5ème : Projet 2014/2015 (Moyen âge)

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Voute en plein cintre
Projet

Le professeur de Mathématiques d'une de 5ème conduit un projet sur le moyen âge. J'ai donc proposé ma participation à ce projet en étudiant les voutes et pourquoi pas en construire une maquette.
Je renomme donc le "CI2 : Découvrir les ouvrages du quartier du collège" par "CI2 : Comment les châteaux étaient-ils construits ?" Le reste du travail de l'année ne change pas.
Les élèves vont bien sûr suivre le programme officiel de technologie (voir messages "Programmes et capacités")

Le travail de calculs et de traçage des patrons des différentes pièces (sommiers, claveaux et clef) sera réalisé en Mathématiques.

Le fichier "Geogebra" est en téléchargement ici :

 

Les élèves, par groupe de 4, fabriqueront la maquette en technologie à partir de patrons en plastiques (plus simple pour tracer).
Pour arriver à la maquette de voute en plein cintre, je vais suivre la démarche décrite dans le document suivant qui est un projet et peut être modifié à tout moment :

3ème : CI2 Recherche de solutions techniques (Ascenseur privatif)

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Séance 1 : Recherche de solutions techniques

Le travail se poursuit en suivant la démarche de projet :
Etape 1 : Formuler le besoin
Etape 2 : Rédiger le Cahier Des Charges Fonctionnel
Etape 3 : Rechercher les solutions
Etape 4 : Choisir une solution
Etape 5 : Modéliser et réaliser le prototype
Je présente aux élèves une vidéo qui décrit un début de recherche de solutions techniques. Ce document est un extrait d'une vidéo qui m'a été fournie par l'entreprise Poma.

Les élèves travaillent sur une idée de maquette pouvant présenter certaines solutions techniques. Ils ont à leur disposition un CDCF simplifié de cette maquette et doivent lister des solutions techniques puis les présenter (croquis, maquette papier carton, maquette numérique).
Ce travail n'étant pas simple pour les élèves, au bout d'une heure de recherche, je leur présente un "embryon" de maquette possible.



Les capacités abordées sont les suivantes : (voir "Programme et capacités en 3ème") 
1.8 Proposer des solutions techniques différentes qui réalisent une même fonction.
1.11 Réaliser un schéma, un dessin scientifique ou technique par une représentation numérique à l’aide d’un logiciel de conception assistée par ordinateur, en respectant les conventions.
Le document "élève" en fichier LibreOffice est à télécharger ci-dessous :

3ème : CI1 Appropriation du CDCF (Ascenseur privatif)

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Séance 4 : Le cahier Des Charges Fonctionnel d'un objet technique
Le centre d'intérêt n°1 arrive à sa fin  mais le projet ne fait que commencer.

Les élèves doivent caractériser les fonctions formulées dans la séance 3 "L'analyse fonctionnelle" puis rédiger le CDCF.
Les élèves doivent comprendre que c'est une partie essentielle car le projet devra suivre ce CDCF qui représente le contrat entre le concepteur et le futur client.
Les capacités abordées sont les suivantes : (voir "Programme et capacités en 3ème")
1.3 Décrire les critères d'appréciation d'une ou plusieurs fonctions (2)
1.4 Dresser la liste des contraintes à respecter (3)
1.5 Pour quelques contraintes choisies, définir le niveau que doit respecter l'objet technique à concevoir (3)
1.7 Rédiger ou compléter un cahier des charges simplifié de l'objet technique (2)

Les documents "élève" en fichier LibreOffice sont à télécharger ci-dessous :

 

3ème : CI1 Appropriation du CDCF (Ascenseur privatif)

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Séance 3 : L'analyse fonctionnelle
Suite à la définition du besoin sur lequel ont travailler les élèves, nous en arrivons à l'étape de la définition des fonctions de service. En répondant directement au besoin, ces fonctions permettent de définir l'usage de l'objet technique, ici un ascenseur privatif.

A partir du diaporama sur les "Etudes préalables2", les élèves doivent formuler les fonctions de service que doit satisfaire l'ascenseur privatif  afin que le propriétaire d'une maison à deux étages puisse y vivre en toute autonomie avec son fauteuil roulant.

