Introduction à la robotique avec Beebot

Discipline
Algorithmique et programmation
Niveaux
CP, CE1.
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.
Relation avec les programmes

Cycle 2 - Programme 2020

  • Programmer les déplacements d’un robot ou ceux d’un personnage sur un écran : - repères spatiaux ; - relations entre l’espace dans lequel on se déplace et ses représentations.
  • Réaliser des déplacements dans l’espace et les coder pour qu’un autre élève puisse les reproduire.
Dates
Créée le 06 janvier 2020
Modifiée le 10 janvier 2020
Statistiques
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1 coups de coeur
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 2.

Déroulement des séances

1

Qu'est-ce qu'un robot ?

Dernière mise à jour le 06 janvier 2020
Discipline / domaine
Algorithmique et programmation
Objectif
connaître la définition d'un robot, et savoir en reconnaître dans la vie quotidienne.
Durée
45 minutes (6 phases)
Matériel
dictionnaire
film 1 jour 1 question qu'est-ce qu'un robot ? http://www.viewpure.com/1j1grobot
Informations théoriques
"1,2,3, codez" pour les activités débranchées.
Remarques
La séance "qu'est-ce qu'un robot ?" est intéressante, la découverte des commandes est facultative.

1. Dessine-moi un robot

individuel | 5 min. | découverte

Sur une feuille blanche de brouillon, on demande aux élèves de dessiner un robot. (on peut le faire passer sous forme de dessiner c'est gagné avec d'autres objets faciles).

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).

On notera toutes les idées des enfants -on regroupe les idées similaires-, même si elles s'opposent. On en garde trace (photo, affiche, TNI...) pour clôre la séance.

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 Beebot -partie facultative-

groupes de 4 | 10 min. | découverte

Introduction du robot beebot

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

Consigne :

"Vous allez essayer de faire déplacer le robot en avant, 1 fois.

"Attention, le robot peut se déplacer."

 

Distribution de la fiche Annexe 1-découverte du robot Beebot.

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

Le professeur régule les groupes et note les capacités de chacun : certains ne vont pas réussir, d'autres iront déjà assez loin dans leur utilisation du robot.

Arrêter l séance de découverte quand au moins 2 groupes ont trouvé comment le faire avancer, 10 minutes maximum.

5. Regroupement

collectif | 10 min. | découverte

Faire oraliser chaque groupe sur le fonctionnement, choisir un élève des groupes ayant réussi, mais pas celui ayant trouvé pour oraliser la procédure.

Apporter le bouton CLEAR (effacer) si celui-ci n'a pas été trouvé.

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

collectif | 5 min. | mise en commun / institutionnalisation

"Un robot est un appareil automatique capable d'exécuter des opérations selon un programme."

Nous avons trouvé les boutons suivants sur le robot Beebot :

(obligatoire cette séance)

le bouton on/off : allumer/ éteindre le robot,

le bouton son : mettre le son / muet -très pratique-

le bouton avancer : avancer

Le bouton OK : valider la ou les commandes tapées précédemment.

Le bouton CLEAR : effacer les commandes tapées précédemment.

2

Découverte de la programmation du robot

Dernière mise à jour le 10 janvier 2020
Discipline / domaine
Algorithmique et programmation
Objectif
Programmer un robot pour qu'il effectue l'action demandée.
Durée
35 minutes (4 phases)
Matériel
Le robot Beebot
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

- premières commandes

 

 

2. Découverte des commandes de Beebot

collectif | 10 min. | découverte

Présentation des commandes au vidéo-projecteur.

Exemple simple de programmation (avancer de 2 cases, pivoter à gauche, avancer).

Prévoir les commandes plastifiées avec scotch aimanté ou patafix.

"Maintenant, par groupe, vous allez défier vos coéquipiers et créer un ensemble de défis.

Vous allez être 2 équipes de 2 par groupe.

La première équipe crée le défi : une case départ, une fleur, une ruche.

On n'a pas le droit d'être à plus de 3 cases l'une de l'autre.

La deuxième équipe tente de résoudre le problème : l'abeille commence au départ, passe par la fleur, et finit sur la ruche.

Si elle réussit, elle gagne un point, et on échange.

Si elle ne réussit pas, elle a le droit à un second essai.

Si, au bout de 3 essais, elle n'a pas réussi, l'autre équipe peut gagner un point si elle réussit elle-même le défi.

Puis, on échange."

"Vos fiches créées serviront de défis en autonomie, graduées selon le niveau de difficulté".

