dimanche, mai 26, 2024

IP-2-1 – Analyser le comportement attendu d’un système réel et décomposer le problème posé en sous-problèmes afin de structurer un programme de commande


Référence au texte officiel

THEME : L’INFORMATIQUE ET LA PROGRAMMATION

Connaissances et compétences associées Exemples de situations, d’activités et de ressources pour l’élève
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.

Concevoir, paramétrer, programmer des applications informatiques pour des appareils
nomades.
Observer et décrire le comportement d’un robot ou d’un système embarqué. En décrire les éléments de sa programmation.
Agencer un robot (capteurs, actionneurs) pour répondre à une activité et un programme
donnés.
Écrire, à partir d’un cahier des charges de fonctionnement, un programme afin de commander un système ou un système programmable de la vie courante, identifier les variables d’entrée et de sortie.
Modifier un programme existant dans un système technique, afin d’améliorer son comportement, ses performances pour mieux répondre à une problématique donnée.
Les moyens utilisés sont des systèmes pluritechnologiques réels didactisés ou non, dont la programmation est pilotée par ordinateur ou une tablette numérique. Ils peuvent être complétés
par l’usage de modélisation numérique permettant des simulations et des modications du comportement.

Exemple de structuration de connaissances

Pas de fiches connaissances car pas de connaissances associées dans le programme de technologie.
La compétence fait cependant appel à des connaissances associées à la compétence “Écrire un programme dans lequel des actions sont déclenchées par des événements extérieurs.”


Exemple d’exploitation pédagogique – 5ème

Pistes de situations déclenchantes
  • Toutes les situations problèmes pouvant être résolues en programmant un système. Exemple : Gérer l’allumage “intelligent” d’une maison.
Pistes problèmes technologiques
  • Comment caractériser les contraintes ?
  • Comment décomposer en fonctions de services / techniques ?
  • Comment trouver des solutions à chaque fonctions ? Exemple :
    • Comment allumer des lampes ?
    • Comment allumer les lampes quand c’est nécessaire ?(Utilisation d’un capteur pour détecter une personne)
    • Écrire la structure des  algorithmes correspondants ?
Ressources Outils à exploiter
  • Méthodes d’analyse fonctionnelle.
Pistes d’activités Demander aux élèves de : 

  • Décrire graphiquement le fonctionnement attendu d’un système robotisé: associer les actions qu’un système est en capacité de réaliser avec la structure et les éléments d’un programme.
  • Gérer l’allumage efficace et intelligent d’une maison.
Exemples d’objets supports
  • Maquette domotisées.
  • Robots autour de situations déclenchantes dans lesquelles il serait possible de décomposer le problème en deux sous problèmes : Comment mettre en marche le robot (séquence d’instructions) et comment détecter un objet. (Utilisation d’un capteur dans une boucle  par exemple.)

Exemple d’exploitation pédagogique – 4ème

Pistes de situations déclenchantes
  • Toutes les situations problèmes pouvant être résolues en programmant un système. Exemple : Gérer l’allumage “intelligent” d’une maison.
Pistes problèmes technologiques
  • Comment caractériser les contraintes ?
  • Comment décomposer les fonctions de services en fonctions techniques ?
  • Comment trouver des solutions à chaque fonctions ? Exemple :
    • Comment allumer des lampes ?
    • Comment allumer les lampes quand c’est nécessaire ?
      • Utilisation d’un capteur pour détecter une personne
      • Détection de la quantité de lumière pour allumer les lampes la nuit uniquement.
    • Écrire la structure des  algorithmes correspondants.
Ressources Outils à exploiter
  • Méthodes d’analyse fonctionnelle.
Pistes d’activités Demander aux élèves de :

  • S’initier aux processus et aux règles des langages informatiques.
  • Observer et décrire le comportement d’un système embarqué et en décrire les éléments de sa programmation (simulation écluses, portail….)
  • Gérer l’allumage efficace et intelligent d’une maison.
  • Gérer le système d’alarme d’une maison.
Exemples d’objets supports
  • Maquette domotisées.
  • Robots autour de situations déclenchantes dans lesquelles il serait possible de décomposer le problème en deux sous problèmes :
    • Comment mettre en marche le robot (séquence d’instructions) ?
    • Comment détecter un objet ? (Utilisation d’un capteur dans une boucle  par exemple.) 
    • Comment suivre un parcours ?

Exemple d’exploitation pédagogique – 3ème

Pistes de situations déclenchantes
  • Toutes les situations problèmes pouvant être résolues en programmant un système. Exemple : La voiture autonome : Comment évoluer de manière autonome dans des situations complexes.
Pistes problèmes technologiques
  • Comment caractériser les contraintes ?
  • Comment décomposer les fonctions de services en fonctions techniques ?
    • Comment mettre en marche, s’arrêter, suivre un itinéraire ?
    • Comment respecter le code de la route ?
    • Comment éviter les accidents ?
    • Comment éviter les obstacles ?
  • Comment trouver des solutions à chaque fonctions ? Exemple :
    • Comment mettre en route les deux  moteur pour une ligne droite ?
    • Comment arrêter un moteur pour tourner ?
    • Comment détecter la couleur de la route pour pouvoir la suivre et détecter les virages ?
    • Comment détecter les obstacles pour s’arrêter ou les éviter ?
    • Comment accélérer, ralentir ?
    • Comment s’arrêter aux stops, aux intersections ?…
  • Comment structurer le programme ?
Ressources Outils à exploiter
  • Méthodes d’analyses fonctionnelles
Pistes d’activités
  • Agencer un robot (capteurs, actionneurs) pour répondre à une activité et un programme donné
  • Programmer un robot capable d’évoluer dans un environnement urbain et complexe et respecter le code la route.
Exemples d’objets
  • Tous types de robots.


Pour aller plus loin

  • Voir fiches Professeurs : IP-2-2 et IP-2-3.
  • Voir fiches de structurations de connaissances élèves : IP-2-3-FE1 à 6.

NB : Ces propositions sont mises à disposition pour aider chacun dans sa réflexion mais elles n’ont pas pu être finalisées par manque de temps. Ces fiches seront donc améliorées au cours du début d’année.