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Auteurs : Académie de :Séminaire national du 19 mai 2009 - Paris
Les systèmes automatisés du quotidien
Présentation généraleClasse : 4e Durée de la séquence : 3 séances (4h30)Organisation de la classe ou du groupe : 6 îlotsPrérequis : aucun
Les connaissances du programme de technologie :Solution technique Représentation structurelle Transport du signalTraitement du signal
1
L’analyse et la conception de l’objet technique (approche 1)
La communication et la gestion de l’information (approche 5)
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Capacités Critères de réussite
Rechercher et décrire plusieurs solutionstechniques pour répondre à une fonctiondonnée.
Créer une représentation numérique d’unobjet technique simple avec un logiciel deconception assistée par ordinateur.
Repérer le mode de transmission pour uneapplication donnée.
Modifier la représentation du programme decommande d’un système pour répondre à unbesoin particulier et valider le résultatobtenu.
Ouvrir des fichiers pour en extraire des informations de dimensions et des caractéristiques.(activité 3).Proposer une représentation graphique sous forme d’un croquis.(activité 3).
Présenter une représentation numérique de pièce.(activité 4).
Ouvrir des fichiers (vidéo) présentant des expériences.(activité 2).Suivre un protocole d’expérimentation.Utiliser des appareils de mesure électroniques.Formuler des conclusions.(activité 2).
Modifier un programme existant.Concevoir un nouveau programme et le tester.(activité 1).
Les capacités du programme de technologie
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Présentation générale
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Capacités Critères d’évaluation Indicateurs de réussite
Observer, recenser des informations
Extraire des informations d’un fait observé (ex : vidéo d’expériences)
Ouvrir les vidéos pour s’approprier leur contenu
Effectuer un geste techniqueSuivre un protocole donnéUtiliser des appareils de mesureMesurer
Retrouver le bon mode de transmission en suivant le protocole d’expérimentation
Participer à la conception d’un algorithme, d’un protocole, d’un programme
Faire des essaisParticiper à l’écriture d’un programme
Tester le programme de gestion du système automatisé
Contrôler, exploiter les résultats Confronter le résultat au résultat attendu
Comparer la pièce créée à un cahier des charges.Comparer le croquis effectué à un constituant du système
Présenter une observation, une situation, un résultat, une solution sous une forme appropriée
Exprimer le résultat d’une mesureExprimer un résultat par une phrase correcte
Comparaison des résultats des mesures aux consignes.
Les capacités du socle : Compétence 3B
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• Support et contexte • Supports matériels • Situation-problème• Structure de la séquence• Consignes données à l’élève• Aides, guidances et assistances• Modalités de l’évaluation• Logistique matérielle et son coût
4
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Présentation générale
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Support et contexte : centres d’intérêts possibles
Proposition de progression annuelle : 1/4
Projet : réaliser une maquette de maison automatisée
1. Observation du fonctionnement de systèmes existants
Comment des systèmes améliorent-ils le confort de l’habitat ?
2. Étude du fonctionnement d’objets réels : blocs fonctionnels, schéma de principe
Étude d’un détecteur de mouvement ;Étude d’une caméra vidéo : Comment surveiller sa maison à distance ?Étude d’une balise solaire de jardin.
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3. Recherches de solutions techniques
Comment transformer la maquette de portail à deux battantsen portail coulissant ?Comment réaliser un support motorisé pour la caméra ?Comment adapter les signaux du détecteur de mouvement ?
Lampe basse tension
4. Intégration des différents modules autour de la maquette de maison
Proposition de progression annuelle : 2/4
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Comment connecter les constituants ?
Comment orchestrer le tout ?
Le logiciel RoboPro permet
une programmation sous forme
de langage graphique (organigramme)
Les essais sont-ils validés ?
