Programmer un robot

Apprendre à programmer avec un robot

Les enjeux

Programmes

La programmation débranchée

Les robots

Des applications

Groupe Numérique Éducatif de la Somme

Développer des compétences

Carte mentale Projet interdisciplinaire

Former des citoyens numériques

Le code et la programmation dans les programmes scolaires

Des concepts à clarifier

Programmer un personnage ou un robot

Collaborer

Vérifier et identifier ses erreurs

Développer le langage

Mener des investigations

Se repérer dans l'espace et dans le temps

Décomposer un problème

Être acteur de son environnement

Code et programmation : que disent les programmes scolaires ?

Cycle 1 - Explorer le monde

Cycle 2 - Espace et Géométrie

(Se) repérer et (se) deplacer en utilisant des repères

Se repérer dans l'espace

Coder et décoder pour prévoir, représenter et réaliser des déplacements dans des espaces familiers, sur un quadrillage, sur un écran. - Repères spatiaux.- Relations entre l'espace dans lequel on se déplace et ses représentations.

Dans un environnemnt bien connu, réaliser un trajet, un parcours à partir de sa représentat ( dessin ou codage)

Cycle 3 - Espace et Géométrie

Cycle 3 - Espace et Géométrie

(Se) repérer et (se) déplacer dans l'espace en utilisant ou en élaborant des représentationse)

Repérer et comprendre la communication et la gestion de l'information

Les élèves découvrent l'algorithme en utilisant des logiciels de programmation visuelles et ludiques.

Accomplir, décrire, coder des déplacements dans des espaces familiers. Programmer les déplacements d'un robot ou ceux d'un personnage sur un écran

Info

Des concepts à clarifier

Programmer

Programme

Coder

Algorithme

C'est le fait de transposer un algorithme dans un langage concret , le code informatique, afin de le rendre exécutable par une machine numérique. Exemple de langages : Python, JavaScript, Scratch, VPL...

Un programme est un algorithme qui a été traduit en instructions compréhensibles pour qu'elle puisse l'éxécuter (comme les commandes sur Beebot ou les les blocs Scratch par exemple)

Coder, c'est le fait de donner des instructions précises à l'ordinateur qu'il devra ensuite exécuter. Cette suite d'instructions que seul un ordianetur peut comprendre s'applle un programme

Un algorithme est une suite d'instructions permettant de faire quelque chose. Une recette de cuisine, la technique de la division sont des algorithmes.

La programmation dans les programmes

1. Les langages pour penser et communiquer

Pratiquer les langages scientifiques pour permettre de résoudre des problèmes.

2. Les méthodes et outils pour comprendre

Organiser son travail et sa pensée.

3. La formation de la personne et du citoyen

Développer la confiance en soi et le respect des autres.

4. Les systèmes naturels et les systèmes techniques

Pratiquer des démarches scientifiques.

5. Les représentations du monde et l'activité humaine

Mettre en place les notions d'espace, s'orienter, se déplacer.

Pour commencer, des activités débranchées

• Jeu du robot (C1-C2-C3)
• Codage / Décodage d'un parcours sur quadrillage (C2-C3)
• Jeu de Nim (C2-C3)
• Jeu du crêpier (C3)
• Pixels au paravent (C2-C3)
• La machine à trier (finC1 - C2 - C3)

Compétences spécifiques Cycle 2: (Se) repérer, (se) déplacer en utilisant des repères

• Situer des objets ou des personnes les uns par rapport aux autres ou par rapport à d’autres repères. (Vocabulaire permettant de définir des positions et des déplacements)
• Coder et décoder pour prévoir, représenter et réaliser des déplacements dans des espaces familiers, sur un quadrillage, sur un écran.
• adopter une démarche scientifique
• développer l’abstraction

Repères de progressivité : Dès le CE1 les élèves peuvent coder des déplacements à l’aide d’un logiciel de programmation adapté, ce qui les amènera au CE2 à la compréhension et à la production d’algorithmes simples. Compétences spécifiques Cycle 3 : (Se) repérer et (se) déplacer dans l’espace en utilisant ou en élaborant des représentations Les activités spatiales et géométriques constituent des moments privilégiés pour une première initiation à la programmation notamment à travers la programmation de déplacements ou de construction de figures.

• Se repérer, décrire ou exécuter des déplacements sur un plan
• Accomplir, décrire, coder des déplacements dans des espaces familiers
• Programmer les déplacements d’un robot ou ceux d’un personnage sur un écran (vocabulaire permettant de définir des positions et des déplacements)

Le jeu du robot

Objectif : En passant par le corps, par la réalisation de déplacements concrets dans un espace donné, amener les élèves à prendre conscience de l’existence de programmes informatiques, à en comprendre le codage, puis à se l’approprier pour coder eux-mêmes.