La capacité abordée est la suivante : (voir "Programme et capacités en 3ème")
1.2 Enoncer et décrire sous forme graphique des fonctions que l'objet technique doit satisfaire. (2).

Le document élève en fichier LibreOffice est à télécharger ci-dessous :

 

3ème : CI1 Appropriation du CDCF (Ascenseur privatif)

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Séance 2 : La formulation du besoin

A présent, les élèves abordent l'analyse du besoin.
Pour situer l'étape de la formulation du besoin dans le développement du projet, j'explique aux élèves la démarche suivie à l'aide du diaporama suivant :

 

 Les élèves doivent formuler le besoin afin de satisfaire une personne à mobilité réduite qui demande à avoir une autonomie suffisante dans ses déplacements dans sa maison.

Le besoin est présenté sous forme graphique.

La capacité abordée est la suivante : (voir "Programme et capacités en 3ème")
1.1 Formaliser sans ambiguïté une description du besoin. (3).
Le document "élève" en fichier LibreOffice est à télécharger ci-dessous :

3ème : CI1 Appropriation du CDCF (Ascenseur privatif)

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Séance 1 : Présentation générale du projet

Encore une nouvelle année avec de nouveaux projets. Les élèves de 3ème vont rechercher des solutions d'aménagement d'un domicile pour une personne à mobilité réduite. Ils vont être amené à étudier des ascenseurs privatifs.
La première séance permet d'aborder le problème et de présenter le projet à l'aide de 2 vidéos : 
Aménager son domicile 
Et une vidéo (je ne fais pas de publicité) sur un fabricant d'ascenseurs :

Ascenseurs PAOLI Marseille par fanny_asc_paoli

Les élèves doivent rédiger un petit texte de présentation, rechercher des informations sur les différents objet techniques et présenter leur travail sous forme de plan légendé de la maison modifiée. Bien sur, des informations supplémentaires sont à trouver comme les dimensions d'un fauteuil roulant, d'un ascenseur.

La capacité abordée est la suivante : (voir "Programme et capacités en 3ème")
1.1 Formaliser sans ambiguïté une description du besoin. (3).
Le document élève en fichier LibreOffice est à télécharger à cette adresse : 

3ème : CI3 Revue de projet et choix de solutions techniques (La cabine du Vanoise Express)

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Réalisation de la maquette "papier/carton"
Un retour rapide sur les maquettes "papier/carton" (voir séance 2 : solutions retenues) créées par les élèves . Quelques projets ont aboutis avec la mise en peinture.
Les capacités abordées sont les suivantes : (voir "Programme et capacités en 3ème")
1.9 Valider une solution technique proposée. (3) 
1.10 Choisir et réaliser une ou plusieurs solutions techniques permettant de réaliser une fonction donnée. (3) 
1.12  Gérer l’organisation et la coordination du projet. (3). 
Voici une présentation des productions :

3ème : CI4 Réalisation et validation du prototype (La cabine du Vanoise Express)

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Séance 1 : Réalisation de la maquette. 

Lors de la fabrication d'un objet technique, il convient de mettre en place les opérations, à les ordonner dans le temps et mettre en œuvre le processus de fabrication.

Les élèves doivent réaliser la maquette des portes du Vanoise Express afin de pouvoir l'automatiser et visualiser le fonctionnement.
Une seule porte par groupe sera fabriquée et non deux par manque de temps.
Voici quelques images du début de la réalisation :

Le système pignon/crémaillère est réalisé sur "CharlyRobot" à partir du travail proposé sur le site TechnoPujades.
J'ai créé une vidéo pour plus de facilité de présentation :

Les élèves ont déjà abordé ce système dans  3ème : CI3 Revue de projet et choix de solutions techniques
Il ne restera plus que la programmation. La technologie utilisée pour l'automatisation est PICAXE (pas de publicité).  
Les capacités à acquérir sont les suivantes : (voir "Programme et capacités en 3ème")
1.10 Choisir et réaliser une ou plusieurs solutions techniques permettant de réaliser une fonction donnée (3)
1.12 Gérer l'organisation et la coordination du projet (3)
6.1 Justifier le choix d'un matériau au regard de contraintes de réalisation (2)
6.2 Enoncer les contraintes liées à la mise en œuvre d'un procédé de réalisation et notamment celle liées à la sécurité (2)
6.6 Concevoir le processus de réalisation (3)
6.7 Conduire la réalisation du prototype (3)
Les documents "élève" en fichier LibreOffice sont à télécharger ci-dessous :

4ème : CI5 Par quoi et comment sont réalisées l'acquisition et la transmission de l'information ?

