mأ©ca Des TP de construction animأ©s - Festo Didactic mieux comprendre les fondamentaux...

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  • NOVEMBREDÉCEMBRE 2004  TECHNOLOGIE 134  11

    méca INFOS

    La mise en situation d’observation et de manipulation d’un système réel, pour aboutir à une formalisation des connais- sances, éveille la curiosité de l’élève, le rendant plus réceptif à la connaissance qu’on cherche à lui transmettre. C’est la méthode inductive, dont la généralisation représente la plus forte mutation des enseignements technologiques de ces quinze dernières années, en particulier en construction mécanique. Certes plus coûteuse en temps d’apprentissage et en matériel, cette méthode a déjà fait ces preuves et enregistré un succès certain, vu le nombre de laboratoires équipés de systèmes, chaînes fonctionnelles, mallettes, etc.

    Quand ces activités de travaux pratiques s’appuient sur des matériels identiques, en nombre suffisant, l’animation des séquences est relativement aisée pour l’enseignant. Cependant, pour des raisons budgétaires évidentes, mais également en réponse à une logique pédagogique – aborder le même concept sur des matériels différents –, on a récemment développé le principe de TP tournants associés à un même centre d’intérêt. Dans cette situation, la tâche du professeur est plus complexe (multiplicité des supports, des questions, des problèmes matériels), et l’autonomie des élèves moindre.

    Cette nouvelle donne pousse les créateurs de produits didac- tiques à trouver des solutions permettant à la fois d’améliorer l’autonomie des élèves pendant les séances de TP, d’indivi- dualiser le parcours d’apprentissage, et surtout de faciliter ce dernier par l’utilisation abondante des nouvelles technologies de l’information et des communications (NTIC). Le salon Éducatec sera l’occasion de découvrir les premiers produits de cette nouvelle génération.

    La société Festo, déjà très présente dans les laboratoires d’auto- matismes, aborde aujourd’hui l’enseignement de la construction mécanique en proposant un nouveau concept de TP ayant pour support une scie sauteuse de la gamme des outils électroporta- tifs professionnels Festool (photo 1). Ce concept s’appuie natu- rellement sur la manipulation de systèmes techniques, adopte l’organisation en centres d’intérêt et innove dans l’interactivité et les outils multimédias.

    Démonter virtuellement la scie sauteuse, lire un plan d’ensemble grâce à une interface 3D interactive, créer automatiquement le modèle de liaison cinématique à partir d’un énoncé des degrés de liberté, transformer dynamiquement un schéma cinématique en sa

    Des TP de construction animés LUC NADALON, JACQUES RIOT1

    Maîtriser les aides multimédias interactives (AMMI), notamment dans les travaux pratiques, afin d’améliorer l’impact pédagogique des activités, telle est la nouvelle évolution des enseignements STI, reflétée par le salon Éducatec 2004. Bien sûr, il ne s’agit pas pour le professeur de devenir informaticien, mais d’approfondir les réflexions pédagogiques et d’utiliser le média informatique là où il est utile, performant et motivant pour les élèves.

    1. Respectivement : professeur de construction mécanique au lycée Gustave- Eiffel de Cachan (94) ; professeur de construction mécanique au lycée Jean- Macé de Vitry-sur-Seine (94).

    Photo 1. Le produit de la gamme professionnelle 

    Photo 2.  Le produit

    premier prix

    solution constructive sont autant de possibilités offertes par ces TP multimédias. Basés sur la comparaison de produits de gammes différentes (photos 1 et 2), ils s’articulent autour de manipulations (essais, mesures et démontages)

    et d’activités présentées dans un environnement interactif. La compréhension du besoin réel de l’utilisateur permet de cadrer l’étude des solutions techniques utilisées (adéquation au besoin exprimé dans le cahier des charges).

