Les robots

Disciplines
Vivant, matière, objets, Se situer dans le temps, Se situer dans l'espace et Sciences et technologie
Niveaux
CE2, CM1.
Auteur
V. MOLINS
Objectif
Apprendre le codage, décodage et l'appliquer sur bee bot et thymio
Relation avec les programmes

Cycle 2 - Programme 2020

  • Observer et utiliser des objets techniques et identifier leur fonction.
  • Identifier des activités de la vie quotidienne ou professionnelle faisant appel à des outils et objets techniques.
  • Décrire l'architecture simple d'un dispositif informatique.
  • Situer des objets ou des personnes les uns par rapport aux autres ou par rapport à d'autres repères.
  • Maitriser le vocabulaire permettant de définir des déplacements (avancer, reculer, tourner à droite/à gauche, monter, descendre...).
  • Maitriser le vocabulaire permettant de définir des positions (gauche, droite, au-dessus, en dessous, sur, sous, devant, derrière, près, loin, premier plan, second plan, nord, sud, est, ouest...).
  • Se repérer dans le temps et mesurer des durées.

Cycle 3 - Programme 2020

  • Observer et identifier le mouvement rectiligne ou circulaire d’un objet, en précisant le point de vue.
  • Repérer la chaîne d’information et la chaîne d’action d’un objet programmable.
  • Décrire un objet technique par un schéma (représentation du fonctionnement de l’objet) et un croquis (ce que l’on observe).
Dates
Créée le 06 janvier 2019
Modifiée le 17 mars 2019
Statistiques
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5 coups de coeur
Licence
CC-BY-NC-SALicence Creative Commons : Paternité - Pas d'utilisation commerciale - Partage des conditions initiales à l'identique ?.

Codage, décodage , les robots

Déroulement des séances

1

La programmation sans écran, en débranché

Dernière mise à jour le 06 janvier 2019
Discipline / domaine
Vivant, matière, objets
Objectif
Se repérer dans l'espace classe
Durée
55 minutes (4 phases)
Matériel
Documents de consigne à donner à chaque groupe
ardoise
cahier de recherche

1. Apprendre à utiliser le vocabulaire adéquat pour se déplacer dans l'espace

groupes de 3 | 10 min. | découverte

Les consignes sont distribuées à chaque groupe de 3

Etape 1 : se déplacer dans la classe par 3 : 1 dirige, 1 se déplace, 1 vérifie (en notant sur l'ardoise)

un élève dirige l'autre puis vice versa : objectif traverser la classe en touchant des objets sur le trajet sans se toucher une table : mesure le pas de fourmi.

 

 

 

2. Faire un retour collectif sur les succès et les erreurs

collectif | 15 min. | mise en commun / institutionnalisation

Echanger ensemble sur ce qui a fonctionné...ou pas

Faire le point sur le vocabulaire utilisé.

3. La fusée

groupes de 4 | 15 min. | découverte

Etape 2 : la fusée, se mettre par groupe de 4 (ilôts), et réaliser la consigne laissée sur l'ilôt, faire tourner les ateliers toutes les 10 mn. 

 

4. Découverte de bee bot (en parallèle des ateliers fusées

groupes de 4 | 15 min. | recherche

Découvrir Bee bot par groupe de 4

Découvrir le comportement, les touches,

Rédiger une courte notice 

(but : faire une capsule sur bee bot à la fin de la séquence)

2

Bee Bot

Dernière mise à jour le 06 janvier 2019
Discipline / domaine
Sciences et technologie
Objectif
Découvrir le robot bee bot
Durée
55 minutes (3 phases)
Matériel
Les plans de la fusée
les flèches de déplacement

1. Création d'un carré de 15 cm de côté

individuel | 10 min. | découverte

Application des connaissances acquises sur les carrés:

Demander quelles sont les propriétés d'un carré

Demander quelle technique utiliser et quels sont les outils nécessaires pour tracer un carré ?

