Introduction à la robotique avec le robot Codey Rocky

Discipline
Algorithmique et programmation
Niveaux
CM1, CM2.
Auteur
E. POIRIER
Objectif
- 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.

- Connaître le stockage des données, les notions d'algorithmes, les objets programmables.

- Programmer les déplacements d’un robot ou ceux d’un personnage sur un écran en utilisant un
logiciel de programmation.


- Reconnaître et résoudre des problèmes relevant de la proportionnalité en utilisant une procédure adaptée : propriétés de linéarité (additive et multiplicative), passage à l’unité, coefficient de proportionnalité.
Relation avec les programmes

Socle commun de connaissances, de compétences et de culture

  • Mettre en œuvre les principes de base de l'algorithmique et de la conception de programmes informatiques pour créer des applications simples.
Dates
Créée le 06 mai 2019
Modifiée le 27 février 2020
Statistiques
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Licence
CC-BY-NC-SALicence Creative Commons : Paternité - Pas d'utilisation commerciale - Partage des conditions initiales à l'identique ?.

Cette séquence fait découvrir la robotique aux élèves de cycle 3.
Elle alterne séquences décrochées et séquences avec matériel.
Les élèves devront découvrir les différentes fonctions et capteur d'un robot, et le programmer pour réaliser un parcours.

Déroulement des séances

1

Qu'est-ce qu'un robot ?

Dernière mise à jour le 07 juin 2019
Discipline / domaine
Algorithmique et programmation
Objectif
connaître la définition d'un robot, et savoir en reconnaître dans la vie quotidienne.
Durée
30 minutes (5 phases)
Matériel
dictionnaire
Informations théoriques
"1,2,3, codez" pour les activités débranchées.

1. Dessine-moi un robot

individuel | 5 min. | découverte

Sur une feuille blanche de brouillon, on demande aux élèves de dessiner un robot.

2. Découverte des représentations des élèves

collectif | 5 min. | mise en commun / institutionnalisation

Mise au tableau de quelques dessins représentatifs des élèves.

On s'attend à ce que la majorité des robots soient de forme humanoïde.

"Avez-vous vu des robots de cette forme actuellement ? Est-ce que ce sont des jouets ? Et de vrais robots, est-ce que ça existe ?"

Exemples de robots dans la vie courante : Roombot (aspirateur), "robot cuiseur" (les plus complexes), bras robots des usines ou de chirurgie...

.

3. Mais qu'est-ce qu'un robot ?

collectif | 10 min. | recherche

"Qu'est-ce qu'un robot ? Comment peut-on savoir ce qu'est un robot ?" (passage éventuel par le dictionnaire ou carte mentale).

Pour information, selon Le Larousse :

1. Dans les œuvres de science-fiction, machine à l'aspect humain, capable de se mouvoir, d'exécuter des opérations, de parler.
2. Appareil automatique capable de manipuler des objets ou d'exécuter des opérations selon un programme fixe, modifiable ou adaptable.

La définition peut changer selon le dictionnaire.

Les automates existant bien avant les robots, étaient plus limités et ne perçoivent pas leur environnement ni n'ont pas un comportement intelligent, leur programmation est très primaire. Ce sont les seules différences avec les robots. Les robots industriels seraient plutôt proches des automates

4. Introduction du robot Codey Rocky

collectif | 5 min. | découverte

Introduction du robot Codey Rocky.

Ressemble-t-il à l'une des représentations ?

Consigne :

"vous allez devoir trouver les différents boutons et capteurs du robot, et définir ce qui se passe quand vous appuyez sur ses boutons..."

 

Distribution de la fiche Annexe 1-découverte du robot Codey Rocky.

Mise en groupe, rappel des consignes de sécurité et d'autonomie.

Le professeur régule les groupes.

5. Qu'a-t-on appris aujourd'hui ?

collectif | 5 min. | mise en commun / institutionnalisation

"Un robot est un appareil automatique capable de manipuler des objets ou d'exécuter des opérations selon un programme fixe, modifiable ou adaptable."

2

Découverte de la programmation du robot

Dernière mise à jour le 07 juin 2019
Discipline / domaine
Algorithmique et programmation
Objectif
Programmer un robot pour qu'il effectue l'action demandée.
Durée
50 minutes (6 phases)
Matériel
Le robot Codey Rocky
1 PC ou tablette
Informations théoriques
1,2,3... Codez !

1. Qu'avions nous appris la semaine dernière ?

collectif | 5 min. | réinvestissement

Rappel de la séance précédente :

- ce qu'est un robot

- notion de si./..alors : ordres, algorithme.

 

2. Découverte des commandes de Codey Rocky

collectif | 10 min. | découverte

Présentation des commandes au vidéo-projecteur.

Exemple simple de programmation.

"Maintenant, par groupe, vous allez imaginer et noter dans votre carnet de programmation ce que vous voulez que le robot fasse, puis vous allez essayer de le programmer."

