Voici la liste des séances (et les PDFs associés) des cours de Technologie que j'ai donné pour
les classes de 4ème au collège Paul Claudel à Lagnieu (01150) sur l'année 2020.
Comme fil conducteur pour cette deuxième moitié d'année quelque peu particulière j'ai choisi la
conception d'un système d'arrosage automatique. L'objectif étant de le mettre en oeuvre sur les
carrés potagers que les élèves ont réalisé dans l'enceinte du collège en 6ème.
A noter :
- L'objectif était particulièrement ambitieux, et je ne sais pas si nous serions arrivés au bout
dans un cadre normal, mais l'enseignement à distance du au contexte de cette année 2020 a sonné
le glas de ce projet.
- Je laisse tout de même l'ensemble des documents distribués aux élèves, et ceux rédigés après la
fin de l'année, pour que ceux qui seraient curieux, ou qui voudraient utiliser ces cours comme
point de départ pour rédiger les leurs puissent le faire.
- Les documents peuvent contenir des erreurs, tant orthographiques (c'est une certitude) que
techniques (je l'epère pas, vu le temps passé sur les divers documents, mais je reste humain).
Je met les documents à jour lorsque je détecte des erreurs ou lorsqu'on me les signale, et
j'essayerais d'ajouter un numéro de version ou une date de mise à jour à partir de maintenant.
Vous pouvez considérer que les documents sans numéro de version sont en version 1.
- Le contenu n'est pas organisé de façon optimale, et pas forcément adapté au niveau des élèves
de 4ème. Je pense que ce fut ma plus grande difficulté, n'ayant jamais enseigné à des élèves de
collège auparavant. Le niveau des élèves et les retours que j'ai pu avoir ont été très divers,
et ne me permettent pas de trancher quant à l'adéquation avec le niveau de difficulté
atttendu.
- N'hésitez pas à me faire des retours, que ce soit sur le contenu, pour m'indiquer des
corrections à apporter aux documents, ou juste m'informer de l'utilisation des document, ne
fusses que comme source d'inspiration.
Ayant commencé l'enseignement au collège avec ces classes de 4ème mi Février 2020 (remplacement),
la première séance a été consacrée à du travail en groupes, pour évaluer les possibilités
d'utilisation de ce format de travail par la suite, et demander aux élèves de me faire une
restitution des sujets et des techniques étudiées en technologie en classe de 4ème avec mon prédécesseur
et les années précédentes.
Heureusement (vous verrez pourquoi juste après), j'ai commencé la séance par une présentation du
sujet qui nous occupera sur le reste de l'année, avec un premier travail à réaliser pendant les
vacances : "lister les éléments pouvant composer un système d'arrosage automatique", et toutes les
classes ont donc eu cette partie !
Pour la restitution j'ai voulu procéder en trois étapes.
Une première étape avec des groupes de 5 élèves, libres, tous les groupes devant lister ce dont ils se souvenaient selon 4 axes :
Pour permettre la rotation des groupes en deuxième phase (5 groupes avec des classes de 25 élèves) j'ai ajouté un cinquième axe : "Les sujets qui vous intéressent".
Pour la deuxième étape, j'ai demandé aux élèves de mettre en commun ce que les différents groupes
avaient identifié sur chaque thème, en éclatant les groupes, créant 5 nouveaux groupes avec un élève
de chacun des groupes de la première phase dans chaque nouveau groupe.
Sur le papier ça sonnait bien.
En pratique, le résultat dépends énormément des classes (j'ai les 7 classes de 4ème du collège).
Certaines classes ont pu faire cette réorganisation sans gros problèmes, et ainsi réaliser le travail
demandé et passer à la troisième étape. Mais avec deux classes cette réorganisation a été très
difficile, et même complètement impossible avec la dernière classe.
Pour les classes qui ont accepté la réorganisation des groupes, la troisième phase consistait en une restitution orale des résultats au tableau, groupe après groupe, sur chaque sujet.
La deuxième séance a été coupée en trois parties.
