Cycle 4 - Classe de 3ème EPI Transition écologique et
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Cycle 4 - Classe de 3ème EPI Transition écologique et développement durable Problématique : « Comment alimenter en énergie électrique un local situé en milieu isolé ?» 1. Présentation Le projet est piloté par les professeurs de technologie avec l’intervention d’enseignants en Maths, Phys-Chim, SVT, Hist-Géo, Arts-Plast et le CDI (On peut inclure l’Anglais pour le vocabulaire technique). Le projet d’inscrit dans le cadre de la démarche de projet technologique, comme dans le cas des précédents programme. Les élèves travaillent en îlots et collaborent pour mener le projet à terme. Chaque équipe doit finaliser le projet en : - réalisant un prototype qui répond au problème posé tout en respectant le cahier des charges, - Présentant à l’oral les principales étapes de leur projet sur un support multimédia 2. Exemple de progression Basée sur la méthode d’un enseignement explicite, la progression peut être découpée en 10 séquences de durée variable. Chaque séquence correspond à une étape du projet. Chaque séquence se décline en : Un dossier d’investigation : est Présenté aux élèves sous forme de « cahier d’investigations ». Il représente le fil conducteur qui les guide de leurs recherches et la trace écrite des résultats de leurs investigations. Les élèves disposent de ressources papiers et numériques nécessaires. Il s’agit d’un travail en autonomie mais l’enseignant questionne, interagit avec les élèves pour vérifier leur compréhension. Les élèves sont donc incités à justifier leurs réponses puis à les valider collectivement, ce qui favorise leur implication. Revue de projet : compte-rendu d’investigation écrit et présenté à l’oral (1 à 2 équipes par séquence). Fiche connaissance : permet de structurer les apprentissages et préciser les compétences et les connaissances visées (enseignement frontal) Evaluation : Etude de cas 3. Présentation générale du contenu Dossier 1 : Présentation du projet (Technologie, SVT) Etudier le projet soumis, identifier la problématique, recenser les actions à mettre en œuvre pour faire aboutir le projet et les regrouper en étapes (Etude du dossier, recherches et choix de solutions, conception, réalisation…) Dossier 2 : Organisation des équipes collaborative– Planification prévisionnelle (technologie, CDI) Constituer les îlots (groupes, matériels, ressources…..) Rédiger d’un planning prévisionnel des principales étapes Etudier les différents moyens de communication à distance (stockage, partage, échanges de documents….) et choisir le support le mieux adapté à la conduite d’un projet collaboratif (plateforme chamilo ou « cloud ») Dossier 3 : Communication – Diffusion (technologie, CDI) Choisir un support qui permet de produire un document multimédia afin de communiquer à l’oral et à distance. Dossier 4 : Appropriation du cahier des charges (technologie) Formuler clairement le besoin, identifier les fonctions de service attendues et les contraintes à respecter. Repérer les contraintes qui sont liées au respect de l’environnement et au développement durable Compléter un cahier des charges en précisant les critères et les niveaux correspondant aux contraintes imposées Dossier 5 : Choix d’une solution énergétique en fonction du CDC (technologie, SVT, Hist-Géo, CDI) Identifier les sources d’énergies possibles en milieux isolés (Biomasse, éolien, photovoltaïque, géothermie, mini-hydraulique, Pétrole…) en tenant compte de la situation géographique et climatique. Faire le lien entre la disponibilité des ressources et la production d’énergie Choisir la ou les solutions qui respectent les contraintes du cahier des charges. !!!! Les dossiers d’investigations qui suivent 6-7-8 vont dépendre des choix des équipes. Selon le choix de source d’énergie retenue Dossier 6 : Recherches et choix de solutions techniques pour optimiser la production d’électricité (Technologie, Maths, Physique-Chimie, Arts plastiques Dossier 6 a Choix photovoltaïque Questionnement -Comment ça fonctionne ? -Quel support ? -Avec quels matériaux -Comment le positionner par rapport au soleil dans le but d’optimiser la production -Quel design Dossier 6b Choix éolien Questionnement : -Comment ça fonctionne -Quel type d’éolienne -Combien de pales -Quelle forme de pale -Quel design -Avec quels matériaux Dossier 6c choix mini-hydraulique Questionnement : -Comment ça fonctionne -Quel type de roue à aube -Quelle forme -Avec quels matériaux -Quel design Recherche et choix de solutions Inclure une dimension artistique dans l’objet à réaliser (Arts plastiques) Dossier 7 : Conception (Technologie, Maths, Physique-Chimie, Arts plastiques) Dossier 7a Dossier 7b Dossier 7c Choix photovoltaïque Choix éolien choix mini-hydraulique Conception support orientable -Croquis, dessins, cotations sur papier -Réalisation maquette numérique (solidworks) Conception de pales -Croquis, dessins, cotations sur papier -Réalisation maquette numérique (solidworks) Conception de roue à aube -Croquis, dessins, cotations sur papier -Réalisation maquette Dossier 8 Réalisation et test (technologie, Maths, Physique-Chimie) Dossier 8a Dossier 8b Choix photovoltaïque Choix éolien Dossier 8c choix mini-hydraulique -Réalisation du support -Réalisation de pâles -Réalisation d’une roue à aube photovoltaïque par impression d’éolienne par impression 3D photovoltaïque par impression 3D ou UPA 3D -Programmation sur arduino -Programmation sur arduino -Programmation sur arduino de l’orientation et l’inclinaison de la mise à l’arrêt de de la mise en marche et arrêt du support photovoltaïque en l’éolienne par vent fort automatique entre minuit et fonction de la position du -Montage de l’installation 6h soleil. électrique en incluant le circuit -Montage de l’installation -Montage de l’installation de stockage électrique électrique en incluant le circuit -Test et validation -Test et validation de stockage -Test et validation Réalisations artistiques sur ces objets techniques (Arts plastiques) possibilité de mixer éolien et solaire en réalisant des branchements avec des module de couplage (série, dérivation …) Dossier 9 : Cahier des charges pour finaliser la présentation orale (technologie). Présentation orale du projet sur un support multimédia (diaporama, prezi, montage vidéo……) Les modules tampons (toutes les disciplines peuvent produire des dossiers) Etant donné que la partie réalisation prend du temps et que l’impression 3D est particulièrement chronophage, on peut utiliser des dossiers indépendants de la planification mais qui restent en lien avec le sujet. Cela permet aux élèves de rester en activité durant les moments d’usinage et maintenir un climat de travail. Ces modules se présentent sous forme de ressources extraites de publications scientifiques et techniques (SV-junior, Comment ça marche, c’est pas sorcier ….) Il s’agit d’une lecture de documents (ou visualisation d’une vidéo) en autonomie et guidée par un questionnement structuré et ordonné qui doit amener les élèves à produire une réflexion sur un sujet d’actualité portant sur les thèmes suivants : Evolution des objets techniques (inventions, innovations) Veille technologique Développement durable Gestion des déchets Ces dossiers sont à faire en totale autonomie et doivent être finalisés par la production d’un compte-rendu de recherches sur un support numérique Dossier 10 : Histoire et évolution des objets 10a -Histoire et évolution des éoliennes, 10b Histoire et Evolution du photovoltaïque Dossier 11 : Veille technologique 11a-Les énergies du futur 11b-Les solutions technologiques pour lutter contre le réchauffement climatique Dossier 12 : Développement durable 12a-La gestion des déchets électroniques et la réfaction des ressources 12b-Les moyens techniques pour économiser l’énergie
