Programme Cycle 4 – Exploitation pédagogique

Préalable

Le groupe « Fiches Connaissances » de l’Académie de Bordeaux a travaillé depuis la sortie du dernier Texte Officiel sur des fiches de structurations des connaissances et des exemples d’exploitations pédagogiques. Ce travail de projection a été réalisé sans l’expérimenter effectivement. Les fiches, que vous découvrirez en suivant les liens sur les connaissances du programme ci-dessous, seront donc améliorées avec l’expérimentation pendant l’année scolaire 2016-2017.

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.

 



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.
Connaissances et compétences associées Exemples de situations, d’activités et de ressources pour l’élève
Imaginer des solutions en réponse aux besoins,
matérialiser une idée en intégrant une dimension design
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.
DIC-1-1-FE1 » Besoin, contraintes, normalisation.
DIC-1-1-FE2 » Principaux éléments d’un cahier des charges.Imaginer, synthétiser et formaliser une procédure, un protocole.
DIC-1-2-FE1 » Outils numériques de présentation.
DIC-1-2-FE2 » Charte graphique.

Participer à l’organisation de projets, la définition des rôles, la planification (se projeter et anticiper) et aux revues de projet.
DIC-1-3-FE1 » Organisation d’un groupe de projet, rôle des participants, planning, revue de projets.

Imaginer des solutions pour produire des objets
et des éléments de programmes informatiques en réponse au besoin.
DIC-1-4-FE1 » Design.
DIC-1-4-FE2 » Innovation et créativité.
DIC-1-4-FE3 » Veille.
DIC-1-4-FE4 » Représentation de solutions (croquis, schémas, algorithmes).
DIC-1-4-FE5 » Réalité augmentée.
DIC-1-4-FE6 » Objets connectés.

Organiser, structurer et stocker des ressources numériques.
DIC-1-5-FE1 » Arborescence.

Présenter à l’oral et à l’aide de supports
numériques multimédia des solutions techniques au moment des revues de projet.
DIC-1-6-FE1 » Outils numériques de présentation.
DIC-1-6-FE2 » Charte graphique.

Présentation d’objets techniques dans leur environnement et du besoin auquel ils répondent.

Formalisation ou analyse d’un cahier des charges pour faire évoluer un objet technique ou pour imaginer un nouvel objet technique répondant à un besoin nouveau ou en évolution.

 

 

 

Organisation d’un groupe de projet : répartition des rôles, revue de projet, présentation des résultats.

 

Environnement numériques de travail spécialisés dans la production (CAO, Web, bases de
connaissances, etc.).
Applications numériques de gestion de projet (planification, tâches, etc.).
Progiciels de présentation.

Réaliser, de manière collaborative, le prototype d’un objet communicant
Réaliser, de manière collaborative, le prototype
d’un objet pour valider une solution.
DIC-2-1-FE1 » Prototypage rapide de structures et de circuits de commande à partir de cartes standard.
Organisation d’un groupe de projet : répartition des rôles, revue de projet, présentation des résultats.
FabLab : impression3D et prototypage rapide.
Microcontrôleurs et prototypage rapide de la chaine d’information.

 



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.
Connaissances et compétences associées Exemples de situations, d’activités et de ressources pour l’élève
Comparer et commenter les évolutions des objets et systèmes
Regrouper des objets en familles et lignées.
OTSCIS-1-1-FE1 » L’évolution des objets.
OTSCIS-1-1-FE2 » Impacts sociétaux et environnementaux dus aux objets.
OTSCIS-1-1-FE3 » Cycle de vie.
OTSCIS-1-1-FE4 » 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.
Élaborer un document qui synthétise ces
comparaisons et ces commentaires.
OTSCIS-1-4-FE1 » Outils numériques de présentation.
OTSCIS-1-4-FE2 » Charte graphique.
L’analyse du fonctionnement d’un objet technique, de son comportement, de ses performances et de son impact environnemental doit être replacée dans son contexte. L’évolution de celui-ci doit être prise en compte.
Collection d’objets répondant à un même
besoin.
RFID, GPS, WiFi
Exprimer sa pensée à l’aide d’outils de description adaptés
Exprimer sa pensée à l’aide d’outils de
description adaptés : croquis, schémas, graphes, diagrammes, tableaux.
OTSCIS-2-1-FE1 » Croquis à main levée
OTSCIS-2-1-FE2 » Différents schémas
OTSCIS-2-1-FE3 » Carte heuristique
OTSCIS-2-1-FE4 » Notion d’algorithme
Lire, utiliser et produire, à l’aide d’outils de représentation numérique, des choix de solutions sous forme de dessins ou de schémas.
OTSCIS-2-2-FE1 » Outils numériques de description des objets techniques.
Environnements numériques de travail.
Progiciels de présentation.
Logiciels de mindmapping.
Croquis, schémas, graphes, diagrammes, tableaux.
Logiciels de CAO.

 



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.
Connaissances et compétences associées Exemples de situations, d’activités et de ressources pour l’élève
Analyser le fonctionnement et la structure d’un objet
Respecter une procédure de travail garantissant un résultat en respectant les règles de sécurité et d’utilisation des outils mis à disposition.
MSOST-1-1-FE1 » Procédures, protocoles.
MSOST-1-1-FE2 » Ergonomie.

Associer des solutions techniques à des fonctions.
MSOST-1-2-FE1 » Analyse fonctionnelle systémique.

