PROGRAMMATION ET ROBOTIQUE GS

Discipline
Utiliser des outils numériques
Niveaux
GS.
Auteur
C. ROUNG
Objectif
- Découverte du fonctionnement d'un robot
- Coder des déplacements, des emplacements sur un « plan » connu ou une photographie d’un espace vécu (salle de classe, salle de jeux, cour de récréation…).
Relation avec les programmes

Cycle 1 - Programme 2021

  • Se déplacer en respectant des règles ou consignes.
  • Reconnaître et utiliser des représentations d’espaces connus.
  • Coder des déplacements, des emplacements sur un « plan » connu ou une photographie d’un espace vécu (salle de classe, salle de jeux, cour de récréation…).
  • Utiliser les touches de direction (haut, bas, gauche, droite) pour déplacer un personnage dans un jeu éducatif.
Dates
Créée le 09 octobre 2020
Modifiée le 09 octobre 2020
Statistiques
114 téléchargements
1 coups de coeur
Licence
CC-BY-NC-SALicence Creative Commons : Paternité - Pas d'utilisation commerciale - Partage des conditions initiales à l'identique ?.

Activités débranchées

Déroulement des séances

1

Entrée en matière

Dernière mise à jour le 09 octobre 2020
Discipline / domaine
Utiliser des outils numériques
Objectif
Evaluer les représentations pré-existantes sur les robots
Durée
25 minutes (2 phases)
Matériel
Feuilles
Feutres ou crayons
Moyen de diffusion de musique

1. Comptine

collectif | 10 min. | découverte

Découverte de la comptine "Le robot"

https://www.youtube.com/watch?v=_7b9LD08z8k

Paroles de la comptine 'Le robot':

 

Refrain:

Dans mon château

Y'a un robot
Qui mange du fer
Qui boit de l'eau
(x2)


Quand le robot marche
Tout le monde marche
Quand le robot court
Tout le monde court

Quand le robot saute
Tout le monde saute

Refrain

Quand le robot danse
Tout le monde danse
Quand le robot tourne
Tout le monde tourne

Quand le robot dort
Tout le monde dort

2. Dessine un robot

collectif | 15 min. | découverte

Langage : 

  • Est-ce que tu as déjà vu un robot?
  • A quoi ça ressemble un robot?
  • A quoi ça sert un robot?
  • Comment ça marche?
  • Est-ce que c'est intelligent un robot?

Amener les élèves à verbaliser: Un robot ne sais faire que ce qu'on lui dit de faire. Il faut le programmer.

C'est ce que l'on va faire avec des petits robots de sol.

Puis distribution de feuille avec la consigne : dessine un robot.

2

Première approche de la séquence de programmation

Dernière mise à jour le 09 octobre 2020
Discipline / domaine
Utiliser des outils numériques
Objectif
Découverte de la notion de séquencement des opérations
Durée
35 minutes (2 phases)
Matériel
Objet/trésor

1. Jeu du robot idiot

collectif | 30 min. | découverte

Consigne: On va jouer à robot-idiot, ce robot est idiot!

Il ne sait faire que trois choses «avancer d'un pas», «tourner [d'un quart de tour] à gauche» et «tourner [d'un quart de tour] à droite» (l'enseignante mime les trois instructions)

 

Au moment où le groupe rit à «idiot» préciser «Ah ben oui, c'est forcément idiot un robot, puisque ce n'est qu'un pantin [une marionette] avec un ordinateur dedans, et un ordinateur ce n'est qu'une machine: il n'y a personne dedans !

 

Choisir un volontaire qui fera le robot idiot et sera dirigé par l’équipe.

A tour de rôle, chaque enfant assis autour du jeu va proposer une instruction pour in fine atteindre une carte ou un objet posé sur le quadrillage au sol.

On le refait plusieurs fois:

- en changeant d'enfant robot-idiot

- en bougeant le point de départ, la position de l'objet à atteindre du labyrinthe,

- en cherchant le chemin le plus court, le chemin le plus long.

- en proposant une série d'objets à atteindre -> parcours dans le labyrinthe

On peut également proposer de bander les yeux de l'enfant robot-idiot ou qu'il ferme les yeux.

 

 

Difficultés:

 

- Faire comprendre que 'tourner' c'est 'pivoter sur soi-même' et ce n'est pas tourner et avancer

 

- Si l'élève voit l'objectif à atteindre, il va avoir envie d'aller vers lui et peut modifier les instructions donner par le programmeur (notamment dans le sens de pivotement), bien faire comprendre que l'élève doit strictement suvre les instructions du programmeur même si elles lui semblent ne pas convenir

 

2. Comptine

collectif | 5 min. | découverte

Reprise de la comptine : "Le robot"

3

Reprise de la séance 3

Dernière mise à jour le 09 octobre 2020
Discipline / domaine
Utiliser des outils numériques
Objectif
Découverte de la notion de séquencement des opérations
Durée
35 minutes (2 phases)
Matériel
Lieu disposant d'un sol quadrillé
Support audio pour les comptines
Carte ou objet/trésor à atteindre pour le jeu du robot idiot
Obstacles pour le jeu du robot idiot

1. Suite de la séance 3

collectif | 30 min. | découverte

Consigne: 'Vous vous rappelez le jeu du robot idiot (faire dire les consignes et la règle du jeu par les élèves, refaire un ou deux essais). Nous allons jouer à robot-idiot mais cette fois dans le labyrinthe pour atteindre notre objet, il va falloir contourner des obstacles?'

