Sciences Numériques et Technologie

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Sciences Numériques et Technologie

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Sciences Numériques et TechnologieObjectifs de la séance

• Se présenter• Présenter le programme et l’organisation de l’année scolaire• Choisir les équipes pour les exposés par thématique• Comprendre les modalités d’évaluation


1. Présentations2. Préambule 3. Organisation et planning4. Modalités d’évaluation5. Thématiques du programme

Organisation de la séance

Présentations


Sciences Numériques et TechnologiePrésentations

• Qui je suis• Enseignant, formateur• DUT Génie Electrique et Informatique Industrielle• Ecole d’ingénieur en PHysique, ELectronique et MAtériaux• Informatique biomédicale puis Interfaces Homme-Machine

Sciences Numériques et TechnologiePrésentations

• Présentez-vous succinctement• Prénom NOM (en MAJUSCULE)• Collège d’origine• Classe• Choisissez un produit UNIQUE avec une forte composante

technologique (électronique, informatique)

Préambule


Sciences Numériques et TechnologieValeurs et savoir être

Respect« Ce que tu ne souhaites pas pour toi, ne l’étends pas aux autres »

Confucius

Ecoute

« La connaissance parle, la sagesse écoute »

Jimi Hendrix

Dépassement de soi

« Rien n’est à craindre, tout est à comprendre »

Marie Curie

Sciences Numériques et TechnologieValeurs et savoir être

« The greatest teacherfailure is »

Maître Yoda

Sciences Numériques et TechnologieSavoir et savoir-faire

• Développer ses connaissances et appétences en technologie• Mobiliser sa créativité pour envisager des solutions à un

problème technique• Coopérer au sein d’une équipe• Savoir structurer et communiquer sa démarche• Comprendre les enjeux scientifiques et sociétaux, ainsi que

les métiers et les applications• Savoir automatiser des tâches avec le langage Python

Organisation et planning


Organisation et planning• 1h15 1 semaine sur 2• 3-4 séances par thématique• 1er séance de la thématique :

• Exposé• QCM Exposé• Apports théoriques et cadrage des projets

• Dernière séance de la thématique• Soutenance projet par groupe• QCM Projet

• Les autres séances• Projet en autonomie

Modalité d’évaluation


Modalités d’évaluation

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

MEMORISER

COMPRENDRE

APPLIQUERANALYSER

SYNTHETISER

Compétences évaluées en SNT

Concepts technologiques, culture générale et scientifique

Construire différentes solutions pour un problème donné

Réutiliser des briques de savoir étudiées

Observations, hypothèses, expériences

Développer des œuvres techniques à partir d'un cahier

des charges

Modalités d’évaluationEvaluation Exposé thématique Soutenance projet Devoir surveillé écrit

Date 1ère séance de la thématique

Dernières séances de la thématique

Au début et/ou à la fin de la période thématique

Format 15 min : présentation5 min : questions

Powerpoint

5 min : présentation5 min : questions

Powerpoint

QCM

Notation Coefficient 1Collectif

Comprendre et Synthétiser

Coefficient 1Collectif

Comprendre et Synthétiser

Coefficient 2Individuel

Mémoriser, Analyser, Comprendre

Modalités d’évaluationExposé thématique

Recherche de contenu

Recherche de sources différentes en rapport avec la thématique : concepts et dates clés présentes 2

Appropriation des ressources collectées : traitement, choix et analyse 2

Organisation Démarche de travail en groupe en amont : planification, répartition du travail 1

Démarche de travail en groupe durant la soutenance : répartition du temps de parole 2

Communication Niveau de langue oral et écrit : vocabulaire précis , clarté du langage, fautes d’orthographe 3

Voix et attitude : parler fort, regarder son auditoire, ton dynamique 3

Respect du planIntroduction avec énoncé d’une problématique (pourquoi, quoi)Développement structuré répondant à la problématique (où, quand, comment, quoi)Conclusion avec ouverture (futur par ex)

2

Respect du temps : + ou – 1 min 2

Questions Réponses aux questions posées 3

Modalités d’évaluationSoutenance de projet

Recherche de contenu

Recherche de sources différentes en rapport avec la thématique : tutoriels, codes … 1

