot comportant différents capteurs et actionneurs : Maqueen, mBot, …
» Systèmes embarqués. Observer un système embarqué.

Définir les caractéristiques d’un système embarqué.

Mettre à disposition des îlots un robot minimaliste pour l’analyse : Maqueen, mBot, …
» Forme et transmission du signal. Observer les composants.

Identifier les formes et transmissions de signaux reçus ou envoyés pour le fonctionnement des actionneurs et des capteurs.

Observer le programme de la carte micro:bit pour échanger des données.

Identifier les canaux de communication : définir le numéro de radio.

Réaliser et tester un échange de données entre deux cartes micro:bit selon le canal radio choisi.

– Mettre à disposition des îlots un mBot comportant les composants suivants : Télécommande infrarouge, module Wifi, récepteur infrarouge, module Bluetooth, …

– Mettre à disposition des îlots plusieurs cartes micro:bit programmable.

» Capteur, actionneur, interface. Observer les composants.

Identifier les composants selon leur catégorie : Capteur / Actionneur.

– Mettre à disposition des îlots un mBot comportant des capteurs et des actionneurs : Mini pince robotique, motoréducteur, Afficheur 7 segments, capteur de couleurs, boussole, capteur de lumière/température, détecteur de mouvement, module suiveur de ligne, télémètre à ultrason, Smart Camera, …