Compréhension: 'C'est quoi un obstable? A quoi ça sert?

On réitère le dispositif 'Robot idiot' avec un élève qui fait le robot, un élève qui fixe le point de départ et l'objectif d'arrivée, un élève qui dispose les obstacles (sujet à débat...), un programmeur de robot. 

On rejoue plusieurs fois en changeant les rôles.

2. Comptines

collectif | 5 min. | découverte

Reprise de la comptine "Le robot" et découverte de la nouvelle comptine : 

Le robot à musique

https://www.youtube.com/watch?v=xR6TbNGcYGg

4

Déplacer un lutin sur un quadrillage

Dernière mise à jour le 09 octobre 2020
Discipline / domaine
Utiliser des outils numériques
Objectif
découvrIR comment donner des ordres précis à un lutin pour contrôler ses déplacements sur un quadrillage.
Durée
55 minutes (5 phases)
Matériel
Un lutin
Un jeton
Une affiche A3 ou A2 représentant un quadrillage de 3x4 cases
Trois exemplaires de la Fiche 1 (éventuellement plastifiés pour une meilleure longévité)
Des aimants pour tout maintenir au tableau

1. Comment donner des ordres au lutin ?

collectif | 10 min. | découverte

L’enseignant présente l’affiche quadrillée et pose le lutin sur l’une des cases. Il annonce à la classe qu’il va falloir donner des ordres au lutin pour qu’il se déplace sur le quadrillage.

Expérimentation : donner des ordres au lutin

Comment faire à l‘oral ? En classe entière, les élèves proposent des ordres au lutin « Marche », « Avance », « Va là-bas », ou d’autres propositions. Les possibilités sont nombreuses.
Comment faire à l’écrit ? Par groupes, demander aux élèves de trouver 4 ordres écrits ou dessinés, qui permettraient de contrôler n’importe quel déplacement sur le quadrillage.

Dans une première étape, placer sur le quadrillage une récompense que le lutin doit aller ramasser. Le placer sur la même ligne ou la même colonne, à 2 ou 3 cases de distance. Si les enfants sont vagues « Avance ! », l’enseignant demande alors « Mais avancer vers où ? ». Le même ordre (« va vers le haut », par exemple) répété 2 ou 3 fois, suffit. La formulation « va trois fois vers le haut » fonctionne aussi.

Dans un second temps, placer la récompense en diagonale du lutin. Les élèves vont peut-être proposer au lutin de se déplacer en diagonale, mais l’enseignant devra leur expliquer que le lutin n’en est pas capable : il ne peut que se déplacer que dans les 4 cases qui ont un bord commun avec la case où il se trouve. Les élèves vont alors devoir combiner deux ordres, « va vers le haut » puis « va à droite », par exemple.
Enfin, l’enseignant demande finalement quels sont les quatre ordres auxquels le lutin saurait obéir. (Si les enfants en proposent 8, leur rappeler que les déplacements en diagonale sont interdits.)

 

2. Mise en commun

collectif | 10 min. | mise en commun / institutionnalisation

L’enseignant  réunit au tableau les différentes propositions de la classe permettant de donner des ordres écrits au lutin. Ces différentes propositions sont discutées et la classe choisi quelle signalétique elle va utiliser.

Dans ce qui suit, nous faisons l’hypothèse que la classe a retenu une signalétique simple, à base de flèches indiquant la direction du déplacement. (cf.fiche 1)

L’enseignant introduit alors un nouveau vocabulaire : les ordres donnés au lutin via ces cartes sont des « instructions ». Il demande aux élèves d’expliciter la signification de chaque carte. Chaque carte correspond au déplacement (la translation) du lutin d’une case dans la direction de la flèche. On appelle ces cartes des « cartes-instructions ».

 

 

3. Jeu de rôle

collectif | 15 min. | découverte

L’enseignant affiche au tableau, au-dessus du quadrillage, une longue frise de papier blanc, non quadrillée. C’est dans cette « bande-programme » que seront placées, côte à côte et de gauche à droite, les cartes-instructions  à appliquer successivement.


L’enseignant insère une première carte-instruction dans la bande-programme, et y place un jeton aimanté : la classe déplace alors le lutin en conséquence sur le quadrillage. Puis l’enseignant affiche une autre  carte-instruction qu’il place à la suite de la première, décalant le jeton sur cette nouvelle carte (le jeton symbolise l’instruction du programme qui est en cours d’exécution) : nul besoin de se souvenir des précédentes, ni de préparer les suivantes à l’avance. Puis l’enseignant ajoute une autre instruction, et encore une autre. La classe lit et applique les instructions au fur et à mesure, en déplaçant le jeton sur le programme et  le lutin sur le quadrillage.

