vendredi, 14 juillet 2017
http://tice.dsden80.ac-amiens.fr/Programmation-de-robots.html
Exemple de projet de découverte de la programmation de différents robots avec une classe de CM2.
Objectifs :
Donner plus de sens à la programmation, réinvestir les compétences acquises en géométrie (en particulier les notions de longueur et d’angle).
Tout au long du projet les élèves ont pu se trouver en situation de recherche en effectuant des essais et en observant les effets pour ensuite apporter des modifications afin d’atteindre l’objectif fixé.
Dans les programmes :
| Compétences travaillées | Domaine du socle |
|---|---|
| Pratiquer des démarches scientifiques et technologiques | Domaine 4 – Les systèmes naturels et les systèmes techniques |
| Pratiquer des langages | Domaine 1 – Les langages pour penser et communiquer |
| Organiser du travail personnel | Domaine 2 - Les méthodes et outils pour apprendre |
| Invention, élaboration, production | Domaine 5 – Les représentations du monde et de l’activité humaine |
| ATTENDUS DE FIN DE CYCLE |
|---|
| - Décrire le fonctionnement d’objets techniques, leur fonction et leur constitution.
- Repérer et comprendre la communication et la gestion de l’information. |
| CONNAISSANCES ET COMPÉTENCES ASSOCIÉES |
| Décrire le fonctionnement d’objets techniques, leur fonction et leur constitution.
- Besoin, fonction d’usage - Fonction technique, solutions techniques - Représentation du fonctionnement d’un objet technique - Comparaison de solutions techniques : constitutions, fonctions, organes Repérer et comprendre la communication et la gestion de l’information. - Stockage des données, notions d’algorithmes, les objets programmables |
Lancement du projet :
Mme Vasseur a décidé de mener un projet programmation avec sa classe de CM2 à l’école élémentaire Pigeonnier. Elle a donc commencé par des activités débranchées avec la Beebot (programmation puis exécution du programme sur ordinateur) et une découverte en binôme du langage de programmation Scratch par l’intermédiaire de l’interface en ligne du même nom. Elle a ensuite pris contact avec Jean-Christophe Olivier de l’atelier Canopé d’Amiens pour pouvoir faire découvrir à ses élèves des robots et ainsi réinvestir le travail effectué en programmation. Nous nous sommes ainsi réunis afin de décider d’une date de venue de la classe à l’atelier Canopé et des activités qui seraient proposées aux élèves.
Préparation en amont avec les élèves :
Afin de préparer la matinée à l’atelier Canopé avec les élèves, je me suis rendu dans l’école (six semaines avant la date fixée) pour observer une séance de programmation sur Scratch et orienter le travail des séances suivantes pour préparer la programmation des robots. J’y suis retourné un mois plus tard avec un Robot Ino-Bot (prêté par Canopé) pour faire découvrir aux élèves les commandes spécifiques du robot dans le logiciel Scratch (que nous avions au préalable fait installer sur les ordinateurs de la salle informatique). J’ai ainsi pris en charge des groupes de 4 élèves pour tester avec eux la connexion du robot à l’ordinateur en Bluetooth puis les différentes commandes (uniquement disponibles en anglais) une à une sur le robot afin de comprendre son fonctionnement. Cela a permis en particulier de mettre en évidence qu’il fallait tenir compte du temps de mise en action du robot dans la programmation. En effet, les informations qui arrivent au robot sont immédiatement traitées, ce qui fait qu’il faut ajouter une instruction spécifique si l’on veut que le robot effectue l’action complète avant de passer à la suivante (commande « Movement Complete »). Les élèves ont ensuite écrit en autonomie par binôme un programme pour ce même robot. Ce programme a été enregistré pour être testé (et ajusté si besoin) lors de la matinée à Canopé.