Les élèves sont placés par 2, l'un joue le rôle du robot et l'autre de programmeur.. Un quadrillage est tracé à la craie ou représenté sur le sol de la salle de motricité. Le programmeur doit indiquer oralement au robot qui a les yeux bandés comment rejoindre le point d'arrivée en lui donnant des instructions orales Cette séance permet de soulever la problématique du sens des instructions données (avancer, tourner, pivoter, déplacement relatif/dépalcement absolu ...) Le jeu peut être complexifié en donnant une liste d'instructions écrites ou en matérialisant des obstacles

Une autre façon de jouer

Séquence

Annexes

Programmer un robot, pour

Développer le langage

Utiliser un vocabulaire spécifique dans des projets interdisciplinaires.

Se repérer dans l'espace et dans le temps

Etablir un ordre chronologique, définir des étapes et/ou un déplacement, anticiper.

Collaborer

Confonter son point de vue. Découvir plusieurs solutions possibles. Répartir les tâches.

Décomposer un problème

Résoudre un problème complexe en le décomposant en sous-tâches. Etre Méthodique.

Mener des investigations

Emettre et tester des hypothèses.

LINK

Vérifier et identifier ses erreurs

Effectuer un retour sur son travail pour comprendre ses erreurs. Etre persévérant.

Etre acteur de son environnement

Agir sur un objet. Etre créatif. Développer son autonomie.

Les robots

Pour quoi faire ?

Qu'est-ce qu'un robot ?

Bluebot

Thymio

Micro:Bit

Qu'est-ce qu'un robot ?

Exemple de matériel pour une 1ère séance

Qu'est-ce qu'un robot ?

Tentative de définition

Robot : Machine programmable capable d'effectuer automatiquement une série complexe d'actions grâce à des capteurs lui permettant d'interagir avec son environnement.

Bluebot

Blue-Bot est un robot qui se déplace sur le sol. Sa mémoire permet de programmer 40 mouvements. Il se déplace tout droit vers l’avant et tout droit vers l’arrière par pas de 15 cm et effectue des rotations de 90°. Il peut être programmé et dirigé à l’aide de sept commandes. Le robot tourne sur place, quand il pivote il n’avance pas. La touche effacer permet de vider la mémoire avant un nouveau programme.

D'autres robots se comportent et se programment comme Bluebot :

Beebot

Souris programmable

Exemple de séquence

Simuler Bluebot avec Scratch

Idées d'activités

Activités avec le Bluebot

• Réaliser des programmes de déplacements sur quadrillage
• Inventer des missions pour les proposer à ses camarades.
• Programmer des déplacements pour écrire un mot, résoudre une addition, une multiplication.
• Lier programmation du robot et littérature (le petit chaperon rouge, la chenille qui fait des trous)
• Reproduire des figures géométriques grâce au carénage porte stylo.

les missions

Thymio

Thymio est un robot composé de capteurs et de moteurs. Il peut être utilisé de manière autonome grâce à ses capteurs et des comportements pré-programmées. Il peut aussi être programmé à l'aide de logiciels à base de blocs logiques comme VPL ou Scratch

Exemple de séquence

Les comportements pré-programmés

Programmer Thymio à l'aide d'un logiciel

Les comportements pré-programmés de Thymio

Thymio peut être utilisé dès le cycle 1 grâce à ses comportements pré-programmés. L'objectif est de faire découvrir ces différents comportements aux élèves pour qu'ils les utilisent par la suite.

Fiche comportements

Pistes pour Thymio

Vidéos

Utiliser Thymio avec un logiciel

L'avantage de Thymio est qu'il peut être programmé à l'aide des logiciels présents dans Thymio Suite. Les programmes recommandés sont VPL3 et Scratch.

Utiliser VPL 3

Solutions aux défis

Défis

Géométrie avec Thymio et Scratch

Installer Thymio Suite

Des applications pour programmer sur écran

Dès le cycle 1

Beebot

Coucou Maillard

ScratchJr

Dès le cycle 2

Tuxbot

Scratch

Stamp'it

Lightbot

La carte Micro:Bit

La carte Micro:Bit permet de connaître et comprendre rapidement les bases de la programmation. Les notions d'évènements, d'actions, de boucles, de conditions trouveront des applications visuelles (grâce à ses leds) et pratiques au travers de projets transdisciplinaires. Elle est équipée d'un microprocesseur et est composée de périphériques d'entrées et de sorties.

L'interface de programmation est bien pensée, elle permet de programmer la carte à l'aide de blocs visuels comme Scratch. Les élèves peuvent aussi simuler leur programme avant de le téléverser sur la carte. Le téléchargement sur la carte est simple comme un enregistrement sur une clé usb.

Quelques ressources :

• une séquence possible
• une fiche missions
• des exemples de programmes
• des vidéos

Plusieurs façons de programmer la carte :

L'application en ligne

L'application à installer pour PC

L'application Android (fonctionne en bluetooth)