Une restitution sur le travail en groupe de la première séance, pour lequel je me suis appuyé sur
ce PDF :
Retour_sujets_et_techniques.pdf.
Suite aux retours des élèves en première séance, il est ressorti qu'ils n'avaient pas compris
l'utilité de démonter un ordinateur pour lister ce qu'il y a dedans.
J'ai donc profité de ce retour pour mettre l'accent sur la démarche d'investigation et les différents
types d'études (études expérimentale et et études d'observation, elles mêmes découpées en deux :
études descriptives et études analytiques).
J'ai aussi fait un rappel sur les différentes techniques de fabrication : additive (collage,
assemblage, impression 3D, ...) et soustractive (perçage, usinage, découpe, ....) puisque très peu
ont identifié ces techniques dans la liste des techniques étudiées.
La deuxième partie a été consacrée au visionnage de vidéos sur la nature et l'économie de la connaissance de Idriss Aberkane (La nature est une bibliothèque et L'économie de la connaissance) suivi d'un échange sur différents éléments de ces vidéos, pour aider les élèves à les comprendre.
Et enfin la troisième partie a été consacrée à la mise en commun du travail qui devait être réalisé pour la séance et qui est retranscrit en première partie du PDF diffusé pour la séance 3.
Cette séance est réalisée "en confinement", donc les élèves ont eu accès (avec plus ou moins de
facilités) au
premier PDF du cours et des exercices préparatoires sur le cahier des charges.
Les élèves ont une vidéo à regarder pour comprendre le fonctionnement de deux diagrammes utiles
à la rédaction d'un cahier des charges (diagramme APTE et diagramme des interactions).
J'en profite pour leur indiquer qu'une vidéo peut contenir des erreurs ... même si je ne suis
pas sûr que le message soit passé ...
Au terme de la séance les élèves doivent avoir réalisé trois schémas :
Note : Après correction des travaux de cette séance et de la suivante, je me rends compte qu'il faut imposer de lister les contraintes sans quoi très peu d'élèves le font, et que la vidéo proposée a un autre biais (pas vraiment une erreur) : elle laisse penser qu'il ne peut y avoir qu'une seule contrainte imposée par un élément externe donné.
Note 2 : La correction (PDF) est disponible avec la séance 6.
Deuxième séance réalisée "en confinement". Les élèves ont eu accès, encore une fois, au
PDF de la suite du cours et des exercices sur le cahier des charges.
Ce PDF contient des propositions de corrections des schémas demandés lors de la séance
précédente.
Attention, les schémas proposés ne sont qu'une solution, mais pas la seule possible, beaucoup
d'autres organisations et découpages étaient possible pour la carte mentale, et le contenu
des diagrammes APTE et diagramme des interactions dépends bien entendu des attentes de chacun
concernant le système d'arrosage automatique.
C'est d'ailleurs pour cela qu'un cahier des charges est intéressant : il permet d'expliciter
cette vision et de la communiquer à la personne en charge de réaliser le projet.
Le travail demandé à l'issue de la séance concerne l'identification des contraintes liées à chacun des éléments externes identifiés, et la rédaction d'une introduction pour le cahier des charges.
Note : La correction (PDF) est disponible avec la séance 6.
Le cahier des charges est bien avancé, mais la suite sera donnée en travail pour les prochaines
vacances, pour ne pas consommer tout le temps sur ce seul sujet. (Edit : finalement, j'ai abandonné
l'idée du travail pendant les vacances)
Un des sujets principaux à aborder cette année est la chaîne de traitement de l'information.
Le sujet a déjà été abordé pendant la séance de présentation (séance 1) de façon succincte.
Cette séance est encore réalisée "en confinement". Le PDF de la séance détaille la chaîne de traitement de l'information, ainsi que la différence entre les domaines "analogiques" et "numériques", avec une appartée sur les notations décimales et binaires permettant de faire un lien avec les mathématiques.
La troisième partie du PDF introduit un travail sur l'énergie, avec un travail de recherche à rendre.