-selon le niveau des élèves, jouer sur le nombre de fleurs, l'ajout de cases rocher ou piège-

3. Défis entre élèves

groupes de 4 | 15 min. | recherche

Les élèves sont répartis par 4.

Une équipe code et place le défi (deux personnes différentes pour les faire travailler sur le placement sur quadrillage).

L'autre équipe prépare le robot (l'un écrit le code, l'autre code le robot, on alterne selon les essais ou lors du roulement).

Chaque groupe échange 2 fois de rôle pour que tout le monde ait pu noter/coder.

Les fiches créées sont gardées comme défis en autonomie.

Le professeur passe dans les groupes, régule, redonne les consignes et insiste sur le fait de noter, pour garder trace (fiches défis, en autonomie ou que l'on peut m'envoyer à emmanuel.poirier@ac-lille.fr ). Il peut faire augmenter la difficulté pour des groupes plus forts, ou aider un groupe en difficulté.

Il note les élèves rencontrant des difficultés de codage ou d'encodage, pour les prendre en remédiation lors d'une prochaine séance.

4. Synthèse et institutionnalisation

collectif | 5 min. | mise en commun / institutionnalisation

Recensement du nombre de défi par groupe, combien de réussi, combien de "difficiles et non réussis".

 

Leçon éventuelle de 'programmation' niveau cycle 2 :

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

Quand on a finit de programmer, il faut tester son programme, pour le corriger si celui-ci ne s'exécute pas correctement."

3

Complément / travail en autonomie

Dernière mise à jour le 10 janvier 2020
Discipline / domaine
Algorithmique et programmation
Objectif
- Programmer les déplacements d’un robot ou ceux d’un personnage sur un écran :
- repères spatiaux ;
- relations entre l’espace dans lequel on se déplace et ses représentations.
Durée
30 minutes (3 phases)
Matériel
Un ordinateur avec le défi des 30 fleurs de la classe de Florent : http://www.classedeflorent.fr/accueil/jeux/beebot/introdefi30fleurs.php
Un fichier Tuxbot ainsi que le logiciel (sur ordinateur, tablette ou papier) : http://appli-etna.ac-nantes.fr:8080/ia53/tice/ressources/tuxbot/index.php
Informations théoriques
Cette séance, plus théorique, est à introduire pour les élèves ayant compris le fonctionnement du robot.
Les élèves en difficulté peuvent être pris en groupe de besoin, pour commencer d'un programme de robot vers le codage direct sur feuille.
Remarques
En cycle 3, l'utilisation de robot de déplacement apprend les boucles : répéter un ou plusieurs programmes plusieurs fois.
Le livre expert de Tuxbot permet de préparer 3 programmes que l'on exécute en écrivant M1, M2, M3.

1. Découverte des défis TuxBot (ou classe de Florent)

collectif | 10 min. | découverte

Vous avez maintenant un carnet de programmation.

Vous allez devoir, à votre rythme, résoudre les problèmes de programmation.

-si le matériel le permet-

Vous pourrez les tester ensuite sur l'ordinateur.

 

-sinon ou en complément-

ensuite, vous regarderez par binôme vos résultats. Comme je souhaite savoir ce que vous avez fait, si vous changez quelquechose à ce moment-là, faites-le au vert pour que je puisse voir votre première réponse.

2. Résolution des problèmes de déplacement

individuel | 15 min. | recherche

Chaque élève se confronte individuellement aux problèmes de Tuxbot sur papier.

Cela permet d'avoir un autre groupe avec des beebots, ou en situation d'évaluation.

Le professeur passe vérifier la compréhension des consignes, note les élèves en difficulté, apporte une aide ou attend la confrontation des solutions en binôme.

3. Phase 3

binômes | 5 min. | réinvestissement

"Maintenant, vérifiez vos solutions avec votre voisin.

Si vous avez la même chose, passez au problème suivant : vous avez tous les deux bons ou faux.

Si vous avez une différence, revérifiez votre solution chacun de votre côté, puis exposez à votre voisin si votre solution vous parait correcte, pourquoi elle vous parait correcte.

On ne se moque pas de la solution de son voisin, et on reste ouvert à ce qu'il a à dire également. Vous devrez choisir si vous changez votre code, en vert."

Le professeur veille à ce que les débats restent ouverts, cet exercice n'est pas évident pour les élèves mais travaille l'argumentation, oblige à vérifier sa réponse en cas de désaccord et de justifier l'erreur ou la justesse du choix de son camarade.