Faire tracer un carré sur des feuilles de couleur différentes

Créer un quadrillage pour bee bot sur la grande table

2. Construction d'un château en carton

groupes de 4 | 15 min. | découverte

Fabriquer 4 carrés de 10 cm en carton, les colorier ou dessiner des briques, les coller ensemble 

 

Mettre chaque château sur une case

 

3. Bataille des châteaux

collectif | 30 min. | recherche

L'objectif est de faire sortir (détruire) le château des adversaires.

Chaque groupe se voit attribuer un adversaire, et un point de départ. Il doit prévoir le codage nécessaire pour que bee bot se déplace et aille détruire le château des adversaires (2 ou 3 essais par groupe)

3

Programmation de bee bot

Dernière mise à jour le 01 février 2019
Discipline / domaine
Vivant, matière, objets
Objectif
Découvrir le logiciel de programmation de Bee Bot
Durée
45 minutes (3 phases)
Matériel
Tablettes, 3 PC, 3 logiciel blue bot
Fichiers bee et Atelier bee bot : fiches plastifiées des consignes et grille de programmation
1 Bee bot
Informations théoriques
Cycle 2 - Programme 2018
Observer et utiliser des objets techniques et identifier leur fonction.
Identifier des activités de la vie quotidienne ou professionnelle faisant appel à des outils et objets techniques.
Décrire l'architecture simple d'un dispositif informatique.
Situer des objets ou des personnes les uns par rapport aux autres ou par rapport à d'autres repères.
Maîtriser le vocabulaire permettant de définir des déplacements (avancer, reculer, tourner à droite/à gauche, monter, descendre...).
Maîtriser le vocabulaire permettant de définir des positions (gauche, droite, au-dessus, en dessous, sur, sous, devant, derrière, près, loin, premier plan, second plan, nord, sud, est, ouest...).
Se repérer dans le temps et mesurer des durées.

Cycle 3 - Programme 2018
Décrire un mouvement et identifier les différences entre mouvements circulaire ou rectiligne.
Élaborer et mettre en œuvre un protocole pour appréhender la notion de mouvement et de mesure de la valeur de la vitesse d'un objet.
Repérer et comprendre la communication et la gestion de l'information.
Décrire le fonctionnement d'objets techniques, leurs fonctions et leurs constitutions.
Connaître le stockage des données, les notions d'algorithmes, les objets programmables.
Faire usage de logiciels usuels.

1. Faire découvrir via le TBI le logiciel de programmation de bee bot

collectif | 10 min. | découverte

Montrer via la caméra HUE et le TBI comment lancer le logiciel, et connecter le robot.

Prendre la map alphabet et montrer les premiers pas d'une programmation :

  - Mettre bee bot sur Z, aller jusqu'en D

   - Montrer qu'après avoir fait un quart de tour vers la gauche, la flèche vers le haut permet d'avancer sur la gauche (revoir déplacement allocentré (absolu, on est plutôt sur Nord Sud Est Ouest)  et autocentré (relatif, 3 instructions suffissent avance, droite, gauche, on peut proposer recule mais en réalité c’est droite, droite, avance ).

 

 

 

 

2. Coder un déplacement pour Bee Bot

groupes de 4 | 15 min. | recherche

Donner les consignes pour les 4 ateliers à l'ensemble de la classe.

groupe 1 : Kinway, Mehdi, Ruben R et Ruben M. 

groupe 2 : Amine, Bilal et Nisrine + Luca

groupe 3 : Isaac, Maely, Mohamed et Sana 

groupe 4 : Ines, Chahineze, Souhail  + Aya

 

Pour chaque atelier, vous devrez noter les déplacements sur la feuille avant de les coder sur la tablette ou le PC, vous devrez ensuite noter le déplacement lorsqu'il est correct dans la dernière colonne "Programmation correcte". (voir fichier bee.xlsx)

 

Le premier groupe va travailler sur la tablette, vous devrez vous entraîner (montrer avec la caméra sur le TBI), puis lorsque vous vous sentirez prêts, vous commencerez à faire le défi des 30 fleurs.