Encore une séance réalisée "en confinement". J'ai choisi de commencer par
une partie très théorique de cours sur la mesure (PDF), que j'ai tenté de rendre abordable
pour des élèves de 4ème puisque c'est un sujet qui peut être très complexe.
Résultat, je ne vais pas plus loin sur les capteurs pour cette séance.
J'ai aussi mis à disposition des PDFs de correction des travaux des séances précédentes :
Le cours se termine par un travail personnel à faire (rien à rendre) sur la mesure, et une introduction du prochain cours sur les capteurs, avec là aussi un travail à faire et à conserver sur feuille ou sur cahier pour pouvoir les utiliser en cours.
Pour ne pas changer, une séance de plus réalisée "en confinement". Cette séance poursuit
le travail sur la chaîne de l'énergie (PDF). Il reprend la correction du travail préparatoire et
détaille ensuite la chaîne complète de la source d'énergie primaire à l'énergie utile permetttant
de réaliser l'action demandée à un objet technique, ce qui va un peu plus loin que la partie au
programme en technologie qui se concentre sur la dernière étape, entre l'énergie "finale" et la
réalisation de l'action.
Je ne suis pas rentré dans les détails concernant chaque étape de la chaîne complète, pour chaque
énergie primaire et chaque solution de transformation et chaque solution de stockage, même si ce
n'est pas l'envie qui me manquait. J'avais commencé à le faire ... mais le document devenait
beaucoup trop long et trop complexe pour le niveau de 4ème, et s'éloignait aussi considérablement
du programme :(
Je le ferais peut-être un jour si j'ai le temps, car c'est très intéressant, et ça changera des
"documentations vidéo" (si on peut qualifier ça de documentation ...).
Petite précision concernant le premier travail demandé, suite à la question d'un élève :
La chaîne globale de l'énergie part toujours d'une énergie primaire pour finir avec une énergie
utile (contrairement à la chaîne de l'énergie des objets techniques qui ne détaille que la partie
entre l'énergie finale et l'énergie utile).
Il faut donc identifier toutes les étapes entre la "Source d'énergie primaire" et "l'action
réalisée" que j'ai indiqué, selon ce schéma :
Source d'énergie primaire --> Énergie primaire --> Installation de transformation --> Énergie
secondaire --> Solution de transport de l'énergie secondaire --> Système de distribution de
l'énergie secondaire --> Énergie finale --> Objet technique (qui inclut un actionneur) --> Énergie
utile --> Action réalisée.
Pour chaque objet technique, pensez à bien identifier l'actionneur correspondant et les formes
d'énergie à chaque étape !
Je met aussi à disposition la correction du travail demandé la semaine précédente sur la mesure et les capteurs (PDF).
Après deux semaines de vacances, la reprise se fait toujours à distance. Cette séance est coupée en
deux parties : une première qui continue le travail sur les capteurs, et une deuxième partie qui
débute le travail sur la programmation.
Le PDF est
disponible ici (PDF).
Je met aussi à disposition la correction du travail demandé la semaine précédente sur la chaîne de l'énergie (PDF).
Pour l'exercice 2 de ce travail qui consistait à classer les éléments du système d'arrosage identifiés
lors des séances précédantes, le classement rendu par beaucoup d'élèves n'est pas bon.
Il faut penser "énergie" dans le système d'arrosage automatique.
La fonction du système est de distribuer l'eau. Il utilise l'énergie électrique comme source
d'alimentation en énergie finale, soit depuis une prise soit depuis des panneaux solaire ou des batteries,
puis le contrôleur et les capteurs associés contrôlent la distribution de cette énergie à la pompe qui est
chargée de convertir cette énergie électrique en énergie cinétique de l'eau utilisée pour arroser.
Les tuyaux servent à guider l'eau jusqu'aux embouts du système d'arrosage, ces deux éléments remplissent
donc la fonctions "transmettre" (canaliser pour être plus précis dans notre cas).
