L`enseignement de la technologie au collège

L’enseignement de la technologie au collège
1 – Une discipline de base pour tous les élèves
L’enseignement de la technologie montre comment l’homme façonne la Terre en réalisant des
outils, des objets et des services. Cette discipline contribue à rendre le monde plus intelligible et
apporte aux élèves des connaissances leur permettant de comprendre certains aspects de leur
cadre de vie :
-
A quels besoins répondent les ouvrages, biens et services qui les entourent ?
-
Quelle a été leur évolution sociale, esthétique et technique ?
-
Quelles sont les démarches et les moyens permettant leur existence ?
-
Comment et par qui sont-ils conçus, produits, exploités, commercialisés, diffusés,
recyclés ?
-
Quelles questions posent leur développement ?
L’enseignement de la technologie s’appuie sur des observations et des réalisations concrètes
organisées, de façon originale, selon une logique de projet, le plus souvent collectif. Il fait appel à
l’aptitude à identifier des analogies, à trouver des classifications. La démarche technologique
apprend à hiérarchiser des priorités et à rechercher des solutions de compromis pour optimiser un
résultat en tenant compte des contraintes et avec une exigence de qualité.
La technologie contribue de façon privilégiée à l’élaboration du projet personnel
de l’élève
Elle concourt à la préparation d’une orientation éclairée après la classe de troisième, grâce à la
mise en évidence de pratiques sociales de référence (c’est à dire des situations, tâches et
qualifications d’activités professionnelles en relation avec les buts et contenus pédagogiques) et
grâce aux contacts établis en cours de scolarité avec les entreprises et les établissements de
formation environnants.
La technologie apporte une connaissance diversifiée des technologies de
l'information et de la communication
En faisant appel à un grand nombre de techniques de représentation et de pilotage informatisé,
elle apporte des connaissances en matière de technologies de l'information et de la
communication. Les acquisitions s’effectuent à partir des usages rencontrés dans le cadre
d’applications finalisées de nature variée, mobilisées pour résoudre des problèmes.
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La technologie participe aux acquis fondamentaux du collège
L’enseignement de la technologie contribue :
-
à la maîtrise de la langue française à travers les situations de communication
associées au déroulement des projets : consultation de divers documents, réalisation
de dossiers et présentation d’études ;
-
au développement d’une attitude civique, par le travail en équipe, la prise de
responsabilité et le respect de règles et de consignes ;
-
au développement progressif de l’autonomie lié à la nécessité de raisonner,
d’effectuer des choix, de prendre des décisions, et aux possibilités d’auto-évaluation ;
-
à l’apprentissage de la recherche documentaire, notamment dans les domaines
scientifiques, techniques, historiques.
La technologie établit des relations fortes avec les autres disciplines
Les objets d’étude induisent des rapprochements avec les autres disciplines, notamment les
mathématiques, les sciences, l’histoire, les arts plastiques. Avec elles, la technologie apporte sa
contribution aux thèmes de convergence : énergie, transport, communication, sécurité,
développement durable, mémoire…
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2 – Qu’a-t-on appris en fin de collège ?
En fin de collège, l’élève doit avoir compris :
-
que la Terre est façonnée par les activités de l’homme : celui-ci aménage et transforme
profondément son environnement par l’exploitation des ressources naturelles, la recherche et
la maîtrise des sources d’énergie, la production d’objets, de services et d’ouvrages répondant
à ses besoins et à ses attentes ;
-
que la science et la technologie ont une histoire commune jalonnée d’interrogations, de
découvertes et d’innovations, marquée par les travaux individuels et collectifs des savants,
des bâtisseurs et des techniciens : science et technologie se fécondent mutuellement et leur
histoire est inscrite dans celle des sociétés ;
-
qu’il existe différentes organisations du monde économique et social ; parmi elles, de
multiples entreprises intègrent la connaissance scientifique et l’action, la maîtrise technique et
celle de l’innovation ;
-
que la réalité des produits est complexe, de leur conception à leur disparition ou à leur
éventuel recyclage ou à leur réutilisation.
Il a acquis ou développé des compétences :
-
se représenter dans l’espace les formes des objets, lire leur fonctionnement et
apprécier leurs performances ;
-
distinguer le virtuel du réel ;
-
comprendre la complexité des démarches intervenant dans une réalisation ;
- observer et caractériser des organisations et des systèmes ;
- se référer à des modèles élémentaires ;
- hiérarchiser les priorités, par exemple en relâchant une contrainte non hautement
prioritaire pour en satisfaire une nouvelle ;
- Rechercher des solutions, souvent de compromis, pour optimiser un produit, effectuer
des choix raisonnés et les justifier ;
- Disposer d’une première représentation des métiers et des pratiques sociales du
monde du travail.
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Il a acquis des connaissances spécifiques
Le programme précise le niveau de maîtrise attendu1 pour chacun de ces savoirs.
Sur l’histoire des solutions à un problème technique :
- présentation de lignées d'objets et des ruptures introduites par certaines techniques ;
- mise en perspective historique d'une technique (contexte économique social culturel).
Sur les matériaux :
- origine des matériaux nécessaires à une production ;
- principales caractéristiques des familles de matériaux et usages courants ;
- mise en forme des matériaux par enlèvement, par déformation, par moulage.
