Liaison des mathématiques sciences physiques et chimiques avec
l’enseignement professionnel
Les connaissances scientifiques constituent "les éléments de compréhension de fondements théoriques des formations professionnelles". Si elles ne sont pas toujours directement mises en œuvre lors de l'accomplissement d'un acte professionnel, elles sont la plupart du temps sous-jacentes lorsqu’elles permettent de mieux comprendre le fonctionnement des systèmes, de mieux suivre des consignes de sécurité… De fait, les mathématiques et les sciences physiques et chimiques, disciplines d’enseignement général ont dans le contexte de la formation professionnelle une place particulière qui s’inscrit dans une relation de complémentarité. En effet, les enseignements scientifiques permettent de construire des outils, de concevoir et d’expliquer des modèles, que les enseignements technologiques exploitent et réciproquement, la mobilisation des outils lors de séquences en enseignement professionnel contribue à la maîtrise et au développement des compétences scientifiques. De plus, les activités professionnelles et scientifiques participent au développement des compétences transdisciplinaires (s'informer, réaliser, apprécier et rendre compte) ainsi que la réflexion et l'esprit critique, c’est-à-dire toutes les qualités qui permettent le développement de l'adaptabilité de l'élève.
C’est pourquoi, il est indispensable de repérer les connexions possibles entre les notions abordées dans les programmes de mathématiques - sciences physiques et référentiels d’enseignement professionnel afin d’apporter une cohésion dans les enseignements dispensés.
Exemple de stratégie d’identification et d’exploitation des situations technologiques ou professionnelles en math-sciences
Etapes
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Objectifs
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Comment ?
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1ère étape
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Croiser les référentiels des diplômes avec les référentiels de mathématiques et de physique-chimie
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En sélectionnant parmi les savoirs associés ceux qui semblent nécessiter des compétences de math-sciences
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2ème étape
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Pour chaque croisement, identifier une situation technologique ou professionnelle exploitable en math-sciences. En produire une fiche utilisable par l’élève.
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En validant ou non les croisements proposés, en rencontrant des professeurs de la partie professionnelle sur chacune des hypothèses retenues, afin d’obtenir les éléments de rédaction d’une fiche élève.
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3ème étape
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Pour chaque situation, identifier les compétences de math-sciences pouvant être mises en œuvre soit au cours de la formation soit en évaluation
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En complétant la fiche technologique par la liste des compétences de math-sciences exploitables
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4ème étape
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Construire une progression en spirale intégrant les situations identifiées
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En situant dans le temps, selon les exigences de chacun, les moments de mise en œuvre des situations technologiques
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5ème étape
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Construire des scénarios de séquences d’enseignement dans le cadre de la progression choisie.
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En intégrant des éléments d’une démarche active des élèves ou apprentis à partir des situations technologiques ou professionnelles.
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6ème étape
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Elaborer des situations d’évaluation formative ou certificative
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En s’appuyant sur des situations technologiques ou professionnelles
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Points de convergence entre le référentiel du bac pro TISEC et le programme de mathématiques sciences
QUELQUES PISTES D’IDENTIFICATION DES BESOINS EN FONCTION DES ENSEIGNEMENTS GENERAUX
Les démarches pédagogiques préconisées au sein des enseignements généraux en LP mettent en avant une approche des contenus disciplinaires en lien direct avec la spécialité et ses besoins. Certaines activités proposées, en enseignement général, doivent donc prendre appui sur des scénarios de la vie professionnelle.
Dans le cadre de ce volume horaire, il s’agit donc, d'approfondir, la (ou les) spécificité(s) professionnelle(s) du diplôme préparé en s'appuyant sur des situations concrètes et authentiques tout en apportant, si besoin, les contenus disciplinaires qui diffèrent en fonction des spécialités.
Référentiel
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Programme enseignement professionnel
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Programme de mathématiques sciences
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S 2.1 Outils, normes et représentation
Projection orthogonale
Principes de représentation des vues
Coupes, sections
Échelles
Cotations
Perspectives
Traits, écritures
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GÉOMÉTRIE (programme de seconde)
3.1 De la géométrie dans l’espace à la géométrie plane
Les objectifs de ce module sont de développer la vision dans l’espace à partir de quelques solides connus, d'extraire des figures planes connues de ces solides et de réactiver des propriétés de géométrie plane. Les capacités à développer s'appuient sur la connaissance des figures et des solides acquise au collège.
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S 2.4 Documents descriptifs et quantificatifs
Le devis quantitatif
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ALGÈBRE – ANALYSE (programme de seconde)
2.1 Information chiffrée, proportionnalité
Les contenus de ce module sont abordés tout au long de la formation. L’objectif de ce module est de consolider l’utilisation de la proportionnalité pour étudier des situations concrètes issues de la vie courante, des autres disciplines, de la vie économique ou professionnelle.
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S3.2 Confort thermique
Dans le cadre de la réglementation thermique en vigueur, il s’agit de justifier la mise en œuvre des matériaux isolants dans la construction.