L’interface permet de piloter 4 moteurs
Les connexions s’effectuent à l’aide de petites fiches
5. Centralisation : un pas vers la domotique
Proposition de progression annuelle : 3/4
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6. Réalisation de pièces
Porte coulissante du portail
Support du détecteur de mouvement
Support de la caméra vidéo
conception et réalisation, utilisation de la fraiseuse à commande numérique
Proposition de progression annuelle : 4/4
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Support et contexte : le premier centre d’intérêt
1. Observation du fonctionnement de systèmes existants
Comment des systèmes améliorent-ils le confort de l’habitat ?
Porte de garage automatisée
Eclairage automatique
Portail automatisé
A travers trois exemples
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1. Observation du fonctionnement de systèmes existants
Portail automatisé
Porte de garage
automatisée
Système d’éclairage
programmable professionnel
Vidéo
Vidéo
Maquettes
Supports matériels : pour le premier centre d’intérêt
Système réel
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Situation-problème : 1/2
Îlot éclairage automatique :
Situation de départ
L’observation du fonctionnement d’un système réel dans une
maquette didactisée
Un problème technique à
résoudreJean-Paul Bricard Reims
Après avoir observé le fonctionnement du système sur la maquette on dégage la problématique suivante :
Comment les informations concernant la détection de présence sont-elles transmises vers le reste du système ?
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Îlot portail automatisé
Observation d’un système réel et d’une
maquette didactisée
Problème technique commun
Situation-problème : 2/2
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Structure de la séquence :
Séances Îlot 1 Îlot 2 Îlot 3 Îlot 4 Îlot 5 Îlot 6
Séance 1Classe entière
Activité 1 Activité 3 Activité 1 Activité 3 Activité 1 Activité 3
Séance 1½ groupe
Activité 2 Activité 2 Activité 2
Séance 1½ groupe
Activité 4 Activité 4 Activité 4
Séance 2Classe entière
Activité 3 Activité 1 Activité 3 Activité 1 Activité 3 Activité 1
Séance 3Classe entière
Activité 4 Activité 2 Activité 4 Activité 2 Activité 4 Activité 2
Séance 3½ groupe
Synthèse « active » et fiches de formalisation des connaissances
Séance 3½ groupe
Synthèse « active » et fiches de formalisation des connaissances
Séance 4 Évaluation sommative (sur un autre support)
Éclairage automatique
Portail automatisé
Porte de garage automatisée
Évaluation formative
1h hebdomadaire et 1h de quinzaine
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Extrait de document élève :
Consignes données à l’élève
Situation déclenchante
Problème technique
Activités possibles
d’investigation
Consignes générales pour les activités
Une conclusion à formuler, la réponse au problème poséJean-Paul Bricard Reims
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Aides, guidances, et assistance
Repérer le mode de transmission pour une
application donnée.
Exemple de capacité à évaluer
Pour y parvenir l’élève dispose de :
Vidéos d’expériences
Arbre de décision
Livret d’expériences
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Modalités de l’évaluation : exemple d’évaluation de type formative (donnée à chaque fin de séance)
Système d’éclairage automatiqueA l’issue de la séance
je suis capable de :Réponse brève seul avec de
l’aide
Donner la liste des différents modes de transmission des informations.Avec liaison filaireSans fil
Donner la liste des différents modes de transmission des informations utilisés dans le système.
Ouvrir les documents ressources (vidéos d’expériences).
Rédiger le compte rendu d’une expérience
Présenter des conclusions
Je sais faire
Éléments qui peuvent être repris lors de la synthèse
active
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Modalités de l’évaluation : Proposition d’évaluation de type sommative (donnée en fin de séquence)
Jean-Paul Bricard Reims
Extrait :
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Logistique matérielle et son coût : 891 €
Bois, plaques de plastique, charnières, vis, tasseaux : 30 €
Webcam
Coût
Jean-Paul Bricard Reims
Maquette de maison et réalisation de pièces
LEGO : portail
automatisé
Porte de garage : Fischer technik
Eclairage automatique :
Marmitek