Sur les produits :
- le repérage de différents types de besoins :
- réels et directement liés aux utilisateurs ;
- créés artificiellement.
- la conception du produit :
- notion de cahier des charges ;
- pour le client : attrait, prix, fonctionnalité, durabilité, sécurité et dépenses d’énergie ;
- pour le fabricant : design, créativité, faisabilité, brevet, protection de la propriété coût,
réglementation ;
- la réalisation :
- représentation du produit (modèle) pour répondre à différents objectifs : l’étudier, le
fabriquer, le vendre… ;
- la production et sa gestion ;
- le suivi et l’évaluation.
- la commercialisation :
- la marque et sa protection ;
- l’emballage ;
- la communication publicitaire et ses aspects juridiques ;
- la distribution.
- la place et les limites de la simulation :
- simulation à partir de maquettes réelles ou virtuelles ;
- simulation de situations de communication.
Sur les technologies de l’information et de la communication :
- connaissances de base associées à certains traitements automatisés : traitement de texte,
tableur grapheur, présentation, communication, pilotage et fabrication assistés par ordinateur
- connaissances de base en informatique : le poste de travail et ses périphériques ; les éléments
constitutifs de tout traitement automatisé de l’information : acquisition et codage de
l’information (de la forme sensorielle à la forme informatique), stockage, communication,
restitution ; les méthodes et démarches spécifiques au traitement automatisé de l’information.
Sur les risques, la sécurité et l’environnement
- Sécurité matérielle sur le poste de travail,
- Sécurisation du poste informatique pour une utilisation seul ou en réseau,
- Réglementation du travail, hygiène et sécurité,
Choix, utilisation et élimination des produits.
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Selon le codage habituel : 1– niveau d’information, 2 – niveau d’expression, 3- niveau de maîtrise des outils, 4– niveau de maîtrise méthodologique.
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3 – L’organisation de l’enseignement de technologie
Une construction progressive et cohérente
Durant la classe de sixième l’élève passe progressivement de la position d’usager et de
consommateur à celle d’acteur critique.
A partir de l’observation de nombreux produits de son cadre de vie, il caractérise des usages et
des éléments constitutifs.
A partir de la réalisation de quelques opérations élémentaires de fabrication, il découvre des
propriétés des matériaux, ainsi que des modes de mise en forme de la matière et certaines notions
d’organisation et de qualité.
Peu à peu, il perçoit les composantes du cycle de vie d’un produit : de l’identification d’un besoin
qui en justifie la création à sa fin ou à son recyclage, en passant par les phases de conception, de
fabrication, de diffusion, d’exploitation.
Le cycle central s’organise autour de scénarios, c’est à dire de problématiques situant les activités
de l’élève à une ou plusieurs étapes du cycle de vie des produits. Les champs technologiques
rencontrés sont variés d’un scénario à l’autre. En 5ème les scénarios portent sur des aspects de
réalisation et de diffusion, en 4ème sur l’étude de besoins et la conception. Les scénarios
permettent une mise en relation avec des pratiques sociales ainsi qu’une mise en perspective
historique. La contribution de la technologie aux itinéraires de découverte est à la fois naturelle et
souhaitable.
La classe de troisième s’organise en deux temps :
-
la mise en œuvre d’un travail collectif de réalisation d’un bien ou d’un service, en
suivant une démarche de projet technique dans son intégralité ; c’est le
réinvestissement des acquis des scénarios du cycle central auxquels s’ajoutent les
éléments de gestion et d’organisation qui lui donnent une pleine cohérence.
-
un projet personnalisé, portant sur l’analyse d’un bien ou d’un service ou d’un
procédé de fabrication ou d’une organisation ; cette étude permet de mobiliser des
connaissances autour d’un thème, choisi par un petit groupe d’élèves, d’approfondir
un domaine en relation avec un centre d’intérêt personnel, éventuellement lié à un
projet d’orientation ; elle peut, le cas échant, être conduite dans une structure externe
au collège (LP, LEGT, entreprise).
Cette progression est reprise et détaillée dans la partie 5 de ce document.
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Quatre principes unificateurs
- Tout en conservant un nécessaire souci de réalisme dans les fabrications possibles avec
l’équipement d’un collège, la technologie, en tant que discipline d’enseignement, se veut ouverte
au monde d’aujourd’hui et représentative des réalisations et des méthodes actuelles. Les produits
choisis comme support d’étude ou comme base de réalisation relèvent de champs technologiques
variés, de manière à correspondre à ce que la technologie représente dans l’environnement réel de
chacun : bâtiment, génie civil, biotechnologies, agro-alimentaire, habillement, objets et processus
industriels, services...
- L’usage des technologies de l'information et de la communication, le plus souvent en réseau,
est répétée et réalisée en fonction de besoins différents liés aux activités conduites en
technologie : production de textes et documents composites, représentation du réel,
conception assistée par ordinateur, pilotage de systèmes automatisés ou de machines,
recherche documentaire. La diversité et la spécificité de ces usages permettent de dégager des
connaissances représentant les bases du traitement automatisé de l’information.
- Un « cahier » de technologie tenu par chaque élève prendra la forme d’un dossier
numérique transmis et complété d’une année à l’autre, contenant au minimum, les productions
personnelles et les connaissances à retenir.
- La dimension historique des solutions à un problème technique est intégrée à l’observation de
produits, ou à l’étude de procédés afin que les ruptures et les continuités apparaissent clairement.
