Sciences de l'ingénieur · Première

Idées d’apprentissage actif

Analyse fonctionnelle et structurelle

L'analyse fonctionnelle et structurelle constitue le socle des Sciences de l'ingénieur en classe de Première. Ce module permet aux élèves de décoder la complexité des systèmes pluritechnologiques modernes en distinguant ce que fait le produit (ses fonctions) de ce qu'il est (ses composants). L'usage des diagrammes SysML, norme industrielle internationale, est au cœur de cet apprentissage pour formaliser le besoin, les exigences et l'architecture.

• Programmes Officiels
• Compétence A1 - Analyser le besoin et les exigences
• Compétence A2 - Définir les frontières de l'analyse

• 45–90 min
• Binômes → Classe entière
• 3 activités

Activité 01

• Penser-Partager-Présenter
• 45 min · Binômes

Penser-Partager-Présenter: Analyse du besoin

Individuellement, les élèves identifient le besoin d'un objet quotidien (ex: trottinette électrique). Ils comparent leurs diagrammes de cas d'utilisation en binômes, puis la classe s'accorde sur une définition commune du besoin et des frontières du système.

Comment définir le besoin auquel répond le système ?

• Comprendre
• Appliquer
• Analyser
• Conscience de soi
• Compétences relationnelles

Activité 02

• Galerie marchande
• 55 min · Petits groupes

Galerie marchande: Diagrammes SysML

Des groupes créent des diagrammes d'exigences (req) et de définition de blocs (bdd) pour différents systèmes sur des affiches. Les élèves circulent pour annoter les travaux de leurs pairs avec des post-its, soulignant les oublis ou les erreurs de syntaxe.

Quelles sont les fonctions principales et les contraintes ?

• Comprendre
• Appliquer
• Analyser
• Créer
• Compétences relationnelles
• Conscience sociale

Activité 03

• Cercle de recherche
• 90 min · Petits groupes

Cercle de recherche: Rétro-ingénierie

À partir d'un système démonté, les groupes doivent associer chaque composant physique à une fonction de service identifiée. Ils reconstruisent le diagramme de blocs internes (ibd) pour montrer comment les composants interagissent.

Comment l'architecture matérielle répond-elle aux fonctions ?

• Analyser
• Évaluer
• Créer
• Autogestion
• Conscience de soi

Quelques notes pour enseigner cette unité

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Attention à ces idées reçues

• Confondre une fonction de service avec une solution technique.

  Les élèves pensent souvent que 'freiner' est une fonction alors que c'est une solution pour 'réduire la vitesse'. La discussion entre pairs aide à distinguer le 'quoi' du 'comment' en questionnant la finalité de l'action.

• Croire que le diagramme SysML est un simple dessin décoratif.

  Il faut enseigner que SysML est un langage normé avec une syntaxe précise. L'analyse croisée de diagrammes permet de réaliser qu'une erreur de symbole change totalement l'interprétation technique du système.

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Méthodes utilisées dans ce dossier

• Penser-Partager-Présenter
• Galerie marchande
• Cercle de recherche