Déroulement de la matinée "Robots" à Canopé :
La matinée a été organisée autour de 6 ateliers. Les élèves ont été répartis en 6 groupes de 4 élèves (en respectant les binômes déjà constitués). Chaque groupe était accompagné d’un adulte (5 CTICE, l’enseignante, la directrice et un membre de Canopé étaient présents). Mise à part l’atelier 4 que j’ai géré toute la matinée, les autres ateliers étaient préparés pour fonctionner sans que les adultes qui géraient les groupes n’aient besoin de compétences pointues en programmation, ni en utilisation de robots (la plupart ont découvert le matériel en même temps que les élèves). Chaque groupe participait à un atelier durant 20 minutes avant de passer au suivant. Tous les groupes ont ainsi pu tester les 6 ateliers. Voici le détail des ateliers :
Bilan : Les élèves découvraient ce robot et l’ont malgré tout très vite maîtrisé. La seconde phase (en particulier celle avec 2 robots) était plus complexe : le déplacement simultané de 2 robots demande d’utiliser à bon escient la fonction pause sur le robot suiveur afin de permettre au premier de faire sa rotation sur place (elle demande donc de plus grandes capacités d’abstraction et de représentation par anticipation des mouvements des robots). Elle s’est cependant avérée comme étant la plus intéressante. Le niveau 1 de la deuxième partie est un peu redondant par rapport à la première partie.
Bilan : L’adulte suivait la fiche que j’avais préparée (cf. annexe A) permettant au travers de manipulations et de questions de comprendre les fonctions de base du robot. Les élèves étaient ensuite en capacité de chercher un programme de tracé de formes géométriques. Ce robot est particulièrement précis dans ses tracés et permet d’appréhender les mesures d’angle en degrés.
Bilan : Bien que les élèves avaient pu découvrir ce robot en classe avant la séance, il leur a fallu un certain temps pour s’approprier complètement les commandes spécifiques du robot afin de corriger leurs programmes. Ils ont également été confrontés aux limites du robot. Contrairement à la Probot, l’InO-bot n’est pas capable d’effectuer des tracés précis et nous n’avions pas de stylo permettant d’utiliser les fonctions « Pen down » et « Pen up ». De plus, 3 robots étant en action simultanément, nous avons à certains moments rencontré des problèmes de synchronisation avec l’ordinateur associé. Malgré tout, le fait d’avoir préparé des programmes en amont qu’ils n’ont pu tester qu’une fois à Canopé a motivé les élèves qui se sont investis pleinement dans cet atelier.
Bilan : Cet atelier était celui qui demandait le plus d’attention de la part des élèves car il mettait en jeu plusieurs nouvelles notions de programmation. En plus de la programmation conditionnelle avec l’utilisation des capteurs, il a fallu ajouter l’utilisation de « boucles infinies » pour que les capteurs restent actifs tout au long du déroulement du programme. Les problèmes de connexion du robot à l’ordinateur et la "qualité" des capteurs ont ajouté des difficultés supplémentaires à cette découverte. Toutefois, la notion de condition semble avoir été comprise par l’ensemble des groupes.
Bilan : La programmation est assez différente de celle sous Scratch :
Bilan : Cet atelier a permis de découvrir un autre type de commande d’un robot : les réactions en réponse à des actions extérieures par l’intermédiaire de capteurs en fonction d’un mode (programme pré-enregistré) donné. Les élèves ont apprécié le côté ludique de la découverte des différentes réactions du robot selon le mode choisi. Ils ont pu réinvestir leurs découvertes (qu’ils avaient auparavant synthétisées à l’aide d’une fiche) pour réaliser des défis. Ce type d’activité peut déboucher sur la programmation de l’InO-bot afin qu’il adopte le même type de réaction qu’un mode donné du Thymio (ce qui permet de prolonger l’activité menée dans l’atelier 4).
Remarques générales :
Liens utiles :
Remerciements :
Nicolas VASSEUR, CTICE AMIENS 3
nicolas.vasseur ac-amiens.fr