Le lien entre le développement des sciences, celui des techniques et l’organisation de la société
est mise en évidence afin de contribuer à identifier certains repères marquants de notre histoire,
en relation avec les professeurs de sciences et d’histoire.
- Toute étude, toute réalisation doit être mise en relation avec des pratiques et des conditions
réelles et être exploitée en ce sens, notamment pour éclairer la voie professionnelle : dans le cadre
de partenariats établis par les collèges, les élèves entrent en contact avec les entreprises locales ou
distantes (grâce aux technologies de communication), mais aussi avec les professeurs et les
élèves des lycées offrant les formations qui y sont liées. Les relations ainsi établies donnent lieu à
la constitution de fiches présentant les domaines d’activité, les champs professionnels et les
métiers.
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4 - Contenus et méthodes
L’enseignement de la technologie porte sur des notions telles que le marché, les produits, les
moyens et les procédés de fabrication, l’organisation et les processus de gestion de cette
fabrication. Elle traite également des relations entre ces notions : la conception (du besoin au
prototype), la production et l’industrialisation (du prototype au produit), la diffusion (du produit
au client). Elle intègre les questions liées à l’environnement (matières premières, déchets,
effluents), à l’énergie, à l’esthétique et au design (relation forme/fonction/identité du
produit/marque), à l’histoire et à la société.
L’enseignement de la technologie privilégie une pédagogie d’initiatives réfléchies s’appuyant sur
la mise en œuvre de projets où la dimension collective intervient. Le développement d’un projet
technique en classe amène à définir des tâches complémentaires et à les répartir au sein d’équipes
d’élèves selon une planification élaborée en commun. Cette démarche développe les qualités de
méthode, d’organisation, de communication, le respect mutuel et le sens des responsabilités.
L’élève est confronté à des situations concrètes, répondant si possible à un besoin exprimé par
une personne ou une entité située hors de la classe.À son niveau et avec l’aide du professeur, il
analyse le problème posé, met en évidence des éléments de choix en vue d’une prise de décision.
Il teste et valide les solutions, il simule ou anticipe les moyens à mettre en œuvre pour atteindre
les objectifs avant d’engager l’action. Il est conduit à observer, analyser, synthétiser, assembler,
mettre en œuvre, réaliser, contrôler, communiquer. Toutes ces activités sont porteuses de savoirs,
de savoir-faire et de savoir-être, et contribuent à l’apprentissage de l’autonomie.
Les programmes de chaque cycle détaillent les compétences attendues et les connaissances
exigibles. L’organisation des connaissances en centres d’intérêt facilite la mise en place de temps
de synthèses collectives indispensables pour la construction des savoirs. L’évaluation des élèves
s’effectue au cours de la formation en se référant aux objectifs des séquences. En ce sens, elle
implique l’élève qui peut (en partie) s’auto-évaluer et mesurer ses progrès dans la maîtrise des
compétences attendues, comme son aptitude au travail collectif et son degré d’autonomie.
L’espace polyvalent du cours de technologie est organisé en pôles à dominante, correspondant à
différents champs professionnels : conception de biens ou de services, production,
communication…; les diverses activités, qui sont conduites en même temps par plusieurs équipes
d’élèves, n’autorisent pas la constitution de groupes d’effectif supérieur à vingt élèves.
L’organisation spatiale doit permette, de plus, un fonctionnement en toute sécurité.
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5 – La structure de chaque cycle
Le cycle d’adaptation : la sixième
Les activités de la classe de sixième s’organisent selon deux axes qui interagissent autant que
possible : l’analyse de produits et la fabrication d’objets..
La découverte et l’analyse de « produits »
-
Á quoi et à qui servent - ils ? (usage, consommateur, effet de mode et d’identification)
De quoi sont-ils constitués ? (éléments constitutifs, matières, formes, couleurs, fonctions)
Quelles sont les relations entre les divers éléments qui les composent ? (mouvement,
entraînement, support, oppositions et complémentarités)
Où et par qui sont-ils fabriqués ? (type d’entreprise)
Comment sont-ils fabriqués ? (moyens d’obtention)
Quelle relation ont-t-ils à l’environnement ? (énergie, sécurité, pollution, recyclage)
Quelle relation aux utilisateurs ? (marque, publicité, séduction, design, notice),
Quelles solutions, dans l’histoire, ont permis de répondre à des besoins de même nature ?
Ces investigations portent sur des objets proches de l’environnement des élèves et appartenant à
des champs différents : biens de consommation (y compris agro-alimentaires) ou biens
d’équipement (bâtiments et ouvrages d’art), services, supports de communication (publicité,
journal).
On notera que le programme de SVT, en sixième, traite de l’observation du milieu naturel de
l’élève et des questions d’alimentation. On notera que le programme d’histoire traite de
l’antiquité (premières écritures et supports d’écritures, peintures, fabrication d’outils,
construction de pyramides, routes, ponts, aqueducs, temples, théâtres etc.)
Les investigations s’organisent en groupes, avec recherche et consultation de documentation
technique et historique, complémentaires de l’observation directe, avec éventuellement montage
et démontage, réalisation de maquettes. Elles débouchent sur une fiche permettant de caractériser
le produit observé et sur une présentation orale. L’utilisation des techniques de l'information et de
la communication est encouragée pour cette phase de restitution.