Échanges thermiques : convection, conduction, rayonnement
Conductivité thermique et résistance thermique :
- des matériaux homogènes
- des matériaux hétérogènes
Résistance thermique d’une paroi verticale ou horizontale.
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CME 4 COMMENT CHAUFFER OU SE CHAUFFER ? (cycle terminal sciences physiques)
CME 5 PEUT-ON CONCILIER CONFORT ET
DÉVELOPPEMENT DURABLE ?
1. Comment économiser l'énergie ? (Cycle terminal Sciences physiques)
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S3.3 Confort acoustique
Dans le cadre de la réglementation acoustique en vigueur et à partir des connaissances élémentaires des lois de propagation et de perception des sons, il s’agit de justifier les dispositions constructives adoptées dans ce domaine.
Notions élémentaires en acoustique : fréquence, pression acoustique d’une source sonore, propagation d’un son, sensation auditive, décibel et dB(A), bruits aériens, d’équipements, d’impact, loi de masse, loi de fréquence.
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HS 3 FAUT-IL SE PROTÉGER DES SONS ?
(seconde sciences physiques)
Ou
CME 3 COMMENT ISOLER UNE PIECE DU BRUIT ? (seconde sciences physiques)
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Référentiel
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Programme enseignement professionnel
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Programme de mathématiques sciences
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S4.2 Phénomènes physiques
Il s’agit de mettre en évidence les phénomènes physiques afin de les appliquer à un système ou une installation.
Mécanique des solides
1. Statique
- modélisation des actions
- conditions d’équilibre
2. Cinématique
- translation
- rotation
3. Résistance des matériaux
- traction, compression, flexion, flambage.
4. Dilatation des solides
- linéique, surfacique, volumique
Mécanique des fluides
1. Notions de base : masse et poids volumique, densité, viscosité…conversion d’unités
2. Statique des fluides
– notions de pression
– loi fondamentale de l’hydrostatique
3. Dynamique des fluides
– notions de débit, de vitesse et de pertes de charge
– énergie cinétique
– écoulements gravitaires
– écoulements forcés (laminaire, turbulent)
4. Dilatation des fluides
Chaleur et thermodynamique
Notions de base :
– énergie et puissance
– loi fondamentale de la chaleur
– changements d’état…
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HS 1 COMMENT PRÉVENIR LES RISQUES LIÉS AUX GESTES ET POSTURES ? (seconde)
T 2 COMMENT PASSER DE LA VITESSE DES ROUES Á CELLE DE LA VOITURE ? (seconde)
CME 5 PEUT-ON CONCILIER CONFORT ET DÉVELOPPEMENT DURABLE ?
1. Comment économiser l'énergie ? (Cycle terminal)
CME 6 COMMENT FONCTIONNENT CERTAINS DISPOSITIFS DE CHAUFFAGE ? (Cycle terminal)
2. Comment faire varier la température d’un gaz sans le chauffer ?
3. Quelles contraintes faut-il prendre en compte dans une installation de chauffage central ?
CME 1 QUELLE EST LA DIFFÉRENCE ENTRE TEMPÉRATURE ET CHALEUR ? (seconde)
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S4.3 Phénomènes chimiques
Il s’agit de mettre en évidence les phénomènes chimiques afin de les appliquer à un système ou une installation.
Combustion (principe de base, équations fondamentales, pouvoirs calorifiques, rendement de combustion)
Traitements des eaux
– Principes et caractéristiques de base
– Qualité de l’eau (potabilité, agressivité)
– Appareils de traitement d’eau
Appréhender le cycle de l’eau Mesurer et comparer les différentes caractéristiques (pH, TH, TA, TAC)
Identifier les risques pour les installations
Expliquer le principe de fonctionnement d’un système de traitement d’eau
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CME 4 COMMENT CHAUFFER OU SE CHAUFFER?
Comment utiliser un gaz ou un liquide inflammable pour chauffer ou se chauffer ? (cycle terminal)
CME 5 PEUT-ON CONCILIER CONFORT ET DÉVELOPPEMENT DURABLE ?
Qu’est-ce qu’une pluie acide ?
Pourquoi adoucir l’eau ? (cycle terminal)
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Référentiel
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Programme enseignement professionnel
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Programme de mathématiques sciences
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S4.4 Électricité
Il s’agit de mettre en évidence les phénomènes électriques afin de les appliquer à un système ou une installation.
Courant continu ; Courant alternatif monophasé, triphasé Grandeurs physiques : tension, intensité, résistance, puissance, facteur de puissance
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CME 2 COMMENT SONT ALIMENTÉS NOS
APPAREILS ÉLECTRIQUES ? (seconde)
CME 7 COMMENT L'ÉNERGIE ÉLECTRIQUE ESTELLE DISTRIBUÉE À L'ENTREPRISE ? (cycle terminal)
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S5.6 Protections électriques
Il s’agit de distinguer les différents systèmes assurant la
protection des personnes et des installations énergétiques et climatiques.