Appropriation des ressources collectées : traitement, choix et analyse 1

Organisation Démarche de travail en groupe en amont : planification, répartition du travail 3

Démarche de travail en groupe durant la soutenance : répartition du temps de parole 2

Communication Niveau de langue oral et écrit : vocabulaire précis , clarté du langage, fautes d’orthographe 3

Voix et attitude : parler fort, regarder son auditoire, ton dynamique 3

Respect du plan Introduction : cahier des chargesDéveloppement : organisation, état initial, solutions développées, état final Conclusion : difficultés rencontrées, ce qui a été compris et pas compris, évolutions possibles

2

Respect du temps : + ou – 1 min 2

Questions Réponses aux questions posées 3

Modalités d’évaluationQCM

Mémoriser,Analyser,

Comprendre

Eléments de culture scientifique et technologique : Se référant aux exposés thématiques et aux apports théoriques vus en coursQuestionnaire à choix multiple

Thématiques du programme


Thématiques du programme

• Initiation à Python• Informatique embarquée et objets connectés• Photographie numérique• Localisation, cartographie et mobilité• Réseaux et Internet• Web• Les réseaux sociaux

Informatique embarquée, objets connectés

William Shockley, John Bardeen et Walter BrattainInventeurs du

transistor en 1947 dans les

laboratoires Bell


PourquoiQuels problèmes, quelles solutions ?

Automatisation, augmentation des rendements, accéder à des endroits dangereux …

OùDans quel domaine, quelles applications, quelles entreprises, quels

métiers ?Robotique, domotique, aéronautique, voiture autonome, …

QuandHistorique

Invention du transistor, mission Apollo et 1er système de guidage, 1er

processeur Intel, avènement de l’internet des objets

Quoi / CommentQuelles machines, quels programmes, quelles données ?

Capteurs, actionneurs, contrôleurs, serveurs, réseaux, protocoles d’échanges de données …

Connaissances à acquérir


• Comprendre le principe de fonctionnement de capteurs, actionneurs et contrôleurs

• Implémenter un programme simple d’acquisition de données ou de commande d’un actionneur

• Réaliser une interface homme-machine simple

Compétences à acquérir


• Prototypage d’un robot connecté• Développement d’un programme pour faire des sons et des

lumières

Projet et livrables

Photographie Numérique

Willard S. BoyleCo-inventeur du

capteur CCD avec Georges E. Smith dans les

laboratoires Bell en 1969



Capturer, traiter, extraire

Où

Dans quel domaine, quelles applications, quelles entreprises, quels métiers ?

Imagerie médicale, Interactions homme-machine, Défense et sécurité, Contrôle des procédés …

QuandHistorique

Photographie argentique puis couleur, capteurs CCD puis CMOS, appareils numériques puis smartphones

Quoi / Comment

Quels capteurs, quels formats, quel modèles, quelles algorithmes ?

Capteurs CCD, CMOS, formats BMP, TIFF, JPEG, modèles RVB, TSL, algorithme filtrage, extraction de contour …



• Programmer des algorithmes simples de traitement d’images• Savoir choisir les capteurs, modèles et algorithmes en fonction du

problème à résoudre



• Développement d’un programme Python pour détecter un obstacle

• Entrées : capteur camera renvoyant une image raw• Contrôleur : Raspberry Pi • Sorties : position (abscisse, ordonnée) et nature (robot ou autre)

de l’obstacle

Projet et livrables

Localisation, cartographie, mobilitéGeorge C.