 

Analyser le fonctionnement et la structure d’un objet, identifier les entrées et sorties.
MSOST-1-3-FE1 » Représentation fonctionnelle des systèmes.
MSOST-1-3-FE2 » Structure des systèmes.
MSOST-1-3-FE3 » Chaîne d’énergie.
MSOST-1-3-FE1 » Chaîne d’information.

 

Identifier le(s) matériau(x), les flux d’énergie et d’information sur un objet et décrire les transformations qui s’opèrent.
MSOST-1-4-FE1 » Familles de matériaux avec leurs principales caractéristiques.
MSOST-1-4-FE2 » Sources d’énergies.
MSOST-1-4-FE3 » Chaîne d’énergie.
MSOST-1-4-FE4 » Chaîne d’information.

 

Décrire, en utilisant les outils et langages de descriptions adaptés, le fonctionnement, la structure et le comportement des objets.
MSOST-1-5-FE1 » Outils de description d’un fonctionnement, d’une structure et d’un comportement.

 

Mesurer des grandeurs de manière directe ou indirecte.
MSOST-1-6-FE1 » Instruments de mesure usuels.
MSOST-1-6-FE2 » Principe de fonctionnement d’un capteur, d’un codeur, d’un détecteur.
MSOST-1-6-FE3 » Nature du signal : analogique ou numérique.
MSOST-1-6-FE4 » Nature d’une information : logique ou analogique.

 

Interpréter des résultats expérimentaux, en tirer une conclusion et la communiquer en argumentant.
MSOST-1-7-FE1 » Notions d’écarts entre les attentes fixées par le cahier des charges et les résultats de l’expérimentation.

Les activités expérimentales ont pour objectif de vérifier les performances d’un objet technique et de vérifier qu’elles sont conformes au cahier des charges.
Les activités de montage et de démontage
permettent de comprendre l’architecture et le fonctionnement d’un objet technique.
Les matériaux utilisés sont justifiés et les flux d’énergie et d’information sont repérés et analysés.
Diagrammes, graphes.
Logiciels de CAO.
Une réflexion doit être menée entre les résultats de mesure et le contexte de leur obtention.Les élèves doivent être sensibilisés à l’adéquation entre les grandeurs à mesurer et les instruments de mesure.
Utiliser une modélisation et simuler le comportement d’un objet
Utiliser une modélisation pour comprendre, formaliser, partager, construire, investiguer, prouver.
MSOST-2-1-FE1 » Outils de description d’un fonctionnement, d’une structure et d’un comportement.
Simuler numériquement la structure et/ou le comportement d’un objet. Interpréter le comportement de l’objet technique et le communiquer en argumentant.
MSOST-2-2-FE1 » Notions d’écarts entre les attentes fixées par le cahier des charges et les résultats de la simulation.
La modélisation volumique pour des objets techniques simples peut être exigée. En revanche, la modélisation pour étudier le comportement d’un objet technique ne peut être exigée.
Diagrammes, graphes.
Logiciels de CAO.

 



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.

 

Connaissances et compétences associées Exemples de situations, d’activités et de ressources pour l’élève
Comprendre le fonctionnement d’un réseau informatique

IP-1-FE1 » Composants d’un réseau, architecture d’un réseau local, moyens de connexion d’un moyen informatique
IP-1-FE2 » Notion de protocole, d’organisation de protocoles en couche, d’algorithme de routage,
IP-1-FE3 » Internet

Observer et décrire sommairement la structure du réseau informatique d’un collège, se repérer dans ce réseau. Exploiter un moyen informatique diversifié dans différents points du collège.
Simuler un protocole de routage dans une activité déconnectée.

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.

IP-2-2 – Écrire, mettre au point (tester, corriger) et exécuter un programme commandant un système réel et vérifier le comportement attendu.

Écrire un programme dans lequel des actions sont déclenchées par des événements extérieurs.
IP-2-3-FE1 » Notions d’algorithme et de programme.
IP-2-3-FE2 » Notion de variable informatique.
IP-2-3-FE3 » Déclenchement d’une action par un évènement, séquences d’instructions, boucles, instructions conditionnelles.
IP-2-3-FE4 » Systèmes embarqués.
IP-2-3-FE5 » Forme et transmission du signal.
IP-2-3-FE6 » Capteur, actionneur, interface.

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 modifications du comportement.

 

 



Auteurs du groupe de travail sur le Cycle 4

Groupe de conception des fiches :

  • Design, innovation et créativité
    • Gérald Grimblot
    • Carine Cadaugade
    • Florence Lacaussague
    • Sylvie Brunet-Massou
  • Les objets techniques, les services et les changements induits dans la société
    • Jérôme Coll
    • Ghislaine Rousset
    • Fernanda Thévenot
    • Christophe Curot
  • La modélisation et la simulation des objets et systèmes techniques
    • Philippe Allais
    • Brice Raguideau
    • Laurent Simon
    • Florence Boissonneau
    • Karine Lasnier
  • L’informatique et la programmation
    • Emmanuel Mouton
    • Bruno Vuillemin
    • David Douay

Groupe de relecture des fiches :

  • Christophe Dejouy
  • Philippe Allais
  • Jérôme Coll
  • Gérald Grimblot
  • Emmanuel Mouton
  • Philippe Cavalié
  • Camel Derbal
  • Michel Doudou
  • Michel Feugas
  • Joel Lafon
  • Antoine Reverte
  • Christelle Simon
  • Celine Solferino
  • Karine Egretaud