Thème 1 – Design, innovation et créativité
Attendus de fin de cycle
- Imaginer des solutions en réponse aux besoins, matérialiser des idées en intégrant une dimension design.
– Identifier un besoin (biens matériels ou services) et énoncer un problème technique ; identifier les conditions, contraintes (normes et règlements) et ressources correspondantes, qualifier et quantifier simplement les performances d’un objet technique existant ou à créer.
. Besoin, contraintes, normalisation.
. Principaux éléments d’un cahier des charges.
– Imaginer, synthétiser et formaliser une procédure, un protocole.
. Outils numériques de présentation.
. Charte graphique.
– Participer à l’organisation de projets, la définition des rôles, la planification (se projeter et anticiper) et aux revues de projet.
. Organisation d’un groupe de projet, rôle des participants, planning, revue de projets.
– Imaginer des solutions pour produire des objets et des éléments de programmes informatiques en réponse au besoin.
. Design.
. Innovation et créativité.
. Veille.
. Représentation de solutions (croquis, schémas, algorithmes).
. Réalité augmentée.
. Objets connectés.
– Organiser, structurer et stocker des ressources numériques.
. Arborescence.
– Présenter à l’oral et à l’aide de supports numériques multimédia des solutions techniques au moment des revues de projet.
. Outils numériques de présentation.
. Charte graphique.
- Réaliser, de manière collaborative, le prototype d’un objet communicant.
Réaliser, de manière collaborative, le prototype d’un objet pour valider une solution.
Prototypage rapide de structures et de circuits de commande à partir de cartes standard.
Repères de progressivité
S’agissant des activités de projet, la conception doit être introduite dès la classe de 5e, mais de façon progressive et modeste sur des projets simples. Des projets complets (conception, réalisation, validation) sont attendus en classe de 3e. Les projets à caractère pluri-technologique seront principalement conduits en 3e.
Thème 2 – Les objets techniques, les services et les changements induits dans la société
Attendus de fin de cycle
- Comparer et commenter les évolutions des objets et systèmes.
– Regrouper des objets en familles et lignées.
. L’évolution des objets.
. Impacts sociétaux et environnementaux dus aux objets.
. Cycle de vie.
. Les règles d’un usage raisonné des objets communicants respectant la propriété intellectuelle et l’intégrité d’autrui.
– Relier les évolutions technologiques aux inventions et innovations qui marquent des ruptures dans les solutions techniques.
. Outils numériques de présentation.
. Charte graphique.
– Comparer et commenter les évolutions des objets en articulant différents points de vue : fonctionnel, structurel, environnemental, technique, scientifique, social, historique, économique.
– Élaborer un document qui synthétise ces comparaisons et ces commentaires.
– Élaborer un document qui synthétise ces comparaisons et ces commentaires.
- Exprimer sa pensée à l’aide d’outils de description adaptés.
– Exprimer sa pensée à l’aide d’outils de description adaptés : croquis, schémas, graphes, diagrammes, tableaux.
. Croquis à main levée.
. Différents schémas.
. Carte heuristique.
. Notion d’algorithme.
– Lire, utiliser et produire, à l’aide d’outils de représentation numérique, des choix de solutions sous forme de dessins ou de schémas.
. Outils numériques de description des objets techniques.
Repères de progressivité
Cette thématique a vocation à conduire les élèves à comparer et analyser les objets et systèmes techniques. Considérant que la technologie n’est pas extérieure à la société, il s’agit de nouer des liens avec le monde social. C’est à l’occasion de croisements disciplinaires et en traitant de questions d’actualité que cette thématique devient « matière » à relier et à contextualiser. La notion de respect des usages des objets communicants inclut le respect de la propriété intellectuelle dans le cadre de productions originales et personnelles. Elle interroge les élèves sur le respect dû à chaque individu dans et en dehors de la classe.
- Développer les bonnes pratiques de l’usage des objets communicants.
Thème 3 – La modélisation et la simulation des objets et systèmes techniques
Attendus de fin de cycle
- Analyser le fonctionnement et la structure d’un objet.
– Respecter une procédure de travail garantissant un résultat en respectant les règles de sécurité et d’utilisation des outils mis à disposition.