WeiffenbachMathématicienne ayant contribué au développement du

GPS dans les années 1960

Localisation, cartographie et mobilité

PourquoiQuels problèmes, quelles solutions ?Se repérer, se positionner, se déplacer

OùDans quel domaine, quelles applications, quelles entreprises,

quels métiers ?Agriculture, urbanisme, transport …

QuandHistorique

Astrolabe, GPS, Openstreemap

Quoi / CommentQuelles machines, quels protocoles, quelles méthodes, quels

données, quels algorithmes ?Satellites GPS, récepteur GPS, système Galileo, triangulation, …



• Distinguer les technologies permettant la géolocalisation• Comprendre les algorithmes pour trouver un chemin



• Programmer l’itinéraire le plus rapide d’un agent en Python

Projet et livrables

Réseaux et Internet

« The Internet is a microcosm of

society » Robert E. KahnCo-inventeur du protocole TCP/IP avec Vinton Cerf



Résilience des systèmes de télécommunication, convergence des technologies


quels métiers ?Téléphonie, bancaire, commerce, Web …

QuandHistorique

De l’ArpaNet à l’Internet des objets

Quoi / Comment

Quels protocoles, quels modèles, quels médias, quels matériels, quelles algorithmes ?

Modèle OSI, protocoles TCP/IP, Wifi, 4G, Ethernet, routeurs, serveurs, routage, DNS



• Distinguer le rôle des protocoles TCP et IP• Distinguer le rôle des machines : switch, routeur,

serveur, client• Caractériser les réseaux : structure, trafic, fiabilité



• Développement d’un jeu en réseau en langage Python• Définition de l’architecture client/serveur du jeu• Choix des protocoles et des librairies• Développement du programme client

Projet et livrables

Le Web

« The Web is more a social

creation than a technical one »

Tim Berners-LeeInventeur du

langage HTML

Le Web


Comment rendre facilement accessible des données textes/images sur l’Internet ?

Où

Dans quel domaine, quelles applications, quelles entreprises, quels métiers ?

Agences de communication, Audiovisuel, Marketing, Jeux vidéos …

QuandHistorique

De l’hypertexte au responsive design

Quoi / Comment

Quels protocoles, quels langages, quelles normes, quels matériels ?

Protocoles http et https, URL, interactions clients serveur, HTML/CSS/javascript


Le Web

• Savoir implémenter une page html simple• Distinguer le « back-end » et le « front-end »• Comprendre les échanges entre serveurs et clients• Avoir une analyse critique sur la sécurité et

confidentialité sur le Web


Le Web

• Réalisation d’une page html « Front-End » simple pour commander un robot

• Implémentation du programme « Back-End » du serveur embarqué sur une carte IOT

• Ajout d’un code javascript pour animer la page

Projet et livrables

Les réseaux sociaux« Il y a longtemps, la vie privée était

gardée. Aujourd’hui, les gens veulent la

partager. » Mark ZuckerbergCofondateur de

Facebook

Les réseaux sociaux


Mettre en relation des individus


quels métiers ?Recrutement, rencontres, artistique, journalisme, loisir

QuandHistorique

De classmates à Snapchat

Quoi / Comment

Quels réseaux sociaux, quels modèles économiques, quels données, quels algorithmes ?

Marketing et publicité, intelligences artificielles, politiques de confidentialité …



• Distinguer les réseaux sociaux selon leurs caractéristiques, leurs modèles économiques …

• Comprendre les algorithmes de sélection de contenu• Savoir quelles données sont indexées et comment on

peut les récupérer• Avoir une analyse critique sur la sécurité, la qualité et la

confidentialité des données sur les réseaux sociaux



• Création d’un objet connecté relié à un réseau social• Développer un programme pour alimenter

automatiquement un réseau social

Projet et livrables

Pour la prochaine séance

• Former des groupes par thématique• 6 thématiques• 1 groupe par thématique d’au moins 2 personnes

Thématique Elèves Date de soutenance

Informatique embarquée et objets connectés Septembre-Octobre

Photographie numérique Novembre-Décembre

Localisation, cartographie et mobilité Janvier-Février

Réseaux et Internet Mars-Avril

Web Mars-Avril

Réseaux sociaux Mai-Juin

Pour aller plus loinRetrouvez ces diapos sur

jusdeliens.com/mjsnt2021

Des vidéos sur les thématiques en cliquant ici

Un livre sur les thématiques en cliquant ici

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https://www.editions-delagrave.fr/livre/9782206103389-sciences-numeriques-et-technologie-2de-2019-manuel-eleve

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