Programme des Sciences de l’ingénieur en première

Dès la rentrée 2019, les changements annoncés par la réforme du BAC 2021 entrent en vigueur pour les classes de seconde et de première. Ainsi, les filières S, ES et L qui existent aujourd’hui sont supprimées pour laisser place à des enseignements de spécialité. En première, tous les élèves devront ainsi choisir 3 enseignements de spécialité, dont 2 seront conservés en terminale. Des options sont également proposées à partir de la seconde.

Pour tout savoir sur le choix des options et des spécialités au lycée à partir de la rentrée 2019, consultez notre dossier spécial.

La spécialité sciences de l’ingénieur en première

Le nouveau programme de Première comprend tout d’abord un ensemble de matières générales, enseignées à tous les élèves :

MatièreHoraire hebdomadaire
Français4 h
Histoire-géographie3 h
2 Langues vivantes4 h 30
Éducation physique et sportive2 h
Enseignement scientifique2 h
Enseignement moral et civique18 h annuelles

Comme précisé précédemment, chaque élève devra choisir 3 enseignements de spécialité pour compléter son programme (à raison de 4 heures de cours par semaine), en fonction de ses intérêts et de la poursuite d’études qu’il envisage. Les sciences de l’ingénieur font partie de ces spécialités :

  • Arts
  • Biologie-écologie
  • Histoire-géographie, géopolitique et sciences politiques
  • Humanités, littérature et philosophie
  • Langues, littératures et cultures étrangères
  • Littérature et LCA
  • Mathématiques
  • Numérique et sciences informatiques
  • Physique-chimie
  • Sciences de la vie et de la Terre
  • Sciences de l’ingénieur
  • Sciences économiques et sociales

Enfin, plusieurs enseignements optionnels peuvent s’ajouter au programme, si l’élève le souhaite. Ceux-ci sont enseignés 3 heures par semaine, et peuvent varier selon l’établissement :

  • 3e langue vivante
  • LCA : latin
  • LCA : grec
  • Éducation physique et sportive
  • Arts
  • Hippologie et équitation
  • Agronomie-Économie-Territoires
  • Pratiques sociales et culturelles

Objectifs du programme de spécialité sciences de l’ingénieur en première

Le programme officiel de la spécialité sciences de l’ingénieur en première précise :
– Avec la contribution des autres enseignements scientifiques, l’objectif de l’enseignement de spécialité de sciences de l’ingénieur du cycle terminal du lycée est de faire acquérir des compétences fondamentales qui permettent aux élèves de poursuivre vers les qualifications d’ingénieur dont notre pays a besoin.

Compétences associées au programme de spécialité sciences de l’ingénieur

Le programme de la spécialité sciences de l’ingénieur est construit pour l’ensemble du cycle terminal, c’est à dire qu’il est pensé pour un enseignement sur deux ans, en première et en terminale. Les compétences décrites dans le programme officiel sont donc celles qui doivent être acquises à l’issue de ces deux années d’enseignement. Elles sont catégorisées en 5 parties :

Créer des produits innovants :

  • Proposer tout ou partie d’une nouvelle solution sous forme virtuelle ou matérielle à partir d’un nouveau concept de produit ou d’un produit existant et susceptible d’évoluer.  
  • Matérialiser la solution réalisable avec des outils de prototypage intégrés dans une chaîne numérique.

Analyser les produits existants pour appréhender leur complexité :

  • Analyser l’organisation fonctionnelle et matérielle d’un produit.  
  • Analyser les échanges d’énergie, les transmissions de puissance, les échanges et le traitement des informations.  
  • Analyser les écarts entre les performances attendues, simulées ou mesurées.

Modéliser les produits pour prévoir leurs performances :

  • Construire un modèle multi-physique d’un objet par association de composants numériques issus d’une bibliothèque, en connaissant la constitution de l’objet matériel ou de sa maquette numérique.  
  • Construire un modèle de composant ou d’une association de composants à partir des lois physiques, en établissant les équations analytiques du comportement.  
  • Résoudre les équations issues de la modélisation en vue de caractériser les performances d’un objet.

Valider les performances d’un produit par les expérimentations et les simulations numériques :

  • Proposer et mettre en œuvre un protocole expérimental permettant de quantifier les performances de tout ou partie d’un objet matériel.
  • Proposer et mettre en œuvre des outils de simulation numérique permettant de quantifier les performances de tout ou partie d’un jumeau numérique. 
  • Mettre en œuvre un protocole afin de valider les échanges d’informations entre objets à travers un réseau de communication.  
  • Simuler le fonctionnement d’un produit à l’aide d’un modèle numérique en vue d’en caractériser les performances.

S’informer, choisir, produire de l’information pour communiquer au sein d’une équipe ou avec des intervenants extérieurs :

  • Rechercher, traiter et organiser des informations. 
  • Choisir et produire un support de communication via un média adapté.
  • Argumenter et adapter les stratégies de communication au contexte. 
  • Travailler de manière collaborative en présentiel ou à distance.

Organisation du programme 

Le programme de la spécialité sciences de l’ingénieur aborde plusieurs thématiques, empruntées au monde contemporain. Bien qu’elles ne soient pas exhaustives, ces thématiques permettent de structurer le cours et les activités autour de problématiques actuelles :

  • Les territoires et les produits intelligents, la mobilité des personnes et des biens : 
    • Les structures et les enveloppes
    • Les réseaux de communication et d’énergie
    • Les objets connectés, l’internet des objets 
    • Les mobilités des personnes et des biens
  • L’homme assisté, réparé, augmenté :
    • Les produits d’assistance pour la santé et la sécurité  
    • L’aide et la compensation du handicap 
    • L’augmentation des performances du corps humain  
  • Le design responsable et le prototypage de produits innovants : 
    • L’ingénierie design de produits innovants 
    • Le prototypage d’une solution imaginée en réalité matérielle ou virtuelle  
    • Les applications numériques nomades

En première, ce programme est complété par un projet de 12 heures, que les élèves doivent réaliser en équipe pour imaginer et matérialiser tout ou partie d’une solution originale. Selon l’établissement, ce projet peut faire l’objet d’un défi entre les équipes d’une classe ou d’une promotion.
L’enseignement de la spécialité sciences de l’ingénieur en première représente le premier volet d’un programme construit sur deux ans, qui permet aux élèves qui choisissent cette discipline de développer leur maîtrise de la démarche scientifique, à travers l’observation, l’élaboration d’hypothèses, la modélisation, la simulation, l’expérimentation matérielle ou virtuelle et l’analyse des résultats obtenus. Peu à peu, ils se familiarisent avec le métier d’ingénieur et ses spécificités, et acquièrent toutes les clés utiles à une poursuite d’études dans cette voie.

Programme de spécialité sciences de l’ingénieur en première à partir de la rentrée 2019

Le programme officiel de la spécialité sciences de l’ingénieur en première, conçu par le Conseil Supérieur des Programmes, est consultable ci-dessous :

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