Exemples d’activités pratiques – cycle 4

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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
» Principaux éléments d’un cahier des charges
DIC-1-2-Imaginer, synthétiser et formaliser une procédure, un protocole. » Outils numériques de présentation.
» Charte graphique.
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.
DIC-1-4-Imaginer des solutions pour produire des objets
et des éléments de programmes informatiques en réponse au besoin.
» Design.
» Innovation et créativité.
» Veille.
» Représentation de solutions

» schémas,

» croquis,

» algorithmes

» Réalité augmentée.
» Objets connectés.
DIC-1-5-Organiser, structurer et stocker des ressources numériques. » Arborescence.
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.
» Charte graphique.
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.

 



 

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.
» Impacts sociétaux et environnementaux dus aux objets.
» Cycle de vie.
» Les règles d’un usage raisonné des objets communicants respectant la propriété intellectuelle et l’intégrité d’autrui.
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.
» Charte graphique.
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
» Différents schémas
» Carte heuristique
» Notion d’algorithme
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.
» Ergonomie.
MSOST-1-2-Associer des solutions techniques à des fonctions. » Analyse fonctionnelle systémique.
MSOST-1-3-Analyser le fonctionnement et la structure d’un objet, identifier les entrées et sorties. » Représentation fonctionnelle des systèmes.
» Structure des systèmes.
» Chaîne d’énergie.
» Chaîne d’information.
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.
» Chaîne d’information.
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.
» 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.

 



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
» Notion de protocole, d’organisation de protocoles en couche, d’algorithme de routage,
» Internet
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, …