L’enseignement scientifique et technologique en STI2D

1. L’enseignement scientifique et technologique en STI2D Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

2. 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. Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

3. Avec une série S beaucoup plus scientifique. Le fait que 40 % des bacheliers S qui poursuivent des études scientifiques et technologiques supérieures longues alors qu’ils sont 90 % en S-SI impose d’implanter la série S-SI dans tous les lycées. Mais aussi avec une voie technologique industrielle rénovée, avec la série STI2D qui n’a plus comme objectif final de préparer un BTS. Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

4. La série STI2D est une vraie voie scientifique et technologique spécifique offrant une alternative à la série S. Elle est destinée à accueillir des élèves qui n’ont pas le profil et l’appétence pour faire S, mais dont le potentiel peut leur permettre d’envisager une poursuite d’études au plus haut niveau même si de nombreux parcours passeront par une STS. Programmes écrits en fonction des BTS STI BTS Au plus haut niveau : M2 donc L, BTS, DUT Prépare à la poursuite d’ études STI Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

5. Objectif Faire de la série STIDD une voie d’excellence au même titre que la voie générale destinée à préparer les élèves à la poursuite d’études jusqu’au niveau M.  Une visée ambitieuse de poursuites d’études avec un objectif identique à celui de la voie scientifique mais utilisant un autre chemin. Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

6. Si l’objectif est clair, il est indispensable de l’opérationnaliser afin de permettre la réussite d’élèves, attirés par l’approche plus concrète des SPCFA et des STI, qui puisent leur motivation dans l’expression d’une forme d’intelligence peu sollicitée par l’enseignement théorique. Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

7. Des enseignements de maths - physique et STI coordonnés seront plus efficaces et permettront d’améliorer le niveau scientifique des élèves de STI2D. Ainsi ceux-ci seront-ils mieux préparés à la poursuite d’études supérieures. Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

8. Comment ? • Un renforcement du sens des enseignements • Un programme de mathématiques centré sur les besoins des élèves en STI2D et affichant la volonté de donner du sens à cet enseignement. • Des enseignements de SPCFA adapté aux contenus des enseignements technologiques. Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

9. Un document – ressources est cours d’élaboration. Son objectif est de montrer et/ou de justifier le besoin de faire des mathématiques à partir de situations concrètes en SPCFA et en STI. Les « points durs » du programme de mathématiques ont été identifiés ainsi que les points de liaisons entre les différentes disciplines. Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

10. Des situations réelles, concrètes vont être choisies en fonction de leur pertinence pour introduire les concepts mathématiques. Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

11. Exemple : scie sauteuse Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

12. Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

13. Une problématique: La découpe de plastique dur tel que le plexiglas devient impossible si la vitesse de coupe excède 1,5 m.s-1 car il y a un échauffement trop important du matériau… Le but de cette étude est de déterminer, pour la scie sauteuse choisie, la fréquence de rotation de la manivelle et donc la position de la molette afin que la vitesse maximale de coupe n’excède pas 1,5 m.s-1. Un schéma technologique en plan Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

14. Quelques « points durs » dans les échanges inter disciplinaires • Le passage de la modélisation technologique au « schéma d’étude mathématique » : • Les professeurs de mathématiques considèrent ce schéma inutile, « c’est évident ! »  Ils restent dans l’implicite… • Le schéma mathématique qu’ils proposent consiste à étudier tout d’abord le déplacement du point A sur un cercle de rayon 1 et non sur celui correspondant au rayon du déplacement de l’excentrique centré sur A. Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

15. Le logiciel mathématique Géogébra  permet d’expliciter graphiquement les mouvements des points A et H. La modélisation proposée par le logiciel (schéma ci-dessus) conduit à des interprétations technologiquement fausses (liaison de type encastrement au point H). Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

16. L’étude mathématique théorique, déconnectée de la réalité technologique, reprend le dessus après la mise en place de la problématique. • La résolution du problème apparaît en fin de sujet, sous forme « d’application numérique ». Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

17. Quelques « constats » dans les échanges inter disciplinaires lors de l’élaboration de ce document Très grande rigueur affichée par les physiciens pour les notations et les unités (m.s-1 et non m/s). Grande attention des professeurs de STI face à la démarche de résolution du problème. Une certaine « timidité » des enseignants STI face à leurs collègues de mathématiques ou de physique, très entreprenants et imaginatifs. Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

18. Une imagination parfois débordante des enseignants de mathématiques qui leur permet de résoudre mathématiquement des problèmes technologiquement incohérents ou irréalistes (exemple des plombs de chasse, exemple de la perte de chaleur dans un loft). Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

19. Les points positifs • La rigueur scientifique est nécessaire pour tous (schéma technologique, mathématique, notation, unités…) afin de se comprendre et d’identifier le langage commun. • Il s’agit d’un élément important du socle d’une culture scientifique solide et nécessaire à la poursuite d’étude dans l’enseignement supérieur. Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

20. Un intérêt réel des enseignants de mathématiques pour contribuer à résoudre nos problèmes scientifiques et technologiques. • L’émergence des connaissances nécessaires à la résolution d’un problème est le résultat d’un travail élaboré dans une démarche inductive, commune à tous… Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

21. Exemple : Courants porteurs et boîtiers CPL Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

22. Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN

23. Il est important que les professeurs de mathématiques, SPCFA et de STI constituent une équipe interdisciplinaire qui se complète et élaborent leurs progressions pédagogiques de manière concertée. Norbert Perrot - Doyen du groupe STI de l'IGEN