Protection des personnes :
- disjoncteur différentiel : expliquer le principe de fonctionnement du disjoncteur différentiel à partir d’un schéma, justifier son positionnement sur un schéma
- prise de terre et liaisons équipotentielles des équipements et réseaux sanitaires et thermiques
Protection des installations
- Appareils de protection : fusibles, disjoncteur magnétothermique, relais thermique
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CME 2 COMMENT SONT ALIMENTÉS NOS
APPAREILS ÉLECTRIQUES ?
2. Comment protéger une installation électrique ? (seconde)
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S5.8 Composants des circuits électriques
Il s’agit de préciser leurs fonctions, leurs limites d’utilisation et de les choisir.
L’appareillage des circuits électriques (sectionneur, relais, contacteur interrupteur, prise…) assurant les fonctions de : sectionnement, commande, commutation avec raccordement et de sécurité
Identifier un appareil et expliquer sa fonction
Rechercher dans une documentation technique leurs caractéristiques principales (dimensions, raccordement, indice de protection…
Justifier un choix
Les récepteurs usuels (moteurs asynchrones mono et triphasés, résistances chauffantes, robinets à commande électrique, systèmes d’éclairage…)
Identifier un récepteur et expliquer son fonctionnement
Décoder la plaque signalétique d’un moteur ou d’un appareil
Choisir le couplage d’un moteur
Les conducteurs et canalisations électriques (section, nature, isolant, couleurs conventionnelles…)
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T 8 COMMENT FAIRE VARIER LA VITESSE D'UN VÉHICULE ÉLECTRIQUE ?
2. Comment remplacer un moteur à courant continu par un ensemble moteur asynchrone – convertisseur ? (cycle terminal)
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CLEIN D’ŒIL SUR L’EGLS
PRÉCONISATIONS
- Les enseignements généraux prennent appui sur le référentiel professionnel et les programmes d’enseignement général
- Dans un premier temps, une mise à plat des référentiels et programmes pour en extraire les éléments communs et les articulations est nécessaire. Cela permet, d’une part, d’éviter les doublons et, d’autre part, de repérer les sujets d’étude possibles. Ce travail permet également de faire émerger les objectifs, compétences et contenus de professionnalisation dans les disciplines concernées.
- Dans un deuxième temps, le conseil pédagogique arrête la stratégie : choix de la ou des disciplines et des modalités d’organisation (à l’année ou sur une période donnée)
- Il importe que le ou les enseignants concernés par l’EGLS soi(en)t informé(s) clairement du nombre d’heures qui lui est attribué dans ce cadre. Il sera possible, selon les cas, de globaliser les heures ou d’envisager un projet annuel.
MODALITÉS D’ATTRIBUTION
Le choix des disciplines et la répartition des heures relèvent de l’autonomie de l’établissement et résultent d’une réflexion collective (Le conseil pédagogique et les conseils d’enseignements sont des organes de régulation privilégiés pour effectuer ces choix.) qui doit prendre en compte les principes suivants :
Le volume horaire n’a pas vocation à être équitablement réparti entre les enseignements généraux cités.
Les choix d’attribution sont réfléchis sur la durée du cycle et peuvent être réajustés chaque année.
Les interventions des disciplines identifiées peuvent être ponctuelles ou programmées sur certaines périodes de l’année.
Les regroupements de spécialités pour lesquels l’analyse des différences de programmes et des contributions respectives à la professionnalisation des enseignements généraux concernés fait apparaître des disparités, nécessitent un apport de volume horaire complémentaire.
L’identification des besoins résulte d’un travail d’équipe prenant appui sur l’analyse des programmes et le croisement des référentiels des disciplines concernées. Ce travail permet d’identifier :
Les points de convergence entre les enseignements professionnels et les enseignements généraux.
Les spécificités et contenus supplémentaires disciplinaires
Article 2 - Dans le cadre des enseignements obligatoires précités, des activités de projet sont proposées
aux élèves. Elles s’inscrivent dans le cadre du projet d’établissement et peuvent prendre différentes
formes, en particulier :
- projet pluridisciplinaire à caractère professionnel ;
- projet spécifique en enseignement général, en enseignement professionnel, en enseignement artistique
et culturel ;
- activités disciplinaires et pluridisciplinaires autour de la période de formation en milieu professionnel.
Les projets sont organisés sur une partie du cycle ou de l’année.
Article 4 - Les dispositifs d’accompagnement personnalisé s’adressent aux élèves selon leurs besoins et leurs projets personnels. Il peut s’agir de soutien, d’aide individualisée, de tutorat, de modules de consolidation ou de tout autre mode de prise en charge pédagogique.
Les heures attribuées à chaque division pour la mise en oeuvre de ces dispositifs peuvent être cumulées pour élaborer, dans le cadre du projet de l’établissement, des actions communes à plusieurs divisions. |
