Thymio en cinquième à Saint Genès La Salle : Présentation et documentation

Résumé

Une activité de programmation-robotique en deux phases.

  • Une première phase (février) au cours de laquelle une présentation
    active a été faite à tous les élèves de cinquième (6 classes soit 180
    élèves environ)

  • Une deuxième phase (mars à juin) sous la forme d’ un
    atelier qui a concerné deux groupes de 8 et 9 élèves.

    L 'ensemble des activités a été encadré par deux enseignants de l’établissement.

Vous trouverez plus loin dans cet article une présentation plus détaillée ainsi que tous les documents utilisés pour ces ateliers.

Phase 1 : Présentations actives

Les présentations aux élèves furent efffectuées par demi-classe sur une séance de 2 heures, dans une sallle informatique.
Les èlèves étaient groupés par 2 autour d’ un ordinateur et d’un robot Thymio II. Le support pédagogique a été élaboré
à partir de la suite IniRobot.
Une adaptation a été nécessaire pour deux raisons : d’ une part IniRobot s’adresse initialement à des élèves de l’école primaire et d’autre part où le temps proposé est de 3 heures.
Certaines activités ont été fusionnées ou supprimées pour s’ adapter à une durée de 2 heures.
##Ce qu’ont vécu les enseignants##
Ce fut très motivant d’ emmener les élèves sur des chemins moins conventionnels que le cours disciplinaire classique, mais aussi plus fatiguant, car on est constamment à la recherche de l’équilibre entre liberté encadrée et débandade.

Les réactions des élèves

Les groupes ont bien réagi dans l’ensemble. Assez bruyant, mais bien impliqués.
La notion de défi fonctionne très bien, avec l’envie de se confronter aux
difficultés.
Les questionnaires d’ Inirobot ont été remplis par 52 élèves de 2 classes (age moyen 12 ans).
(statistique complète en fin d’article)

Quelques réponses à relever :
Les activités robotiques sont faciles (54%), amusantes (90%), instructives(79%), pas fatigantes (88%)
Le reste des questions montrent une bonne assimilation des connaissances acquises au cours de l’activité.

Phase 2 : L’atelier Robot et programmation

Le but de l’atelier

  • Assimiler les concepts de base de la robotique
  • Familiariser les élèves à la démarche de la programmation par le biais de la gestion du comportement du robot, comme préparation à long terme à la programmation textuelle en lycée.
  • Pratiquer un apprentissage où l’interaction entre l’effort et le résultat est courte, forte et gratifiante.
  • Offrir un champ d’expression infini à une créativité maîtrisée.
  • Développer la rigueur et le raisonnement logique.
  • Développer l’esprit de collaboration, d’ apprentissage mutuel, le travail en équipe et la rivalité positive.
  • Proposer à certains élèves en difficultés une autre approche de l’apprentissage.

L’objectif des séances

Maîtriser la programmation des éléments du robot pour relever les défis proposés séance après séance.:

  • capteurtexte en italiques de détection infrarouge
  • leds diverses et variés
  • les moteurs de roue
  • l’ émission audio
  • les timers

Méthodologie de travail

Les élèves suivent des fiches qui leur sont distribuées. Chaque fiche aborde un élément de thymio (capteur ou actionneur) : présentation et test, petit programme d’application immédiate, un défi plus important incluant la mise en oeuvre de compétences acquises au cours des séances précédentes, et concernant l’ensemble du groupe.

Cinq activités sont écrites, mise en oeuvre sur dix séances. Elles sont rapidement résumées ci-dessous

Activité 1

  • Retour rapide sur VPL (programmation visuelle exploitée en phase 1) pour en montrer les limitations
  • Découverte d’Aseba studio avec la programmation des 2 leds RVB du dessus
  • Notion de fonction
  • Structure Si … alors
  • Introduction du déroulement événementiel du code avec onevent.
  • Présentation un peu simplifiée de la carte des capteurs et actionneurs de thymio

Activité 2

  • Extension de la structure conditionnelle If then elseif … end
  • Maîtrise des 5 boutons
  • Commander les roues de Thymio
  • Utiliser une constante
  • Un défi-compétition pour contrôler le déplacement du robot dans un parcours tortueux, bordé de pièces de bois

Activité 3

  • Les variables prox visualisées dans Aseba et étudiées.
  • Comprendre le fonctionnement physique des capteurs.
  • Introduction à la notion de variable et de tableau de variables
  • Comparaison de deux variables avec la notion de seuil de détection sur un capteur.
  • Utiliser la fonction sound.system()
  • Réaliser un programme qui doit attraper la souris.

Activité 4 (timer)

  • Utiliser le timer pour allumer une led au bout de quelques secondes
  • Utiliser le timer pour faire tourner Thymio d’un tour, en effectuant des essais successifs.
  • Utiliser le timer pour répéter une action : jouer une note de musique avec sound.freq()
  • Utiliser le timer pour faire clignoter le robot en bleu : utilise une variable d’état, mot-clé var
  • Pour finir, un programme un peu complexe : le robot se prend pour une voiture de police.

Activité 5 capteurs du dessous ##

  • Etude des 3 variables prox.ground
  • Programme : s’arrêter au bord de la table.
  • Utilisation des leds circulaires
  • Programme assez complexe : circuler sur la table sans tomber.
  • Programme : suivre une ligne noire tracée sur le sol.
  • Défi : le Contre la montre. Il faut parcourir le trajet d’ une ligne assez longue avec une boucle le plus vite possible.
  • Décoration des robots

vidéo activité 5 : suivre la ligne

Analyse des séances

Côté enseignants

  • Le déroulement s’est avéré satisfaisant et assez conforme aux prévisions des séances
  • Le langage Aseba se prête bien à la découverte et à la mise en oeuvre progressive des capteurs et actionneurs de Thymio.
  • Problème du tout-événementiel et de la programmation séquentielle. Par exemple, programmer l’exécution d’une mélodie se révèle alors assez complexe et peu naturel.
  • beaucoup d’organisation en amont pour maintenir une certaine obéissance tout en entretenant l’ambiance « jeux et liberté ».

Côté élève : gérer le temps et l’hétérogénéité

Les vitesses et les degrès d’implication peuvent être assez différentes d’un élève à l’autre et fluctuantes dans le temps. Il faut de la souplesse pour anticiper et prévoir des variantes (activités et programmes)
Petits défis : Les élèves s 'emparent vite des propositions pour les adapter par ajouts de fonctionnalités par exemple ou en étirant les délais proposés pour la mise au point des programmes.

Côté élève : un petit questionnaire

  • 13 ont trouvé que Aseba était mieux que VPL
  • La majorité (9) préférerait avoir un robot pour eux tout seul, mais souhaite discuter avec les autres de leur travail.
  • Un seul élève se verrait bien tout seul.
  • La durée d’1h 30 est bien perçue (8), 5 la trouvent trop courte et 2 trop longue
  • 8 trouvent la difficulté convenable, et 6 trouvent ça difficile mais sans que cela ne les gène.
  • 11 souhaiteraient continuer en quatrième et 3 peut-être, 1 non.

Joël Rivet


Documentation à télécharger

Presentation-projet-activites.pdf (304,9 Ko)
stat-phase 1.pdf (87,4 Ko)
doumentation des activités : site pour le téléchargement