    La constitution de l’outil didactique La mallette de TP (emboîtable pour faciliter le stockage) est destinée au travail en binôme et comprend : – deux cédéroms multimédias interactifs à utiliser en séances de travaux pratiques et en ressources ; – une scie sauteuse premier prix et/ou une scie professionnelle permettant de réaliser essais sensitifs et démontages pour l’ana- lyse du mécanisme ; – une fiche de formalisation, « papier » ou dans un format numérique, pour chaque TP, que l’élève doit remplir au cours de l’activité après la validation du professeur ; – un document de travail sur lequel l’élève peut noter ses réponses aux questions posées durant l’activité.

    La démonstration en est faite avec ses nouveaux TP appliqués à l’étude comparative de deux produits industriels – des scies sauteuses. Les possibilités d’animation, de simulation, de superposition, de navigation y sont multiples et impressionnent par leur vertu pédagogique.

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    Pour une utilisation optimale, il est conseillé l’emploi pour le TP d’une scie sauteuse premier prix à démonter et d’une autre en état de marche.

    L’objectif général des différents TP Les activités de manipulations (essais en fonctionnement et démontage) amènent l’élève à comparer des produits répondant à un même besoin mais aux spécifications différentes. L’étude comparative de technologies de construction (écrans 1) s’inscrit dans une problématique de vérification d’un cahier des charges qui constitue le fil conducteur de l’ensemble des TP.

    Le concept de corrigé dynamique La correction étant la phase clé de la compréhension des activités, les corrigés sont détaillés avec de nombreuses animations expliquant point par point le cheminement jusqu’à la solution attendue (écrans 2 et 3). Tous protégés par mots de passe personnalisables, ils sont accessibles à n’importe quel moment du TP, ce qui permet de revenir sur un point non acquis précédemment. Le produit multimédia ne devant en rien se substituer à l’enseignant, les accès aux corrections « stop prof » sont des moments privilégiés de dialogue professeur-élève, grâce à un jeu de questions ouvertes et de réponses ayant pour point de départ le sujet de TP.

    Le dossier technique Ces pages contiennent les informations et spécifications techniques spécifiques à l’objet étudié et son environnement :

    FAST, plan dynamique interactif, nomenclature dynamique (écrans 4), etc.

    Le dossier ressource Les connaissances à mettre en œuvre pour la résolution d’un problème technique sont multiples : technologiques – réalisation des liaisons, engrenages (écran 5) –, mécaniques – modélisation des liaisons (écran 6) –, physiques, relatives aux matériaux, etc. Elles sont regroupées dans un « dossier ressource » réutilisable à l’occasion d’autres séquences.

    Le respect du rythme de l’élève Les activités sont conçues pour être réalisées par un élève selon un rythme de travail permettant la réflexion. Chaque élève progressant à une vitesse qui lui est propre, chaque activité (évaluée) est suivie d’un chapitre « En savoir plus… » (écran 7) permettant d’approfondir des connaissances techniques ou culturelles.

    Toutefois, les accès aux TP sont verrouillés par des mots de passe personnalisables, afin d’éviter le « vagabondage ».

    L’organisation pédagogique et l’environnement multimédia Les éléments de cette mallette permettent d’aborder des aspects fondamentaux du programme du cycle de première et terminale en construction mécanique : outils de la communication technique (lecture d’un plan 2D avec l’aide interactive du 3D), modélisa- tion des mécanismes, transmission de mouvement, technologie

     Écrans 1. L’étude comparative et la vérification des caractéristiques : essais de sciage

     Écran 3. Le corrigé animé pour expliciter la modélisation Écran 2. L’analyse fonctionnelle du besoin

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    de liaisons, énergétique… tout en éveillant la curiosité de l’élève à partir un objet qui peut lui sembler « connu ».

    Chaque TP est découpé en activités de 2 heures dont l’objectif est clairement annoncé (écran 8). Tous s’inscrivent dans une démarche de résolution d’un problème technique (figure 1) : la vérification d’un cahier des charges.

    L’élève enregistre son travail (fiches de formalisation, maquettes volumiques et mécaniques) sous son propre nom (rappelé sur chaque écran du TP) ; il peut ainsi le conserver, le revoir ou le modifier.

     Écran 4. Le dossier technique

     Écran 5. Une ressource animée  Écran 6. Le démonstrateur des degrés de liberté

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