. Procédures, protocoles.
. Ergonomie.
– Associer des solutions techniques à des fonctions.
. Analyse fonctionnelle systémique.
– Analyser le fonctionnement et la structure d’un objet, identifier les entrées et sorties.
. Représentation fonctionnelle des systèmes.
. Structure des systèmes.
. Chaîne d’énergie.
. Chaîne d’information.
– Identifier le(s) matériau(x), les flux d’énergie et d’information sur un objet et décrire les transformations qui s’opèrent.
. Familles de matériaux avec leurs principales caractéristiques.
. Sources d’énergies.
. Chaîne d’énergie.
. Chaîne d’information.
– Décrire, en utilisant les outils et langages de descriptions adaptés, le fonctionnement, la structure et le comportement des objets.
. Outils de description d’un fonctionnement, d’une structure et d’un comportement.
– Mesurer des grandeurs de manière directe ou indirecte.
. Instruments de mesure usuels.
. Principe de fonctionnement d’un capteur, d’un codeur, d’un détecteur.
. Nature du signal : analogique ou numérique.
. Nature d’une information : logique ou analogique.
– Interpréter des résultats expérimentaux, en tirer une conclusion et la communiquer en argumentant.
. Notions d’écarts entre les attentes fixées par le cahier des charges et les résultats de l’expérimentation.
- Utiliser une modélisation et simuler le comportement d’un objet.
– Utiliser une modélisation pour comprendre, formaliser, partager, construire, investiguer, prouver.
. Outils de description d’un fonctionnement, d’une structure et d’un comportement.
– Simuler numériquement la structure et/ou le comportement d’un objet. Interpréter le comportement de l’objet technique et le communiquer en argumentant.
. Notions d’écarts entre les attentes fixées par le cahier des charges et les résultats de la simulation.
Repères de progressivité
Un modèle numérique est une représentation virtuelle d’un objet technique, réalisée en vue de valider des éléments de solutions préalablement imaginés ou d’en étudier certains aspects. Il ne s’agit pas « d’apprendre des modèles » mais d’apprendre à utiliser des modèles, voire à créer un modèle géométrique.
Dans un premier temps, les activités de modélisation seront conduites sur des objets techniques connus des élèves. On privilégiera tout d’abord les modèles à valeur explicative puis les modèles pour construire.
En fin de cycle, l’accent sera mis sur les hypothèses retenues pour utiliser une modélisation de comportement fournie et sur la nécessité de prendre en compte ces hypothèses pour interpréter les résultats de la simulation. Il sera pertinent de montrer l’influence d’un ou deux paramètres sur les résultats obtenus afin d’initier une réflexion sur la validité des résultats.
Thème 4 – L’informatique et la programmation
Attendus de fin de cycle
- Comprendre le fonctionnement d’un réseau informatique.
. Composants d’un réseau, architecture d’un réseau local, moyens de connexion d’un moyen informatique.
. Position de la Terre dans le système solaire.
. Notion de protocole, d’organisation de protocoles en couche, d’algorithme de routage.
. Internet.
- Écrire, mettre au point et exécuter un programme.
– Analyser le comportement attendu d’un système réel et décomposer le problème posé en sous-problèmes afin de structurer un programme de commande.
– Écrire, mettre au point (tester, corriger) et exécuter un programme commandant un système réel et vérifier le comportement attendu.
– Écrire un programme dans lequel des actions sont déclenchées par des événements extérieurs.
. Notions d’algorithme et de programme.
. Notion de variable informatique.
. Déclenchement d’une action par un événement, séquences d’instructions, boucles, instructions conditionnelles.
. Systèmes embarqués.
. Forme et transmission du signal.
. Capteur, actionneur, interface.
Repères de progressivité
En 5e : traitement, mise au point et exécution de programme simple avec un nombre limité de variables d’entrée et de sortie, développement de programmes avec des boucles itératives.
En 4e : traitement, mise au point et exécution de programme avec introduction de plusieurs variables d’entrée et de sortie.
En 3e : introduction du comptage et de plusieurs boucles conditionnels imbriqués, décomposition en plusieurs sous-problèmes.