Les deuxième et troisième groupes vont utiliser sur le PC le logiciel de programmation mais sans le robot connecté. Le premier groupe devra s'entraîner sur la carte d'Europe (montrer via le TBI) puis commencer le challenge en mode explore (montrer via TBI). Le deuxième groupe devra s'entraîner sur la carte de l'île, puis passer en mode explore (montrer sur le TBI)

Le dernier groupe va travailler sur le quadrillage que nous avons créer, avec pour objectif de partir du point où se trouve le robot, de détruire au moins deux châteaux-forts puis de revenir à son point de départ.

 

Donner les consignes dites à l'oral par écrit (voir fiche de consignes écrites Atelier Bee bot . docx)

Atelier 1 : vous devrez réaliser les déplacements demandés pour faire le défi des 30 fleurs.

ATELIER 1 / TABLETTE: (voir fiche de consignes écrites Atelier Bee bot . docx)

le groupe s'entraîne sur http://classedeflorent.fr/accueil/jeux/beebot/entrainement.php PUIS

http://classedeflorent.fr/accueil/jeux/beebot/Beebot-niveau-1.php

Les élèves devront noter leurs propositions puis ce qu'il fallait faire pour que cela fonctionne

Dans le cas où l'attitude de Luca ne permet pas le travail de groupe, lui donner une tablette et le faire travailler avec l'AVS sur l'entraînement bee bot sur ce site puis sur le défi (prévoir une deuxième grille).

ATELIER 2 : PC 1 (voir fiche de consignes écrites Atelier Bee bot . docx)

En déconnecté, sur le logiciel de programmation du bee bot :  mode explore sur la carte d'Europe

Noter chacune des propositions

ATELIER 3 : PC 2 

En déconnecté, sur le logiciel de programmation du bee bot : carte de l'île, chasse au trésor mode explore

ATELIER 4 : PC 3

Programmer bee bot sur le quadrillage créer sur la session précédente pour aller détruire deux châteaux-forts puis revenir à son point de départ.

 

 

Chaque groupe désigne un rapporteur.

 

3. Coder et analyser le résultat

collectif | 20 min. | mise en commun / institutionnalisation

Chaque codage sera présenté par le groupe (utilisation de la caméra et du TBI) et nous observerons le résultat.

Les succès et erreurs seront analysées ensemble

4

Qu'est ce qu'un robot et qu'est ce un capteur ?

Dernière mise à jour le 06 janvier 2019
Discipline / domaine
Vivant, matière, objets
Objectif
Découvrir ce qu'est un robot et un capteur
Durée
55 minutes (4 phases)

1. Qu'est ce qu'un robot ?

collectif | 10 min. | découverte

Faire émerger les représentations initiales des élèves : qu'est-ce qu'un robot ?
A la fin du débat, instituer qu'un robot est « une machine (ou un dispositif) qui fonctionne de façon automatique ou en réponse à une commande à distance

 Demander aux élèves de donner des exemples de robots qui se trouvent dans leur environnement.

2. Découvrir les robots utilisés au quotidien

groupes de 4 | 10 min. | découverte

 

- Trier des d’images d’objets du quotidien (Automobile, Détecteur de fumée, Thermostat, Satellite, Machine qui nettoie la piscine, Ascenseur, Cafetière automatique, Lave-vaisselle, Porte automatique...) : lesquels sont des robots ?

3. Définition d'un robot

collectif | 10 min. | mise en commun / institutionnalisation

Elaborer ensemble la trace écrite 

Définition d’un robot (ou d’un système automatisé) :
Les robots ont trois éléments en commun :
 ils ont un corps ou un processeur
 ils exécutent un ou des programmes
 ils sont munis de capteurs pour interagir avec leur environnement sans intervention humaine