3. Création de programmation

groupes de 4 | 15 min. | recherche

Les élèves écrivent un programme simple puis l'appliquent sur la tablette.

La tablette n'est donnée que si les élèves ont réfléchi au programme à écrire.

 

4. Présentation des programmes

collectif | 5 min. | remédiation

Groupe par groupe, présentation des programmes réalisés, problèmes rencontrés ou non.

5. Fin de la programmation

groupes de 4 | 10 min. | réinvestissement

Groupes ayant réussi :

Essai avec le bloc moteur (bien insister sur le fait de mettre un stop)

 

Groupes ayant des difficultés : 

Aide locale sur leur programme ou redéfinition du programme si trop complexe.

6. Qu'a-t-on appris aujourd'hui ?

collectif | 5 min. | mise en commun / institutionnalisation

" programmer, c'est coder un ensemble d'opérations destinées à être exécutées par un ordinateur.

La plupart du temps, on commence  par une condition et on termine les instructions à la fin.

Quand on a finit de programmer, il faut tester son programme pour le corriger éventuellement."

 

3

Programmer un déplacement : proportionalité

Dernière mise à jour le 27 février 2020
Discipline / domaine
Algorithmique et programmation
Objectif
Utiliser la proportionalité pour avancer le robot
Durée
35 minutes (4 phases)
Matériel
Le robot Codey Rocky
1 PC ou tablette
Informations théoriques
1,2,3... Codez !

1. Qu'avions nous appris la semaine dernière ?

collectif | 5 min. | réinvestissement

Rappel de la séance précédente :

- algorithme

- comment programmer le robot

 

2. Problème à réaliser

collectif | 10 min. | découverte

Programme commun à réaliser :

Lorsque le bouton A est appuyé (évènement)

Avancer à 50% de puissance pendant 1 seconde. (action)

 

Le faire sur un sol plat si possible.

"de combien de millimètres le robot avance-t-il ?"

Expérience et retour.

Les problèmes les plus fréquents viennent de la façon de mesurer : je prends l'avant du robot en départ mais l'arrière en arrivée, ou inversement.

 

3. Création de programmation

groupes de 4 | 15 min. | recherche

En théorie, d'après votre résultat, de combien de centimètres le robot avancera-t-il en 2 secondes à 50% ? En 10 secondes ?

Notez les résultats sur votre cahier.

Vérification des résultats, rappel de la proportionnalité.

Ensuite réalisez les expériences et notez les résultats obtenus par le robot en rouge, à côté du résultat "théorique".

Les élèves devront emprunter la règle de la classe ou fabriquer leur propre règle.

On peut imaginer un terrain commun où les élèves essaient leur robot après les avoir codé

4. Retour sur expérience

collectif | 5 min. | remédiation

"Les résultats sont ils exactement ceux attendus ? Proches ? Eloignés ?"

Les différences peuvent s'expliquer de façon différentes : l'irrégularité du sol, l'encrassement des courroies, l'inertie du moteur avant d'atteindre les 50%...

Ce travail est celui d'un ingénieur : on va adapter notre programme "théorique" aux réalité du terrain ; ici, le robot.

 

 

4

Défi final : se déplacer sur un parcours

Dernière mise à jour le 27 février 2020
Discipline / domaine
Algorithmique et programmation
Objectif
Coder un déplacement
créer un programme sur un parcours inconnu
Durée
45 minutes (4 phases)
Matériel
Le robot Codey Rocky par groupe de 4
1 PC ou tablette par groupe de 4
des kaplas ou équivalent
Informations théoriques
1,2,3... Codez !

1. Présentation du défi local

collectif | 5 min. | réinvestissement

A l'aide de vos connaissances en programmation, vous allez réaliser le parcours de la fiche défi, puis programmer votre robot pour qu'il le réussisse.

Utilisez vos règles, votre carnet, réfléchisssez, essayez, corrigez... Le but est de réussir ce défi !

 

2. Problème à réaliser

collectif | 20 min. | découverte

Les élèves essaient de réussir.

A la fin, tous les groupes devraient le réussir, certains plus vite que d'autres.

Ceux ayant réussi préparent la phase 3

3. Création de programmation sur parcours

groupes de 4 | 15 min. | recherche

Les élèves créent un autre parcours avec le même nombre de kaplas.

Ils peuvent défier une autre équipe qu'à la seule condition qu'eux-mêmes le réussissent avec leur robot.

Rien ne dit qu'ils le réussiront ! Mais au moins ils sauront pour la rencontre que faire un parcours impossible est une mauvaise idée :)

4. Retour sur expérience

collectif | 5 min. | remédiation

On revient sur la séquence, sur les ressentis des élèves, et sur ce qu'ils ont appris.

Prochaine étape, je l'espère : le défi contre une autre école, avec des activités décrochées et des défis de codage !