La découverte et la mise en pratique de moyens élémentaires de fabrication
Les phases d’observation montrent qu’une grande partie des produits sont composés de plusieurs
éléments. La réalisation d’objets simples, compatible avec les moyens accessibles au sein des
classes de technologie, et d’un document d’accompagnement, va permettre de rencontrer des
techniques élémentaires de mise en forme de matériaux et de construction électronique et le
traitement de l’information textuelle dans un cadre spécifié.
L’élève découvre les matériaux utilisés et leurs caractéristiques (électrique, mécanique, physique,
sensible…), les modes de mise en forme de la matière (enlèvement de matière, déformation,
moulage,…) et le maniement d’outils (réglages, positionnement, sécurité…).
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On peut noter que les contenus du programme de troisième de sciences physiques, relatifs aux
matériaux, sont en parties supprimés, et que les apports du cours de technologie en ce domaine en
sont rendus d’autant plus nécessaires. Des dossiers sur les matériaux rencontrés seront élaborés,
et enrichis au cours des quatre années du collège.
A la fin de la classe de sixième, l’élève a appréhendé la notion de cycle de vie d’un produit.
Le cycle central : classes de cinquième et quatrième
Il s’organise autour de scénarios choisis de manière à concentrer l’activité des élèves sur
certaines phases du cycle de vie des produits. Les scénarios sont indépendants, mais il est
toutefois utile de montrer que, dans la réalité, le déroulement des diverses phases qu’ils
représentent n’est pas linéaire et qu’il procède d’ajustements successifs.
Chaque scénario débouche sur une production ne correspondant qu’à la phase concernée, mais il
est situé dans un projet global.
Chaque scénario porte sur les problèmes à résoudre et sur les solutions apportées. Chacun est
porteur de savoirs et de savoir-faire. Tous s’inscrivent dans des champs technologiques
différents. Chaque année, l’un d’eux, au moins, répond à un besoin exprimé à l’extérieur de la
classe : par le collège (organisation d’un événement, aménagement d’espace, signalétique…), une
école primaire (fabrication de petits équipements pour l’enseignement des sciences et de la
technologie…), un lycée (assemblage de pièces…) , une association (élaboration d’un support de
communication…), un musée, une entreprise…
Tout scénario inclut une dimension de recherche historique relative aux principes scientifiques,
aux méthodes, aux formes et choix esthétiques, aux organisations, aux contextes économiques et
sociaux qui y ont correspondu par le passé. Cela doit fournir l’occasion de s’intéresser au
patrimoine industriel local et de se référer aux divers musées et cntres culturels scientifiques,
techniques et industriels, ou à leur site internet sur la toile.
Chaque scénario renvoie aux pratiques sociales de référence ; il permet d’établir des relations
avec des entreprises locales ou distantes et avec des établissements de formation, particulièrement
avec les lycées du bassin de formation dont fait partie le collège. Ce peut être pour découvrir
l’organisation de lieux de production de l’environnement des élèves, pour utiliser ponctuellement
des équipements de lycées alentours, pour bénéficier de l’aide ou des conseils d’enseignants ou
d’élèves de BTS. Ces rencontres finalisées aident le collégien à se construire une représentation
du monde du travail et des filières de formation. Les « mini-stages » ou les « semaines des
métiers » peuvent être mis à profit pour compléter cette découverte et préciser peu à peu les
centres d’intérêt de chacun. Les enseignants montrent à cette occasion quelles qualités majeures
sont mobilisées dans l’exercice d’un métier : créativité et imagination, précision et rigueur de
réalisation ou aptitude à la communication et à l’animation.
En classe de cinquième les scénarios portent sur des aspects de réalisation et de diffusion. Les
réalisations sont collectives. Elles impliquent l’utilisation des technologies de l'information et de
la communication : première approche de maquettes numériques, pilotage par ordinateur et
automatisation de procédés, fabrication assistée par ordinateur, élaboration de documents
composites, recherche d’information, communication.
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En classe de quatrième les scénarios portent sur l’étude de besoin et la conception. Les élèves
utilisent ou conçoivent partiellement des maquettes numériques (modeleurs volumiques), ont
recours au tableur (auquel ils ont été initiés par le professeur de mathématiques en cinquième).
Les aspects liés au design sont abordés (analyse et compréhension des relations
formes/couleurs/matériaux constitutifs de l’identité d’un objet, de son esthétique, de sa séduction)
et peuvent se traiter en lien avec les arts plastiques et les arts appliqués.
Les itinéraires de découverte peuvent prolonger opportunément les scénarios du cours de
technologie comme, réciproquement, les savoirs et savoir-faire acquis en technologie peuvent
contribuer à la réalisation d’un itinéraire de découverte.
Le cycle d’orientation : la troisième
L’enseignement de troisième s’organise en deux temps qui permettent d’organiser et de
synthétiser les connaissances du cycle central dans une approche « producteur/ acteur critique »
tout en continuant à construire le projet d’orientation de l’élève.
Un projet technologique collectif
Il consiste à conduire un projet technologique dans son intégralité, de l’identification du besoin à
la mise à disposition du produit. Il associe de façon cohérente et coordonnée les différents points
de vue rencontrés au cycle central.
