Programmer un robot

Les enjeux

Groupe Numérique Éducatif de la Somme

La programmation débranchée

Les robots

Des applications

Programmes

Apprendre à programmer avec un robot

Carte mentale Projet interdisciplinaire

Des concepts à clarifier

Former des citoyens numériques

Le code et la programmation dans les programmes scolaires

Développer des compétences

Programmer un personnage ou un robot

Se repérer dans l'espace et dans le temps

Collaborer

Être acteur de son environnement

Vérifier et identifier ses erreurs

Décomposer un problème

Développer le langage

Mener des investigations

Info

Cycle 3 - Espace et Géométrie

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.

Cycle 3 - Espace et Géométrie

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

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

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

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

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.

Cycle 1 - Explorer le monde

Se repérer dans l'espace

Cycle 2 - Espace et Géométrie

Code et programmation : que disent les programmes scolaires ?

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

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...

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 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)

Programmer

Coder

Programme

Algorithme

Des concepts à clarifier

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

5. Les représentations du monde et l'activité humaine

Pratiquer des démarches scientifiques.

4. Les systèmes naturels et les systèmes techniques

Développer la confiance en soi et le respect des autres.

3. La formation de la personne et du citoyen

Organiser son travail et sa pensée.

Pratiquer les langages scientifiques pour permettre de résoudre des problèmes.

2. Les méthodes et outils pour comprendre

1. Les langages pour penser et communiquer

La programmation dans les programmes

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)

Annexes

Séquence

Une autre façon de jouer

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

Le jeu du robot

Programmer un robot, pour

LINK

Utiliser un vocabulaire spécifique dans des projets interdisciplinaires.

Développer le langage

Décomposer un problème

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

Mener des investigations

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

Collaborer

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

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

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

Emettre et tester des hypothèses.

Vérifier et identifier ses erreurs

Etre acteur de son environnement

Se repérer dans l'espace et dans le temps

Micro:Bit

Thymio

Bluebot

Pour quoi faire ?

Qu'est-ce qu'un robot ?

Les robots

Exemple de matériel pour une 1ère séance

Qu'est-ce qu'un robot ?

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

Tentative de définition

Qu'est-ce qu'un robot ?

Exemple de séquence

Idées d'activités

Souris programmable

Beebot

D'autres robots se comportent et se programment comme 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.

Simuler Bluebot avec Scratch

Bluebot

les missions

• 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.

Activités avec le Bluebot

Programmer Thymio à l'aide d'un logiciel

Les comportements pré-programmés

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

Thymio

Vidéos

Pistes pour 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

Les comportements pré-programmés de Thymio

Solutions aux défis

Géométrie avec Thymio et Scratch

Défis

Utiliser VPL 3

Installer Thymio Suite

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 Thymio avec un logiciel

Lightbot

Scratch

ScratchJr

Coucou Maillard

Dès le cycle 2

Dès le cycle 1

Stamp'it

Tuxbot

Beebot

Des applications pour programmer sur écran

Quelques ressources :

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

L'application Android (fonctionne en bluetooth)

L'application à installer pour PC

L'application en ligne

Plusieurs façons de programmer la carte :

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.

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.

La carte Micro:Bit