 

4. Conclusion

collectif | 5 min. | découverte

La classe synthétise collectivement ce qui a été appris au cours de cette séance :

Pour déplacer le lutin on peut lui donner des ordres simples, des « instructions »
En combinant des instructions on écrit un programme

 

5. Prolongement

collectif | 15 min. | découverte

L’enseignant place le lutin au centre du quadrillage. Une moitié de la classe cache en secret la récompense  sous le quadrillage, en écrivant le programme qui permet de le retrouver à partir de la  case départ où le lutin se trouve. L’enseignant demande alors à l’autre moitié de retrouver la récompense, en suivant le programme proposé. Puis les deux moitiés de classe échangent leurs rôles.

5

Programme complexe

Dernière mise à jour le 09 octobre 2020
Discipline / domaine
Utiliser des outils numériques
Objectif
concevoir un programme pour définir un déplacement complexe du lutin.
Durée
40 minutes (4 phases)
Matériel
Un lutin
Une affiche A3 ou A2 représentant un quadrillage de 3x4 cases
Plusieurs exemplaires des cartes-instructions de la Fiche 1

1. Réactivation des connaissances

collectif | 10 min. | réinvestissement

La classe se remémore les conclusions de la séance précédente : en donnant des instructions, on peut déplacer le lutin comme nous le souhaitons sur le quadrillage. L’enseignant rappelle en particulier ce qu’il avait fait à la fin de la séance : accumuler des cartes-instructions les unes après les autres, sans les effacer. Il introduit le terme « programme » : un programme est une suite d’instructions.

L’enseignant présente alors l’affiche quadrillée et pose le lutin sur une case d’angle. Il demande à la classe de créer le programme qui permettra au lutin d’aller à sa maison, dans l’angle opposé (le lutin et la maison sont bien dans deux cases du quadrillage).

   

2. Expérimentation : créer un programme pour le lutin (par groupes)

collectif | 15 min. | recherche

Les élèves sont répartis par petits groupes, chaque groupe recevant un lutin, un quadrillage, une bande-programme et suffisamment de cartes-instructions (4 exemplaires de chaque) pour programmer le lutin.

L’enseignant leur demande de trouver 2 façons différentes de guider le lutin jusqu’à l’angle opposé. Les élèves combinent leurs cartes-instructions et testent sur leur parcours si le programme répond bien à la question posée.

 

3. Mise en commun

collectif | 10 min. | mise en commun / institutionnalisation

L’enseignant propose à chaque groupe de présenter un de ses programmes. 

À la fin de la séance, les différents programmes sont affichés au tableau. La classe en conclut qu’il y a parfois plusieurs méthodes différentes pour arriver au même résultat.
L’enseignant explique que ces cartes forment un langage qui (dans notre jeu) est compréhensible à la fois par le lutin et par les humains : c’est un « langage de programmation ».

 

4. Conclusion

collectif | 5 min. | mise en commun / institutionnalisation

La classe synthétise collectivement ce qui a été appris au cours de cette séance :

En combinant des tâches simples on peut réaliser une tâche complexe.
Un programme est écrit dans un langage que le lutin et l’élève peuvent comprendre.

6

Qu'est-ce qu'un robot ?

Dernière mise à jour le 09 octobre 2020
Discipline / domaine
Utiliser des outils numériques
Objectif
Classer des images : robots et non robots
Aborder la notion d’algorithme
Durée
25 minutes (2 phases)

1. Tri de représentations

collectif | 10 min. | découverte

Trier des images : "Robot ou non ?" - Langage : qu'est-ce qui caractérise un robot.

Trier les images des robots afin de les catégoriser  (Robots jouet, robot médicaux, robot domestique, robot industriel, robot satellite, robot humanoïde….)

A quoi servent les robots ? 

 

 

2. Dessiner un robot

collectif | 15 min. | découverte

Retour sur la séance 1 : demander aux enfants de dessiner un robot. 

Comparer avec eux l'évolution de leurs représentations. 

7

Aborder la notion d'algorithme

Dernière mise à jour le 09 octobre 2020
Discipline / domaine
Utiliser des outils numériques
Objectif
Aborder la notion d'algorithme
Durée
30 minutes (2 phases)
Matériel
Recette de cuisine imagée
perles de couleur et fil
fiches pavage

1. Aborder la notion d’algorithme

collectif | 15 min. | découverte

Présenter la vidéo:
Les algorithmes expliqués par les sépas :

https://www.youtube.com/watch?v=hG9Jty7P6Es

 

 

2. Travailler sur des algorithmes

collectif | 15 min. | réinvestissement

Réaliser un collier (avec des perles de couleurs différentes : 3 rouges, trois bleues, trois jaunes, trois vertes, 3 violettes)

Remettre des instructions dans l’ordre :  ex une recette de cuisine, une situation du quotidien : par ex s’habiller le matin

Réaliser un pavage