LES STRATEGIES PEDAGOGIQUES EN STI 2 D La

LES STRATEGIES PEDAGOGIQUES EN STI 2 D 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 bonne pédagogie Il n'est pas de qui ne commence par éveiller le désir d’apprendre. François de Closets PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI 2 D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011

STI 2 D : une didactique spécifique Démarche d’investigation Études de Des activitéscas pédagogiques complémentaires, articulées entre elles, pour garantir un caractère concret aux enseignements. Activités pratiques Projet PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI 2 D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011

Définitions Étude de cas 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 pratique 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. Projet 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 pertinence ou la performance est évaluée collectivement. PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI 2 D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011

Définitions Démarche d’investigation 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 de résolution d’un problème technique 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. PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI 2 D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011

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Trois démarches pédagogiques complémentaires et imbriquées Démarche d’investigation Démarche de résolution d’un problème technique Démarche de projet 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 Collective, s’appuyant sur un objectif partagé entre élèves et professeur, exigeant de définir des fonctions, une organisation, une planification et des étapes PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI 2 D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011

3 situations pédagogiques complémentaires Étude de dossier technique Étude collective d’un cas technique réel à partir d’un dossier numérique, amenant à formaliser des connaissances. Activités pratiques 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 PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI 2 D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011

Un panel ouvert d’activités pédagogiques Démarche de résolution d’un problème Démarche de projet Étude d’un système Étude d’un problème technique Analyse d’une situation industrielle Expérimentations Résolution d’un problème technique Activité de conception et prototypage Analyse de l’existant industriel Résolution de problèmes techniques Démarche d’investigation Étude de dossier technique Activités pratiques Projet technologique Projet de formation ou d’évaluation

FAIRE POUR FAIRE APPRENDRE POUR APPRENDRE FAIRE POUR APPRENDRE DEMARCHE D’INVESTIGATION APPRENDRE POUR FAIRE DEMARCHE DE RESOLUTION DE PROBLEME PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI 2 D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011

La démarche d’investigation La démarche de résolution de problème Une situation problème Un objet technique Des questions des élèves, du professeur Une observation d’un problème technique résolu Des questions des élèves, du professeur Un problème technique à résoudre Des hypothèses d’explications - observation - manipulation - démontage - modélisation - recherche documentaire Des hypothèses de solutions Une activité de recherche pour les élèves Recherche des contraintes Recherche de solutions techniques Analyse des résultats obtenus / hypothèses de départ Choix justifié d’une solution Communication des résultats Synthèse de l’ensemble Structuration de la connaissance PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI 2 D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011 - manipulation - tests, essais - recherche documentaire – modélisation - réalisation

Processus simplifié de pilotage d’une stratégie pédagogique Programme Progressivité, redondance Filtre Centres d’intérêt (expérience, criticité, complexité) Liste des TP Évaluations Choix d’une stratégie ( cours, TD, TP, inductif, déductif, ) Remédiations Bilan Durée de la formation Identification des connaissances nécessitant la construction de TP Répartition entre années Planification Sélection ou conception des supports de TP Supports existants ou disponibles sur le marché Ajustements PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI 2 D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011

Construction de la séquence par l’enseignant 1 - Des connaissances et des compétences du programme à faire acquérir 2 - Une structuration des connaissances (synthèse) en tenant compte du niveau d’approfondissement 3 - Une évaluation sommative centrée sur les connaissances et les compétences de 1. La séquence vécue par l’élève 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) 2 - Une structuration des connaissances en tenant compte du niveau d’acquisition 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) 3 - Une évaluation sommative centrée sur les connaissances et les coompétences du programme 1 - Les compétences, les connaissances du programme acquises par l’élève PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI 2 D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011

La pédagogie de projet Revues de projet Énoncé de la problématique Professeur Support de projet Ressources Logiciels Documents Maquettes numériques Elèves Objectifs Activités Attitudes, aptitudes, notions abordées Projet PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI 2 D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011

Phases principales du déroulement d’un projet technologique en STI 2 D : Favoriser le prototypage rapide des formes, des informations et des énergies Objectif proposé mais partagé… Identification d’un problème (contradiction) Matérialisation des idées (prototypage) Démarche collective d’appropriation Activité de créativité (brainstorming piloté ) et de choix Synthèse et présentation de la démarche Produire un dossier numérique de présentation collective formalisant la démarche plus que les résultats. PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI 2 D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011

