Rnovation de lenseignement spcifique des sciences de lingnieur

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur La mise en œuvre du nouveau programme d’enseignement des Sciences de l’Ingénieur dans le cycle terminal de la voie Scientifique Lycée E. LABBE– 24 Mai 2011 1

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur Accueil q Les axes directeurs de la rénovation IA-IPR q Analyse du nouveau programme Olivier FORT q L’approche pédagogique des SI David HELARD q Exemple de progression pédagogique Alain COUSIN Christophe RADEL q Laboratoire et supports pédagogiques Yves CAUSSE q Exemple de séquence Carnot BRUAY Pascal CACHERAT Eric LULKA Repas Séminaire S SI-24/05/2011 -E. Labbé-Douai 2

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur Suite q Exemple de séquence Colbert TOURCOING Massimo CRITELLI Eric DAVID Alain TROUILLEZ q Exemple de séquence Baggio LILLE Stéphane BEAU Frédéric LAUNAY q Exemple de séquence (architecture) Eric LULKA q Exemple de séquence (mini voiture) Stéphane BEAU q Le projet Virginie DELPLACE q L’examen du baccalauréat IA-IPR Conclusion Séminaire S SI-24/05/2011 -E. Labbé-Douai 3

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur LES AXES DIRECTEURS DE LA RENOVATION Constats – Contexte – Quelques chiffres pour comprendre la réforme de la série S et de la voie technologique industrielle 4

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur 12 élèves en moyenne nationale pour les divisions de STS industrielles. 20 % des divisions STI industrielles ont moins de 15 élèves. 40 % des divisions STI industrielles ont moins de 20 élèves. La voie STI industrielle a perdu 20 % de ses effectifs au cours des 8 dernières années. 5

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur 40 % environ (en 2009 : 11 % en L, 14 % en CPGE, 11% en IUT+STS, 6 % 1 er cycle GE) des bacheliers S qui poursuivent des études scientifiques et technologiques supérieures longues, hors secteurs de la santé, alors qu’ils étaient 60 % en 1996. Il semble difficile d’augmenter le nombre d’élèves dans la série scientifique (150 000). 6

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur Baisse inquiétante des effectifs dans les universités scientifiques au niveau L et M. Le nombre de candidats ayant composé à toutes les épreuves d’admissibilité de l’agrégation en 2010 est toujours faible : 55 en génie civil (12 postes), 113 en génie électrique (13 postes), 109 en génie mécanique (15 postes), 80 en mécanique (25 postes). PNF sur l’enseignement spécifique en sciences de l’ingénieur 7

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur Malgré une hausse continue (10 % environ en 8 ans) des effectifs en CPGE scientifiques, les grandes écoles n’arrivent pas à pourvoir toutes leurs places. http: //www. scei-concours. org 8

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur Contexte de la rénovation de l’enseignement technologique industriel • Loi de 2005 sur l’avenir de l’école • Rénovation des programmes de collège en 2008 • Rénovation de la voie professionnelle en 2009 • Réforme du Lycée en 2010 (seconde) • Réforme du Lycée en 2011 (cycle terminal) 50% 80% 100% 9

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur C’est dans ce contexte que depuis 2000, une réflexion a été menée au plus haut niveau pour essayer d’enrayer la désaffection des jeunes pour les études scientifiques et technologiques supérieures longues. Ainsi, les programmes de l’école primaire, et du collège ont évolué dans cet esprit, le baccalauréat professionnel a été rénové. 10

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur Avec une introduction commune aux programmes de mathématiques, de sciences physiques, de sciences de la vie et de la Terre et de technologie il s’agit d’un ancrage très fort de la technologie dans un grand pôle Sciences et Technologie. 11

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur Rénovation de la voie professionnelle BOEN spécial n° 2 du 19 février 2009 La généralisation du baccalauréat professionnel en 3 ans, annoncée par le ministre Xavier Darcos en septembre 2007, doit donner à la voie professionnelle une dignité comparable à celle des voies générale et technologique. Cette décision n’est pas que symbolique, elle a eu un impact considérable sur tout le système éducatif français. 12

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur Les élèves, qui empruntent la voie professionnelle, semblent avoir plus d’ambitions et beaucoup envisagent la poursuite d’études en STS en entrant en LP. De nombreux proviseurs de LP souhaitent accueillir des STS dans leur établissement. PNF sur l’enseignement spécifique en sciences de l’ingénieur 13

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur Il y aussi de nombreuses initiatives pour conduire les bacheliers professionnels vers un niveau d’études le plus élevé possible : - la « grande école des bacs pros » , l'École Vaucanson (première promotion en septembre 2010 au sein du CNAM ) ; - l’Institut Denis Diderot - Arts et Métiers Paris Tech Centre de Lille - CNAM de Lille - Lycée César-Baggio à Lille (création en 2010). PNF sur l’enseignement spécifique en sciences de l’ingénieur 14

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur Et même une CPGE en 3 ans pour bacheliers professionnels au lycée Montceau-les-Mines (71). Henri Parriat à 15

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur Un des objectifs de la réforme du lycée est de développer le goût des jeunes pour les sciences et d’augmenter le vivier de recrutement des filières scientifiques et technologiques supérieures longues. 16

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur La série S est plus scientifique. La série STI 2 D n’a plus comme objectif final de préparer un BTS. 17

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur Redéfinition de l’orientation post-3ème Niveau IV Bac Pro CAP Bac Techno Bac Général Seconde générale & technologique Fin de Troisième 18