La réserve d'eau ne fait pas partie de la chaîne de l'énergie. Le système agit sur l'eau, mais l'eau ne
fait pas partie du système, et le réservoir n'est qu'un moyen de stockage de la matière première pour le
système.
Cette séance est entièrement consacrée à l'informatique, mais avec une partie "histoire", et une partie
programmation.
Le PDF est
disponible ici (PDF).
La partie programmation est très succinte, et constitue plus une petite introduction, avec un travail
personnel à réaliser qui est plus là pour vérifier que les élèves ont bien accès à Scratch, et éventuellement
avoir quelques retours sur les difficultés rencontrées, pour me faire un point de départ pour la suite.
Comme d'habitude,
la correction du travail demandé la semaine précédente sur les organigrammes (PDF) est disponible.
J'ai volontairement fait un cas un peu plus compliqué pour la porte coulissante, bien que je n'attendait pas
un travail de cette complexité de la part des élèves.
Pour ceux qui m'ont tout de même rendu des travaux, la difficulté principale semble avoir été sur le troisième
exercice, pour lequel ils n'ont pas mis la tempo au bon endroit. Leur solution est pertinente en pratique,
mais ne réponds pas à la problématique posée.
Cette séance est à nouveau découpée en deux parties, pour me permettre de faire plusieurs documents, plus
courts, pour aider certains élèves qui décrochent (ou du moins désespèrent) quand ils se trouvent devant un
document texte de quatre pages à lire (à commencer par mon propre fils ...).
Une première partie est un résumé du cours précédant, pour insister sur les principes de fonctionnement des
systèmes informatiques. Il suffit de lire le document (une seule page :)
La seconde partie est consacrée à la programmation, avec quelques explications sur les instructions et les
variables, et un travail personnel de mise en application très simple.
La correction des deux exercices de programmation (séance 9 + séance 10) est disponible en PDF et au format Scratch.
Cette séance sera à nouveau découpée en deux parties sur la programmation : les tests et les boucles.
J'ai pris conscience il y a deux ou trois semaines que nous (professeurs) avons globalement oublié un
point très important de notre mission : l'enseignement.
Plus précisément, nous avons poursuivi l'enseignement initié en classe, qui fonctionne selon un principe
que les élèves pratiquent depuis la maternelle, pour passer à de l'enseignement à distance, principe
complètement nouveau pour les élèves (et pour nous), sans chercher (pour la pluspart d'entre nous du
moins) à enseigner aux élèves la méthodologie associée à ce mode d'enseignement.
Cet oubli s'explique par le fait que ce changement était aussi violent pour nous, professeurs, que
pour nos élèves.
Nous avons cherché à nous adapter très vite pour poursuivre nos enseignements, alors que nous aurions
du profiter de cette situation pour enseigner d'autres techniques de communication.
Mais nous avons commis (pour ma part du moins) l'erreur de considérer que les élèves, baignant dans les
nouvelles technologies depuis leur plus jeune âge, maitrisaient ce mode de fonctionnement.
Cependant, il n'y a quasiment aucun rapport entre utiliser un smartphone pour accéder à des réseaux
sociaux et communiquer avec ses pairs (les autres élèves) et utiliser un ordinateur pour suivre un
enseignement à distance et communiquer avec des adultes.
Cette séance sera donc séparée en deux.
Une partie sera toujours consacrée au sujet en cours (programmation et arrosage automatique), mais tout
de même limitée à une reformulation de la partie du cours sur les boucles, suites aux quelques retours
que j'ai pu avoir cette semaine.
La seconde partie sera "Hors sujet" (du point de vue du système d'arrosage automatique), et consacrée
à l'enseignement des techniques de communication liées à l'enseignement à distance.
Enseigner à distance les techniques d'enseignement à distance peut paraître étrange, et j'avoue ne pas
trop savoir comment m'y prendre, mais je pense que cela colle avec l'enseignement de technologie.