4. Qu'est ce qu'un capteur, exemple de l'ascenceur

collectif | 25 min. | découverte

Exemple de l’ascenseur :
 Il est muni de capteurs (ex : les boutons, les capteurs de positionnement, les capteurs d'ouverture de porte ou de passage des gens...) qui permettent de prélever les informations de l'environnement nécessaires à la prise de décision pour ensuite réaliser une action.
 Il a un processeur (c'est son intelligence tel un ordinateur qu'on appellera ici "automate") qui permet de choisir parmi des actions déjà programmées (ex: il choisit et donne l'ordre d'allumer la lumière, il choisit et donne l'ordre de se mettre en panne, il choisit et donne l'ordre de monter, descendre, mettre un cran de sécurité...) en fonction des informations qu'il a "captées" dans son environnement.
 Il commande alors des actionneurs (ex: moteur) qui exécutent des actions (ex: le moteur fait monter, descendre... l'ascenseur).
- Montrer aux élèves quelques capteurs (pour l'ascenseur, montrer le rayon infra-rouge qui capte le passage des jambes au travers de la porte) : que se passe-t-il lorsqu'on passe la porte de l'ascenseur?
- Demander aux élèves d'anticiper différentes actions, en mettant en exergue les différentes parties du robot (ses capteurs, son processeur, ses actionneurs).
- Vérifier les hypothèses

5

Découvrir les 6 comportements de thymio

Dernière mise à jour le 17 mars 2019
Discipline / domaine
Vivant, matière, objets
Objectif
Comprendre qu'à une cause (appui sur une touche) correspond une action (comportement)
Durée
55 minutes (4 phases)

1. Qu'est ce que Thymio ?

collectif | 10 min. | découverte

- Commencer par valider auprès des élèves leur bonne compréhension des notions de l’activité 1 : Thymio II est-il un robot? Pourquoi?
- Emettre des hypothèses sur les différents capteurs de Thymio II (les localiser et donner leurs fonctions).

2. Atelier : découverte de Thymio

groupes de 4 | 15 min. | découverte

Chaque groupe doit expérimenter 1 à 2 modes de fonctionnement de Thymio

Les élèves doivent le manipuler sans aide extérieure, ils découvriront 1 à 2 couleurs, à la fin ils doivent rédiger une courte affiche (A4) sur ce qu'ils ont constatés

Pour rappel

En appuyant sur la touche au centre, il s'allume et s'éteint, en touchant les flèches il change de couleur.


 Vert = l’amical => il suit un objet en face de lui
 Jaune = l’explorateur => il explore le monde tout en évitant les obstacles
 Rouge = le peureux => il détecte les chocs, la chute libre et montre la direction de la gravité
 Mauve = l’obéissant => il suit les ordres donnés par les boutons ou une télécommande
 Turquoise= l’enquêteur => il suit une piste
 Bleu = l’attentif => il réagit au son.

3. Ateliers en parallèle de la découverte de Thymio

collectif | 15 min. | entraînement

un groupe sur la programmation de bee bot

un groupe sur le logiciel cours florent bee bot

 

4. Mettre en commun les résultats de la démarche expérimentale

collectif | 15 min. | mise en commun / institutionnalisation

Synthétiser dans un tableau tous ensemble par couleur ce qu'il se passe sur les capteurs, l'ordre programmé et les actions réalisées (moteurs)

 

6

Découvrir la programmation de Thymio

Dernière mise à jour le 10 mars 2019
Discipline / domaine
Vivant, matière, objets
Objectif
Découvrir le logiciel VPL et la notion de programme
Durée
40 minutes (2 phases)
Matériel
TBI
thymio
PC
VPL

1. Présentation du logiciel par le TBI

collectif | 15 min. | découverte

Bien veiller à utiliser le vocabulaire

Evènements, actions, conditions

« Machines »
Les machines qui nous entourent ne font qu'exécuter des "ordres" (instructions)
« Langages »
On peut donner des instructions à une machine en utilisant un langage spécial, appelé langage de programmation, compréhensible par l’homme et la machine. Si on lance le même programme plusieurs fois, il donne toujours le même résultat.
« Robot »
Un robot est une machine qui peut interagir avec son environnement Un robot possède un ordinateur qui décide quelles actions faire dans quelles situations
« Algorithmes »
Un test dit quelle action effectuer quand une condition est vérifiée

 

2. Essais de programmation

groupes de 5 | 25 min. | recherche

Les groupes doivent chercher à réaliser le codage simple pour Thymio :

Avance jusqu'au lego, arrête toi, mets toi en rouge, fais un son.

A l'applaudissement, tourne sur la droite, va jusqu'à la trousse et allume toi en bleu.