La production aboutit à un produit fini approchant la qualité professionnelle. Elle peut nécessiter
le recours à des compétences et à des équipements extérieurs au collège. Le projet permet de
découvrir l’organisation et les acteurs nécessaires à toute réalisation. Il permet également aux
élèves de tester leurs goûts et leurs centres d’intérêt, d’évaluer leurs aptitudes. Il implique la
rencontre avec au moins un professionnel, la découverte d’un site de production et si possible des
partenariats (conseil, aide, sous-traitance, financement …).
L’analyse d’un produit, d’un procédé, d’une organisation, l’investigation d’un champ
professionnel
Il s’agit, cette fois, d’une activité choisie par un groupe d’élèves ayant des motivations voisines et
qui mobilise les compétences acquises autour d’un projet relativement personnalisé. Elle permet
d’approfondir un domaine en relation, si possible, avec leurs motivations et leurs choix
d’orientation.
Cette analyse peut porter sur un produit particulier (un objet) dont on pourra étudier l’évolution
historique en déterminant en quoi les matériaux d’aujourd’hui ou les technologies ou les facteurs
esthétiques ou de mode ou de marque ont permis la forme actuelle. On pourra l’étudier en détail
et en représenter le fonctionnement ; on le rattachera à une famille ou une lignée d’objets, on
pourra le cas échéant imaginer des développements nouveaux, voire prospectifs. De la même
manière, et avec un regard adapté, on pourra étudier l’évolution d’un service.
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L’analyse peut également porter sur un procédé de fabrication particulier, dont on déterminera les
caractéristiques spécifiques ou sur une organisation, un processus dont on montrera ce qui le
justifie et dont on pourra étudier l’évolution temporelle.
Cette phase est également l’occasion de mobiliser des connaissances acquises tout au long du
collège dans les différentes disciplines, que ce soient des mathématiques (représentation dans
l’espace, statistiques), de la physique-chimie (propriétés de la matière, électricité, optique), de
l’histoire, des arts plastiques, des langues vivantes etc.
Cette phase prend une dimension particulière dans le cadre de dispositifs de formation en
alternance ou de classes à horaire renforcé en technologie. C’est dans ce type d’activité que la
technologie pour tous peut devenir une technologie spécifique, préparant particulièrement à une
orientation vers la voie professionnelle.
Le brevet d’études fondamentales
Il serait important que les acquis de l’enseignement de technologie soient pris en compte dans le
Brevet d’études fondamentales dont la forme reste à définir.
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Annexes :
Quelques exemples en relation avec les orientations précédentes
Classe de sixième
« La découverte et l’analyse d’un produit »
On pourra, entre autres, choisir dans l’environnement des élèves un bâtiment public proche du
collège. Les questions qui permettent l’investigation, telles qu’elles sont proposées dans la note
de cadrage, s’appliquent à un tel « produit » :
-
à quoi et à qui sert le bâtiment ?
- qui sont les utilisateurs ?
- pour quelles activités l’utilisent-ils ? (notion de programme de l’architecture)
-
quelles relations entretient-il avec son environnement ?
du point de vue des réseaux ;
- comment est-il relié à la ville (voitures, livraisons, piétons…)?
- A quels réseaux est-il connecté pour fonctionner (eau, égouts, électricité…) ?
du point de vue du contexte urbain
- ressemble-t-il aux bâtiments voisins ?
- s’intègre-t-il dans une rue ou une place existante ?
- est-il de même hauteur que les bâtiments voisins ?
- ses fenêtres sont-elles différentes ?
- y a-t-il un devant et un arrière (public/privé) ?
du point de vue symbolique et signifiant
- à quoi le reconnaît-on dans sa forme, ses volumes, ses ouvertures ?
- y a-t-il des signes distinctifs (l’horloge de la gare, le clocher de l’église) ?
-
comment est-il construit ?
quels sont les matériaux des murs, du toit, des fenêtres, des protes,
les matériaux sont-ils travaillés avec des décors ?
-
par qui le bâtiment a-t-il été construit ?
commande du client (maître d’ouvrage)
conception de l’architecte
chantier des entreprises
fourniture des matériaux par les industries des matériaux
appropriation par les habitants
pourquoi pas reconversion
-
patrimoine et architecture contemporaine
ce bâtiment a-t-il toujours servi à son usage contemporain ?
- si non qu’était-il avant ? si oui comment était le quartier avant son édification ?
cette question historique peut aussi porter sur les modes constructifs ou les usages
anciens.
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Un exemple de scénario en classe de 5e.
Réalisation sérielle d’une presse à fleur pour une école primaire
Cet exemple développe l’idée d’un scénario conduisant à la « fabrication de petits équipements
pour l’enseignement des sciences et de la technologie ». Il a pour origine un projet mené dans le
cadre d’une liaison école – collège à Vicdessos en Ariège. L’école primaire, désireuse de
compléter son l'herbier, adresse une demande d’équipement de douze presses à fleur au collège
sous forme d’un cahier des charges. Un professeur de technologie du collège réalise un prototype
qu’il fait valider par les maîtres d'école puis décide de produire, en mode sériel, les différents
éléments des presses avec ses élèves de 5e.
Cet exemple montre comment toutes les composantes de la notion de scénario, définie dans le
texte de cadrage (extraits ci-dessous), peuvent s’articuler à partir d’un thème donné.