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur Redéfinition de l’orientation post. Baccalauréat Objectif d’égalité des chances … « tirer vers le haut » Niveau D ou + Niveau M Niveau L Niveau IV Bac Pro Bac Techno Bac Général 19

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur Point important à signaler : la structure qui a été retenue doit permettre des passerelles entre séries en particulier en fin de première. 20

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur Des parcours d’orientation flexibles

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur Série S-SI BOEN spécial n° 9 du 30 septembre 2010 22

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur Objectifs du programme de SI Donner l’envie aux jeunes de poursuivre des études supérieures technologiques. scientifiques et Participer à l’acquisition de démarches de l’ingénieur. Favoriser une approche pluri disciplinaire. PNF sur l’enseignement spécifique en sciences de l’ingénieur 23

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur Principes retenus pour la rénovation du programme de SI Distinguer S-SI de STI 2 D, le premier étant plus conceptuel. Ne pas se limiter aux seuls génie électrique et génie mécanique, en s’appuyant sur des systèmes pluri technologiques complexes et non uniquement mécatroniques. PNF sur l’enseignement spécifique en sciences de l’ingénieur 24

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur Élaborer un programme tel que les activités de TP ne soient plus une finalité mais des modalités pédagogiques. S’appuyer sur le programme actuel tout en le rénovant dans ses contenus et sa présentation. 25

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur Stratégie Pédagogique Vérifier les performances attendues d’un système, par l’évaluation de l’écart entre un cahier des charges et les réponses expérimentales Proposer et de valider des modèles d’un système à partir d’essais, par l’évaluation de l’écart entre les performances mesurées et les performances simulées Prévoir les performances d’un système à partir de modélisations, par l’évaluation de l’écart entre les performances simulées et les performances attendues au cahier des charges Proposer des architectures de solutions, sous forme de schémas ou d’algorigrammes. 26

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Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur L’identification et l’analyse de ces écarts peuvent mobiliser des compétences pluridisciplinaires, en particulier celles développées en mathématiques et en sciences physiqueschimiques fondamentales et appliquées. Les sciences de l’ingénieur renforcent les liens entre les disciplines et participent à la poursuite d’études dans l’enseignement supérieur. Les sciences de l’ingénieur développent des démarches pour analyser des systèmes complexes pluritechnologiques. Les compétences acquises sont ainsi transposables à l’ensemble des domaines scientifiques et technologiques, et permettent d’appréhender des situations inédites. 28

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur Compétences terminales visées L’enseignement des sciences de l’ingénieur a pour objectif de développer les compétences présentées sur la figure 2 ci-dessous : MODÉLISER ANALYSER Identifier et caractériser les grandeurs agissant sur un système Analyser le besoin Analyser le système Proposer ou justifier un modèle Caractériser des écarts Résoudre et simuler SYSTÈME Valider un modèle Recher et traiter des informations Justifier le choix d’un protocole expérimental Mettre en œuvre une communication Mettre en œuvre un protocole expérimental COMMUNIQUER EXPÉRIMENTER 29

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur Horaire élève : 6 heures + une heure de TPE pluridisciplinaire en première ; 6 heures + 70 heures pluridisciplinaire en terminale. de projet 30

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur Aucune préconisation nationale sur le découpage des activités pédagogiques mais celui-ci doit prendre en compte l’enveloppe horaire accordée à chaque division. 31

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur Projet Le projet mobilise des compétences pluridisciplinaires, et sollicite des démarches de créativité pour imaginer des solutions qui répondent à un besoin. 32

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur Productions attendues : - des justifications scientifiques, technologiques, socio-économiques…validant la solution proposée ; - des architectures de solutions sous forme de schémas, croquis, blocs diagrammes fonctionnels et structurels ou d’algorithmes ; 33

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur - des documents de formalisation de la solution imaginée ; - des supports de communication ; - un prototype ou une maquette numérique ou matérielle. 34

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur Un exemple : Robot suiveur de lumière. Problèmes à résoudre : - localisation de la source de lumière (capteurs photo résistifs ); - programmation du déplacement (modules de type Eblocks de la société Matrix Multimedia 4) ; - …. 35

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur Différences entre la voie Scientifique S S. I. et la voie Technologique STI 2 D 36

Des formations complémentaires Bac STI 2 D Enseigneme nt Supérieur Par une approche concrète et active S’appuyer sur la technologie pour acquérir les bases scientifiques nécessaires à la réussite dans l’enseignement supérieur Durée 14 h Bac SSI Par une approche analytique et conceptuelle Science s Techn o. Science s S’appuyer sur les sciences pour découvrir et approfondir le monde technologique qui est associé aux études supérieures Durée: 7/8 h

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur Les modalités d’accès aux connaissances, qui sont plus progressives, inductives et concrètes en STI 2 D qu’en S-SI. Les concepts sont les mêmes, les chemins pour y accéder sont différents. Les durées de formation en SI entre les deux séries et la mise en œuvre d’activités pratiques en STI 2 D. 38

Rénovation de l’enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur Les enseignements spécifiques de la série STI 2 D qui permettent aux élèves d’approfondir un domaine concret en s’appuyant sur une pédagogie de projet. Une approche différente de la technologie, qui s’appréhende « parallèlement » aux sciences en S-SI, alors qu’elle est la base d’appui pour mieux comprendre les sciences en STI 2 D. 39