Les jalons Les étapes du projet Les productions du groupe Étape d’imprégnation Expression du besoin (principales caractéristiques à atteindre, identification d’une contradiction) Étape de créativité Production du plus grand nombre d’idées possibles Étape de cristallisation Choix raisonné d’une ou deux solutions à explorer Formalisation d’une idée de solution Étape de matérialisation Matérialisation sous forme de modèle, maquette, prototype, expérimentation. Synthèse et compte-rendu collectif J 1 J 2 J 3 J 4 SEMINAIRE « INNOVATION ET INSERTION PROFESSIONNELLE » – BESANCON – 09 MARS 2011 PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI 2 D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011

Mise en œuvre de la pédagogie de projet Elle est fondée sur la motivation des élèves, provoquée par la finalisation de réalisations concrètes Motivation des élèves Thématiques du programme Choix du support (Développement durable, …) La réalisation concrète (Présentation numérique, maquette virtuelle, prototypage) Rédaction de l’énoncé du projet Les notions pédagogiques abordées PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI 2 D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011

Les ressources Le projet Supports de projet Enoncé du projet Mise en oeuvre d’une solution L’élève se fixe un objectif Recher, comparer et modéliser des solutions Rédaction du suivi de projet Revues de projet Problématique en cours Problématique résolue Logiciels Maquette numérique Documents Restitution , validation et synthèse PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI 2 D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011

Les centres d’intérêt en STI 2 D Compétences / connaissances STI 2 D Activités pédagogiques CI Étude de dossier Activités pratiques Projet de formation Structuration des connaissances Centres d’Intérêt Supports techniques Dossiers Systèmes PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI 2 D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011 Eval

Les CI en STI 2 D : recherche d’une complémentarité Approche par les connaissances Compétitivité et innovation Description fonctionnelle des systèmes Développement durable Description structurelle des systèmes Pourquoi ? Supports Approche selon le point de vue STI 2 D Description comportementale des systèmes Comment ?

L’approche des CI par les connaissances Chaque intersection 3 cercles d’analyses: Relation entre un axe • Fonctionnelle Information technologique et un Matériaux • Structurelle niveau • Comportementale d’approfondissement peut correspondre à un CI, 3 soit 18 d’étude CI au axes maximum. primaires 3 axes (M, E, I) ettechnologiques 3 secondaires (ME, EI et: IM) de base favorisant Information • Matière l’approche • Énergie globale des • Information systèmes Matière Approche des systèmes Relation Matière Énergie Comportemental Structurel Fonctionnel Relation Énergie Information PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI 2 D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011 Énergie

Définition d’un centre d’intérêt opérationnel en STI 2 D Un 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 PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI 2 D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011

Le lien entre enseignement transversal et spécialités M Chaque spécialité approfondit un Matériaux et structures axe technologique Lié à l’Énergie et à M, E ou I en l’Information liens directs avec les axes secondaires Énergie et associés, ce qui Information environnement garantit une Lié à la matière et à l’énergie approche globale l’Information intégrant le I E développement durable et la compétitivité des produits. PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI 2 D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011

Centre d’intérêt: associer un point de vue et des connaissances Exemples d’associations systématiques d’au moins un « pourquoi » à des « comment » amenant à la création d’un Centre d’Intérêt opérationnel Pourquoi C&I DD AC Axes technologiqu es Centre d’intérêt opérationnel CI M Comment AF AS DD ME CI E C&I C&I EI CI CI DD CI de synthèse PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI 2 D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011 I IM

Matrice de structuration des CI Niveaux d’analyse Matière Fonctionnel Caractéristiques des matériaux et des structures Matière et Énergie Formes et caractéristiques de l’Énergies et Information et Matériaux Formes et caractéristiques de l’information Structurel Comportemental Caractérisation des matériaux et Dimensionnement des structures et choix des matériaux Efficacité énergétique et relation matériaux/structures/énergie Optimisation des choix Matière et Énergie d’un système à partir de simulations Caractérisation des chaînes d’énergie, rendements Amélioration de l’efficacité énergétique à partir de simulations Efficacité énergétique dans la relations énergie/info (commande) Optimisation des choix E et I par la simulation temporelle d’un système Caractérisation des chaînes d’info, réseaux Validation d’une commande et de son support par simulation Captage de l’information et relation info/matériau Optimisation des choix I et M par la simulation fréquentielle d’un système PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI 2 D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011

Les 4 principes de définition des CI en STI 2 D 1. Intégration : pour répondre aux finalités de la formation, un CI doit faciliter l’approche MEI recherchée en STI 2 D, 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. PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI 2 D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011

Caractériser un support de formation Le diagramme des axes technologiques et des niveaux d’analyses permet de positionner chaque système par rapport aux connaissances Comportemental Structurel Matière Relation Matière Énergie Relation Information Matériaux Support 1 Support 2 Information Fonctionnel Relation Énergie Information PARCOURS STRATEGIES PEDAGOGIQUES STI 2 D – BESANCON – MARS / AVRIL 2011 Énergie