« …Le cycle central s’organise autour de scénarios, c’est à dire de problématiques situant les
activités de l’élève à une ou plusieurs étapes du cycle de vie des produits… …En 5ème les
scénarios portent sur des aspects de réalisation et de diffusion, en 4ème sur l’étude de besoin et la
conception. Les scénarios permettent une mise en relation avec des pratiques sociales ainsi
qu’une mise en perspective historique…
…Chacun est porteur de savoirs et de savoir-faire. Tous s’inscrivent dans des champs
technologiques différents. Chaque année, l’un d’eux, au moins, répond à un besoin exprimé à
l’extérieur de la classe : par le collège (organisation d’un événement, aménagement d’espace,
signalétique…), une école primaire (fabrication de petits équipements pour l’enseignement des
sciences et de la technologie…), un lycée (assemblage de pièces)……Les réalisations sont
collectives. Elles impliquent l’utilisation des technologies de l'information et de la
communication… »
Classe de cinquième : Fabrication sérielle d’une presse à fleur
Aspects Contenus
Problématique
Les élèves du collège répondent à la demande de réalisation, en plusieurs exemplaires, d’un
petit outillage (presse à fleur) pour une école primaire. La presse comporte plusieurs pièces
fabriquées au collège ou achetées.
La presse est livrée en pièces détachées, dans un emballage de protection accompagnée d’une
notice de montage.
Ressources
Le produit est défini. Le processus de fabrication est en partie déterminé ainsi que certains
postes de travail.
Les élèves disposent :
- d’un dossier technique de la presse à fleur ;
- d’un prototype ;
- d’une gamme de fabrication en partie renseignée ;
- de certains contrats de phase.
Relations avec des Le scénario se réfère à une entreprise de conception, de fabrication et de vente par
pratiques sociales correspondance de matériel didactique. Les activités dans la classe correspondent à un service
interne à l’entreprise ou à l’activité d’un sous-traitant.
Connaissance des
métiers
Les métiers abordés sont ceux liés à l’industrialisation dans différents secteurs d’activité. Les
modes de production (sériel et unitaire) sont différenciés et caractérisés. Les métiers liés aux
approvisionnements y sont associés.
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Les étapes du
cycle de vie du
produit
Perspective
historique
Savoirs et savoirfaire
Le produit est conçu et parfaitement défini. Le scénario comprend l’industrialisation du
produit et la préparation de sa distribution par correspondance.
L’évolution des matériaux et de leurs procédés de mise en forme dans des objets ayant
sensiblement la même fonction (maquettes – jouets…).
A partir d’une documentation, chaque équipe d’élèves fait un bref résumé d’une technique
particulière ou justifie la présence ou l’absence de certains matériaux dans des lignées d’objets.
Ce scénario permet plus particulièrement de :
-
comprendre la complexité des démarches intervenant dans une réalisation ;
observer et caractériser des organisations et des systèmes,
disposer d’une représentation des métiers et des pratiques sociales du monde du travail.
Sur l’histoire des solutions à un problème technique :
- caractériser les ruptures introduites par l’utilisation de certains matériaux (milieu
technique) ;
- mettre en perspective l’évolution de l’utilisation des matériaux (contexte économique
social culturel ).
Sur les matériaux :
-
origine des matériaux nécessaires à une production ;
principales caractéristiques des familles de matériauxet usages courants ;
mise en forme des matériaux par enlèvement, par déformation, par moulage.
Sur les produits :
-
notion de cahier des charges ;
représentation du produit pour l’étudier, le fabriquer, le distribuer ;
la production et sa gestion ;
l’emballage ;
la distribution.
Sur les technologies de l’information et de la communication :
- connaissances associées au pilotage et à la fabrication assistée par ordinateur. ;
- connaissances associées à la Publication Assistée par Ordinateur.
Sur les risques, la sécurité et l’environnement :
L’utilisation des
technologies de
l’information
Sécurité matérielle sur le poste de travail ;
Réglementation du travail, hygiène et sécurité.
La notice de montage est finalisée en Publication Assistée par Ordinateur
Une des phases de production s’effectue sur une Machine Outil à Commande Numérique
(pilotage d’un processus de fabrication).
La presse reçoit un marquage par tampographie (logo du collège)
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Un scénario «production d’un service» en 4ème
(conduit dans l’académie de Toulouse)
Les élèves produisent en classe, avec le professeur de français des nouvelles, des poésies. Le
projet conduit a pour objectif de mettre en forme, de publier et de diffuser ces textes.
Référence à une pratique socio-technique
Pour le groupe d’élèves impliqués dans ce projet, il s’agit de répondre à une demande
personnalisée de service (une entreprise de publication répondant à une demande
d’édition de textes) émanant de particuliers ; la mise en œuvre de ce scénario permet «
d’approcher la démarche de production d’un service avec un résultat de qualité
professionnelle ».
Ressources
Les élèves disposent :
- du cahier des charges qui précise la nature des textes, les attentes en terme de
présentation, mise en page et type de publication,
- de la diffusion prévue et du public visé,
- de l’accès aux sources de documentation utiles (papier, numérique, « en ligne »…).