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Séance 1 : Identifier la nature d'une information

A partir de la maquette de la maison tournante développée l'année dernière en classe de 3ème, les élèves vont identifier les éléments permettant d'assurer la fonction ACQUERIR, établir les liaisons physiques entre l'élément de traitement et les différentes périphériques, et pour finir, réaliser un croquis de l'objet technique étudié.
La maquette utilisée est présentée ici en vidéo :

Pour cette séance, les capacités à acquérir sont les suivantes : ( Voir Capacités à acquérir en classe de 4ème ) 

1.3 Établir un croquis du circuit d’alimentation énergétique et un croquis du circuit informationnel d’un objet technique (3).
5.8 Identifier les composants d’une interface entre chaîne d’énergie et chaîne d’informations (réels ou objets graphiques virtuels) (2).
5.3 Identifier les modes et dispositifs d'acquisition des signaux, des données (1).
5.9 Repérer le mode de transmission pour une application donnée (1).
Le document "élève" en fichier LibreOffice est à télécharger ci-dessous :

6ème : CI4 Comment tourne une roue ?

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Séance 3 : Le caractère polluant d'une énergie

Les élèves doivent comparer le caractère plus ou moins polluant des énergies utilisées pour des objets techniques permettant de se déplacer.
Dans cette séance, les élèves abordent les capacités suivantes : (voir "Programmes et capacités") 
3.1 Identifier la nature des énergies utilisées pour le fonctionnement de l'objet technique (1)
3.4 Indiquer le caractère plus ou moins polluant de la source  d’énergie utilisée pour le fonctionnement de l’objet technique (1)
Le document de travail est en téléchargement à cette adresse :

 

6ème : CI3 Comment fonctionne un objet technique ?

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Séance 3 (séquence 2)

Identifier l'énergie utilisée dans le fonctionnement de l'objet technique :

Toujours à partir du vélo (voir l'article séance 3 séquence 1), les élèves vont devoir identifier les énergies développées dans la mise en mouvement.

Les capacités à acquérir sont les suivantes : (voir "Programmes et capacités")  
1.10 Identifier des solutions techniques qui assurent une fonction technique. (2)
1.11 Identifier, à partir d'une représentation, les éléments qui assurent une fonction technique (2) 
3.1 Indiquer la nature des énergies utilisées pour le fonctionnement de l'objet technique. (1)

Le document élève est en téléchargement à cette adresse :

6ème : CI4 Comment tourne une roue ?

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Séance 2 : L'énergie utilisée dans la trottinette électrique 
Suite à un message publié sur une liste de diffusion sur la technologie, je me suis rappelé un travail que j'avais développé sur la trottinette électrique de chez TS (pas de publicité bien sûr !).
J'avais déjà publié un article sur le même sujet mais avec une maquette d'hydroglisseur comme support d'étude.
Les élève doivent retrouver tous les éléments qui permettent de faire fonctionner le moteur, à l'aide de la maquette numérique et de la trottinette électrique.
Le fichier e-drawing de la maquette numérique de la trottinette électrique est en chargement ici :

Pour vérifier les observations, les élèves câblent un circuit  électrique permettant de faire fonctionner un moteur avec un interrupteur, un moteur et une pile.
Dans cette séance, les élèves abordent les capacités suivantes : (voir "Programmes et capacités") 
3.2 Identifier les éléments de stockage, de distribution, et de transformation de l'énergie (1)
3.3 Représenter la circulation de l'énergie dans un objet technique par un croquis (2) 
Le document de travail est en téléchargement à cette adresse :