(L'idéal serait d'avoir un enseignement "communication", mais ce n'est pas au programme du collège ...
même si cela pourraît aussi avoir sa place en Français, ou en "vie de classe").
Il y a deux fiches pour cette partie : une fiche d'introduction, et une première fiche de travail.
Ce travail sera présenté sous forme d'un jeu de piste.
Cette semaine certains reprennent le chemin du collège.
Nous n'aurons pas la possibilité d'utiliser de matériel ou d'ordinateurs, nous profiterons donc de ce
temps de "face à face" pour revoir les notions abordées depuis le début du confinnement, et aller un peu
plus loin quand cela sera possible.
Cela devrait occuper les séances sur le reste de l'année (4 séances de 1h).
En parallèle, je continuerais l'envoi de fiches de travail pour tout le monde.
Pour ne pas surcharger ceux qui auront repris le chemin du collège, il n'y aura plus qu'une fiche (ou deux
fiches très courtes) par semaine.
La fiche de la semaine poursuit le travail sur la communication écrite, avec quelques remarques sur la
forme des messages, et un travail de mise en forme d'un document à renvoyer en PDF.
Toujours dans l'idée de travailler sur la communication écrite, il y a encore une interaction à réaliser
en utilisant la messagerie de l'ENT.
Le retour au collège semble avoir enchanté certains élèves, tandis que d'autres sont restés muets pendant toute la séance, peut-être intimidés par le port du masque.
J'ai commencé cette courte séance avec un retour sur les travaux autour du cahier des charges et les
diagrammes associés, mais devant le peu d'enthousiasme je suis très vite passé au domaine de l'énergie,
qui a visiblement beaucoup plus intéressé les élèves.
Nous avons tout juste eu le temps de lister les différentes formes d'énergie à partir des souvenirs des
élèves, et nous en avons profité pour creuser un petit peu sur le lien avec le phénomène physique lié à
chaque forme d'énergie évoquée et corriger les erreurs faites par les élèves dans ce domaine complexe.
Je n'ai pas eu le temps d'aller jusqu'au travail sur la chaîne de l'énergie que je pensais aborder sur
cette séance qui se rapprochait plus d'un cours de physique et de chimie, mais compte tenu de l'intérêt
visible des élèves, je suis assez content du résultat.
Cette semaine est dans la continuité directe de la semaine précédante, avec la suite du travail sur l'énergie pour ceux qui reviennent au collège, et la suite du jeu de piste sur la communication écrite pour tout le monde.
La correction de la partie 2 du travail sur la communication écrite n'est pas "complète" dans le sens
ou elle ne donne pas les indications nécessaires pour obtenir les points bonus, pour permettre à tous
de participer.
Je fais le décompte des points ainsi :
Cela devrait faire, avec les fiches 4 et 5, un total sur 25, avec un classement en fin de jeu de piste.
Ce n'est pas un jeu de piste exceptionnel, mais certains élèves ont bien accroché, et je suis assez
content du résultat.
J'ai aussi ajouté un petit travail de recherche sur les pompes, pour revenir sur le sujet initial, même si compte tenu du nombre de séances restantes, il ne sera pas possible d'aller au bout de ce sujet ... reste à voir si je continue à alimenter cette page à l'avenir ou non.
Cette séance a été consacrée à la suite du travail sur les différentes formes d'énergie, et à la
décomposition de la chaine de l'énergie dans un cas particulier, sur le principe de l'exercice donné
avec la fiche 8 (séance 7) : de l'Uranium à l'électricité.
Il s'agit de l'un des cas les plus intéressant car le nombre d'étapes et de formes d'énergie qui
entrent en jeu est très important, ce qui permet de travailler ce principe de transformation d'énergie
et de parler des pertes liées à chaque étape.
J'en ai donc profité pour faire un "petit" document (PDF) récapitulant les différents points abordés pendant ces deux séances sur l'énergie.
Cette séance est à nouveau en classe entière, malheureusement c'est pour certains la dernière séance de l'année, et l'avant dernière pour d'autres.