 

Un seul PC sera disponible pour réaliser cette partie, il faudra le faire sur plusieurs séances pour que chaque groupe puisse le faire (prévoir 3 ateliers de 25 mn sur la semaine)

7

Programmer Thymio

Dernière mise à jour le 06 janvier 2019
Discipline / domaine
Vivant, matière, objets
Objectif
Apprendre les bases de la programmations, et découvrir son vocabulaire
Durée
50 minutes (3 phases)

1. Réaliser des programmes (atelier en parallèle)

groupes de 4 | 20 min. | entraînement

En se basant sur la fiche 25, les élèves doivent programmer thymio sur le logiciel VPL (1 programme par groupe

(la main à la pâte 1,2 3 codez séance 3.4)

Programme 1 : SI on appuie sur le bouton central, ALORS Thymio avance

Programme 2 : SI Thymio détecte un objet devant lui, ALORS son capot devient vert
Programme 3 : SI Thymio détecte un objet en-dessous de lui, ALORS son châssis devient bleu
Programme 4 : SI on tapote sur le capot de Thymio, ALORS il joue de la musique

2. défis

collectif | 20 min. | découverte

Chaque groupe a un défi, il pourra tester sa réponse sur le thymio lorsque le groupe au dessus n'en aura pas besoin

1) Thymio doit circuler sur le sol sans renverser les tours en bois ! Quel mode vas-tu choisir ?
2) Thymio doit faire le tour de ta chaise… Il y a plusieurs astuces ! Quel(s) mode(s) vas-tu choisir ?
3) Quel mode permet de faire avancer Thymio en claquant dans tes mains ?
4) Peux-tu dessiner un carré à l'aide de Thymio ?
5) Réalises une chaîne de Thymio avec tes camarades. Quel mode allez-vous choisir ?
6) Trouve le mode qui permet à Thymio de ne pas tomber au sol ?
7) A l'aide de Lego placés sur les roues de Thymio, essaye d'activer ses capteurs à chaque tour de roue.

3. Réaliser la trace écrite

collectif | 10 min. | mise en commun / institutionnalisation

Exemple

En combinant plusieurs instructions simples on peut effectuer une tâche complexe, comme parcourir un labyrinthe
Un bug est une erreur dans un programme.

8

Capsules vidéos sur les robots

Dernière mise à jour le 06 janvier 2019
Discipline / domaine
Vivant, matière, objets
Objectif
Réaliser une capsule sur bee bot et une sur thymio
Durée
40 minutes (2 phases)

1. Qu'est ce qu'une capsule ?

collectif | 20 min. | découverte

Présenter le fonctionnement d'une capsule

Montrer des exemples (dagenaux)

2. Début dela réalisation du scénario

groupes de 4 | 20 min. | recherche

Quel est mon thème (1 groupe bee bot, 1 groupe sur le logiciel de programmation de bee bot, 1 sur thymio, 1 sur le logiciel de thymio )

Quelles sont les idées les plus importantes à expliquer ?

Quelle forme ? (je filme bee bot, je parle, je me filme etc)

 

9

Capsules : scénarios détaillés

Dernière mise à jour le 06 janvier 2019
Discipline / domaine
Vivant, matière, objets
Objectif
réaliser le scénario détaillé de la capsule
Durée
55 minutes (4 phases)

1. réaliser le scénario détaillé

groupes de 4 | 15 min. | recherche

ecrire, dessiner le scénario, les dialogues

2. Comment fait on pour filmer

collectif | 15 min. | découverte

Présenter la réalisation d'une vidéo sur une tablette.

Quels sont les formats ?

où les enregistrer (dropbox)

3. Faire des essais de film

binômes | 10 min. | recherche

Essayer de filmer dans la classe quelque chose, l'enregistrer dans sa dropbox

 

4. Faire le point sur l'expérience

collectif | 15 min. | mise en commun / institutionnalisation

Montrer des exemples, relever les points positifs et les points à améliorer

10

Réalisation des capsules

Dernière mise à jour le 06 janvier 2019
Discipline / domaine
Vivant, matière, objets
Objectif
Réaliser les 4 capsules
Durée
30 minutes (1 phase)

1. Réalisation des capsules

groupes de 4 | 30 min. | entraînement