Activités
- étude de la demande (recherche d’auteurs en adéquation avec la politique de vente
choisie par l’éditeur),
- prise en compte du cahier des charges, repérage des contraintes à respecter,
- détermination du budget prévisionnel,
- étude des différentes solutions envisageables, solutions retenues (argumentaire),
- planification des tâches et réalisation sous forme de Pré-A.O. (présentation assistée
par ordinateur),
- comparaison et étude des procédés d’édition actuels et passés (mise en perspective
historique d’une technique : l’imprimerie), visite d’une imprimerie, rencontre avec un
éditeur, un libraire,
- suivi du projet et contrôles.
Compétences
- identifier les activités de service,
- recenser et effectuer l’ensemble des opérations nécessaires à la production de ce
service,
- organiser dans le temps et dans l’espace ces différentes actions,
- respecter les échéances et le budget,
- concevoir, rédiger des documents en respectant les règles d’édition,
- connaissance des techniques caractéristiques des grandes étapes de l’évolution de
l’imprimerie.
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Partenaires et secteurs professionnels visés
¾ Travail en collaboration et soutien avec des élèves de section B.T.S. « force de vente
» et « action commerciale », les « écrivains en herbe » et le professeur de français ;
¾ Connaissance des filières de formation liées à la commercialisation d’un produit mais
aussi de l’édition ;
¾ Repérage de quelques métiers de ces deux secteurs et comparaison des pratiques
socio-techniques effectuées en classe et dans le secteur professionnel.
Par ailleurs, ce travail est réalisé en étroite collaboration avec les parents d’élèves qui par le
regard extérieur porté, leur soutien logistique (mise à disposition d’adresses de points de vente,
diffusion des encarts publicitaires) et/ou financier (bons de soutien) attestent de la qualité du
travail présenté par rapport à un ouvrage du commerce.
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Application d’un projet mené avec des partenaires industriels en 3ème
De l’approche des procédés industriel, des métiers …
Une utilisation diversifiée des TIC
Quatre collèges de l’Académie sont impliqués, soit un par département et pour l’un d’entre eux,
de petite taille ; un autre est très éloigné du pôle académique dijonnais. Deux seulement
s’inscrivaient dans le cadre du dispositif des « ateliers scientifiques et techniques » et disposaient
de moyens horaires et de fonctionnement spécifique. Enfin, deux collèges avaient inscrit ce
partenariat dans l’horaire habituel d’une option technologie de troisième qui prévoit l’approche
du domaine des automatismes dans le programme officiel.
Les deux entreprises partenaires ont permis par des dotations spécifiques, le travail au sein des
collèges :
° SCHNEIDER / vidéo présentant l’entreprise et le processus, AUTOMATIE
PROGRAMMABLE INDUSTRIEL, disjoncteur et pièces détachées.
°
POLYDIS / fourniture de deux machines à tampographier pour les établissements qui n’en
disposaient pas.
Les conditions de réalisation d’un tel projet peuvent trouver un cadre dans la technologie « dite
de tronc commun » dans le projet conduit en 3e ou l’analyse d’un produit, prévus l’un et l’autre
dans les contenus rénovés.
1- Un projet innovant fruit d’un partenariat avec des entreprises industrielles et de service
1-1 Objectifs visés
Ce projet avait une double série d’objectifs :
Pour le collège
¾ Proposer un espace de découverte des sciences et des techniques dans le cadre d’un projet
pluridisciplinaire
¾ Mettre en œuvre des technologies modernes déclinées de processus industriels
¾ Valider une pratique sociale de référence
¾ Développer la connaissance de l’entreprise et de différents métiers,
¾ Permettre un dialogue avec des collaborateurs de l’entreprise
¾ Participer à une orientation positive
¾ Exploiter de façon pertinente les Technologies de l’information et de la communication.
Pour l’entreprise
¾
¾
¾
¾
Valoriser des technologies et des produits
Valoriser l’image de l’entreprise
Valoriser des métiers et des expliciter des parcours professionnels
Valoriser les collaborateurs par une présentation positive de leur métier et de leur
parcours
¾ …
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1-2 Les travaux réalisés
Le site d’Epirey (Schneider Electric) situé près de Dijon regroupe toutes les étapes de la
fabrication entièrement automatisée d’un disjoncteur.
Le travail proposé regroupe plusieurs phases :
¾ Une approche scientifique autour de l’électricité qui justifie et explicite le produit en terme
de réponse à un réel besoin (le courant électrique, les dangers du courant électrique) ainsi que
les phénomènes mis en œuvre au sein du disjoncteur (problème d’ouverture et
déclenchement, les phénomènes électromagnétiques, protection des biens et des personnes,
….)
¾ Une approche technologique :
¾ La découverte du produit : son fonctionnement, son utilisation cas industriels ou
¾ domestiques…
¾ La découverte du processus de fabrication et en particulier de la phase de marquage du
produit / utilisation d’une vidéo réalisée par Schneider électrique sur le site de production
d’Epirey
¾ La découverte des métiers associés / une vidéo présentant des interviews de techniciens de
l’entreprise / une visioconférence qui a permis de faire dialoguer en direct les élèves des 4
collèges avec des collaborateurs de l’entreprise tant du domaine de la production que du
domaine commercial
¾ La découverte et la mise en œuvre au sein du collège d’un procédé automatisé de
tampographie : maquette didactique représentative du procédé industriel et intégrant un
pilotage par Automate Programmable Industriel.