Nous en profiterons tout de même pour revenir sur la partie programmation, avec les organigrammes
et la syntaxe SCRATCH, même si nous n'avons pas la possibilité d'utiliser les ordinateurs :
La deuxième partie de la séance aurait du être consacrée à la mise en commun des travaux de recherches préliminaires sur les pompes (fiche 27), mais visiblement personne n'a fait cette préparation (ou presque), et avec certaines classes nous n'avons même pas pu terminer la première partie sur la programmation.
Et enfin, la dernière partie du travail sur la communication écrite, découpé en deux fiches pour
que ce soit plus simple à lire (ou y aurait-il une autre raison ?)
Cette partie ne sera pas abordée en cours, elle reste à faire sur le principe du travail en ligne.
J'ai mis à disposition une fiche (PDF) qui reprend le travail effectué en cours avec les élèves sur cette séance.
Cette séance a été entièrement consacrée à des vidéos sur les différents types de pompes. Nous avons
notemment regardé
cette vidéo sur Youtube
qui utilise des animations assez claires pour montrer le fonctionnement de 6 types de pompes
différentes.
Cette vidéo est en anglais, mais je n'ai pas trouvé de vidéo en Français qui ne soit pas bourrée
d'erreurs ou avec des animations simples à comprendre (c'est un peu le soucis des vidéos, des heures
de visionnage pour ne rien avoir au bout ... si ce n'est la certitude de la mauvaise qualité
générale de ce mode de documentation).
J'ai ensuite présenté d'autres types de pompes (vis sans fin, pompes péristatiques, pompes à dépression
thermique) et la liste n'est pas encore complète ...
La fin du cours a été consacrée au visionnage du début d'une vidéo "C'est pas sorcier", sur un thème technique choisi par les élèves pour chaque classe.
Cette séance est la première séance "hors cursus", c'est à dire qu'elle n'a pas été donnée dans le
cadre de l'enseignement au collège, mais mise en ligne pour ceux qui désirent poursuivre la séquence
de travail sur le système d'arrosage automatique.
À partir de cette séance, le travail est réalisé bénévolement, et la mise en ligne dépendra donc de
mes disponibilités et de mon assiduité à poursuivre la rédaction des documents. Je ne vous garanti
rien, mais je poursuis ce travail pour mes enfants, et vous propose d'en profiter pour les votres.
Dans le but de préparer les travaux sur la fabrication en général, et sur la modélisation et l'impression 3D, cette séance introduit une séquence sur les matériaux et les structures. Le PDF de la séance inclut deux travaux à réaliser, dont la correction est disponible dans le deuxième PDF.
Cette séance poursuit la préparation des travaux sur la fabrication et la modélisation, et donne
quelques clés concernant les différents types de représentations graphiques, avec un travail à
faire (schéma d'un clapet anti-retour).
Comme d'habitude, la correction est disponible dans le deuxième PDF, mais les élèves du collège
Paul Claudel de Lagnieu peuvent toujours m'envoyer leurs travaux pour commentaire si ils le
souhaitent :)
Cette séance de cours est découpée en deux documents sur les pompes.
Un premier document (fiche 36) très théorique, qui présente les caractéristiques des pompes et
quelques-une de leurs applications, et un second document (fiche 37) qui
revient sur l'utilisation qui nous intéresse, à savoir le système d'arrosage automatique.
Après une première séance sur les matériaux, ce cours présente rapidement les différentes techniques de fabrication existantes, de façon non exhaustive, et sans détailler chacune d'entre elles. L'objectif est simplement de les lister pour faire prendre conscience aux élèves de la multitude des techniques existantes, et des catégories dont elles font partie.
Séance en cours de préparation, c'est juste pour vous mettre l'eau à la bouche :)
La suite sera mise en ligne au fur et à mesure de la rédaction des sujets des séances.
Il devrait y avoir, entre autres et si l'organisation le permet :
Les sources de tous les documents peuvent être demandées par mail à Nathael Pajani.
sources.cpc@nathael.net
