L’enseignement optionnel sciences de l’ingénieur (SI) engage les élèves dans la démarche scientifique en leur proposant de participer à des « défis » technologiques nécessitant la réalisation d’expérimentations à caractère scientifique. Les élèves découvrent ainsi les relations entre les sciences et les solutions technologiques dans un contexte contraint par des exigences socio-économiques et environnementales.
Cet enseignement développent l’appétence des élèves pour les études scientifiques et technologiques, leur donnent la possibilité de découvrir des métiers et des domaines professionnels dans le champ des sciences de l’ingénieur. Ils prennent appui sur les acquis des programmes de technologie du collège. Les activités proposées permettent d’identifier les perspectives d’études supérieures en les aidant à construire leur projet de poursuite d’études par une connaissance approfondie de la nature des enseignements scientifiques, des méthodes et des démarches technologiques utilisées. Les outils numériques sont systématiquement mis en œuvre dans ces enseignements. Ils accompagnent toutes les activités proposées :

• recherche d’informations et exploitation de données et documents numériques ;
• analyse de produits pluri-technologiques modélisés en trois dimensions, visualisation et
  simulation de leur fonctionnement ;
• expérimentations assistées par ordinateur, in situ ou à distance ;
• concrétisation d’idées (prototypage rapide et programmation) ;
• suivi et compte-rendu écrit et/ou oral d’activités d’analyse, de projet et d’expérimentation ;
• archivage et consultation des productions des élèves.

Dans le cadre d’une démarche de résolution de problème technique, les élèves produisent un travail personnel et d’équipe qui doit intégrer obligatoirement une production (expérience, exploitation de données, modélisation, etc.) et aboutir à une forme de communication structurée et rigoureuse.
Les activités proposées doivent conduire l’élève à comprendre que sciences et technologie sont étroitement liées dans l’évolution des produits qui répondent à un problème de société. L’activité expérimentale offre la possibilité de répondre à une problématique par la mise au point d’un protocole, sa réalisation et l’observation des écarts entre théorie, modèle et résultats expérimentaux. Celle-ci permet aux élèves de confronter leurs représentations avec la réalité. Elle développe l’esprit d’initiative, la curiosité et le sens critique.
Ainsi, les élèves doivent pouvoir élaborer et mettre en œuvre un protocole comportant des expériences afin de vérifier leurs hypothèses, construire l’environnement technique de l’expérimentation, réaliser et analyser les mesures, en estimer la précision et écrire les résultats de façon adaptée.