¾ En synthèse, la présentation en vue d’une communication autour du projet, des différentes
étapes du projet sous forme informatique (PréAO ou site …)
1-3 Conclusion
Les collèges qui ont participé à ce challenge étaient très divers en terme de taille et en terme
d’accès à des échanges avec un partenaire de nature industrielle. Le point commun résidait dans
la motivation et le dynamisme de l’équipe pédagogique.
Les travaux réalisés correspondent plus ou moins au cahier des charges, en fonction du temps à
disposition de l’équipe, suivant qu’ils ont été réalisés dans le cadre d’un atelier scientifique et
technique (condition initialement recommandée), d’une classe de 3° à option technologie ou dans
le cadre « normal » des horaires définis pour la discipline.
Chaque collège a conclu son projet par la réalisation d’une présentation informatique des étapes
du projet. Elles consistaient soit en un diaporama spécifique soit en pages à inclure sur le site du
collège. Ces différentes présentations sont très riches en information et dénotent une bonne
maîtrise de des outils de communication (présentation ultérieure sur le site Technologie de
l’Académie de Dijon).
Les travaux menés dans les différents collèges montrent que l’approche d’éléments complexes
tels que processus complet de production, produit, procédé automatisé, organisation sociale …
peut avec des exemples concrets et une communication adaptée être porteuse d’apprentissages.
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Ces connaissances contextualisées à partir de la confrontation des élèves à la réalité de
l’entreprise de ce secteur permet l’acquisition d’une véritable culture scientifique et technique et
leur donne aussi une représentation plus juste du monde du travail.
2 Les transferts possibles
2-1 Un projet technique en 3°
Dans le cadre du projet en 3°, il est possible d’imaginer de travailler comme une entreprise de
service devant réaliser des produits décorés par le procédé d’impression par tampographie sur
une chaîne de production. Il est à noter que les secteurs de la production et de la réalisation des
procédés utilisés en production sont bien distincts dans nombre d’entreprises, en particulier chez
Schneider Electric.
La mise en situation se fait à partir des éléments vidéo présentant l’ensemble du processus
industriel emprunté à l’entreprise Schneider situé à EPIREY.
A partir de cette présentation, une mise en situation du besoin est réalisée ; elle doit déboucher
sur un véritable cahier des charges qui décrit le procédé et la nature de l’impression sur lequel
doivent intervenir les élèves.
Les tâches à réaliser portent sur :
¾ L’analyse des spécifications et les propositions de solutions.
o Le choix des solutions d’impression
o La définition du motif à imprimer
o La fabrication des produits à décorer (épinglette réalisée en Conception et
Fabrication Assistée par Ordinateur par exemple …)
o La recherche des conditions d’impression au regard des caractéristiques du produit
à réaliser
¾ La mise au point du processus de l’impression en s’appuyant sur la machine Polymark par
exemple :
o Description de la séquence des opérations permettant l’impression
o Étude des composants de la machine : pilotage des actions (type de vérins et
distributeurs)
o Programmation de l’Automate Programmable Industriel en utilisant un logiciel
facilement appréhendable à ce niveau
o Essai, qualification du procédé.
¾ La réalisation de la production.
¾ La présentation de la réalisation
o L’étude des métiers associés à l’utilisation d’un tel procédé : opérateur,
maintenance, contrôle qualité, gestion des matières d’œuvre, etc ..
o La réalisation d’un document à destination des futurs utilisateurs, décrivant les
modes opératoires et les conditions de production.
¾ Une étude économique validant les conditions d’une sous-traitance.
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En fonction des informations à disposition et de la structure du bassin de formation, il peut être
fait appel à des étudiants de Section de Techniciens Supérieurs Electrotechnique, MAI,
Plasturgie… pour aider les élèves dans la programmation de la machine (utilisation d’un véritable
Automate Programmable Industriel) ou l’étude des procédés de décoration. C’est l’occasion de
découvrir des filières de formation voire des métiers en fonction de partenariats qui sont
renouvelés avec l’entreprise partenaire.
2-2 Des pistes pour des projets menés en groupes.
2-2-1 Réaliser une description d’un produit
Les présentations réalisées par les élèves lors du challenge, montrent qu’ils sont capables en fin
de 3° avec l’aide de leur professeur de réaliser un document informatique décrivant soit un
procédé élémentaire en représentant sa structure soit son fonctionnement.
On peut demander à des élèves intéressés par un produit de faire une présentation selon un point
de vue donné, à l’aide soit d’un outil de Pré A.O. (présentation assistée par ordinateur) soit d’un
outil de création de page HTML afin de représenter simplement tout ou partie du fonctionnement.
Cette présentation peut être complétée par une recherche sur des métiers associés soit à la
conception, soit à la fabrication voire à la distribution du produit.
2-2-2 Expliquer la construction d’un produit
L’étude d’un produit dans sa déclinaison « grand public » tel que le disjoncteur a permis de faire
réfléchir les élèves à partir d’une présentation des phénomènes électriques sur la façon dont il
était nécessaire de le construire pour qu’il réponde à sa fonction d’usage. Une étude technique du
produit accompagnée d’activités de démontage, d’utilisation d’outil de simulation (maquette
virtuelle animée …) peuvent faire appréhender aux élèves le travail des ingénieurs qui doivent
passer d’un phénomène physique à un produit qui réponde aux exigences de satisfaction du
besoin (dont les normes sont sévères) en terme de fonction d’usage et de critères économiques.
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