Création et programmation robotique

Discipline
Sciences et technologie
Niveaux
CM2.
Auteur
G. TISSERAUD
Objectif
- Concevoir et produire tout ou partie d'un objet technique en équipe pour traduire une solution technologique répondant à un besoin.

- Comprendre la notion de contrainte.
- Rechercher des idées (schémas, croquis ...).
- Savoir faire des choix de matériaux.
- Fabriquer une maquette, un prototype.
- Effectuer une vérification et des contrôles (dimensions, fonctionnement).
Relation avec les programmes
Cette séquence n'est pas associée aux programmes.
Dates
Créée le 28 août 2016
Modifiée le 28 août 2016
Statistiques
180 téléchargements
7 coups de coeur
Licence
CC-BY-NC-SALicence Creative Commons : Paternité - Pas d'utilisation commerciale - Partage des conditions initiales à l'identique ?.

projet de conception robotique
originale alliant la programmation et la fabrication.

Déroulement des séances

1

Manipulation Lego Wedo /scratch

Dernière mise à jour le 28 août 2016
Discipline / domaine
Sciences et technologie
Objectif
Comprendre le lien entre programmation et action(s) motrice(s)
Durée
50 minutes (2 phases)
Matériel
1boîte Lego Wedo pour 4
1 PC avec Logiciel Scratch 1.4 pour 4
1 PC avec les fiches de montage lego Wedo pour 4

1. Découverte et manipulation

groupes de 4 | 40 min. | découverte

"Vous disposez de 40 minutes pour réaliser un maximum de montages à partir des fiches robots Lego mises à disposition. Au sein de chaque groupe, 2 élèves sont chargés de l’assemblage des pièces et 2 autres de la programmation. Vous testerez votre réalisation puis vous permuterez à chaque montage".

Une fois le choix de la réalisation effectué, les élèves doivent se mettre rapidement au travail. 

Observer la coopération et l'organisation du travail dans chaque groupe.

En cas de difficulté de réalisation, stimuler la réflexion en obligeant les élèves à affiner les problèmes rencontrés. Passer de "ça ne marche pas" à "le moteur qui contrôle la roue ne se déclenche pas" afin de leur permettre de cibler le dysfonctionnement et de s'intéresser aux causes.

Si des élèves commencent à créer un projet plus personnel, s'assurer qu'ils ont déjà une idée concrète de ce qu'ils souhaitent réaliser.

Deux types :

Au niveau de la programmation : problème d'emboîtement des blocs.

Au niveau de la réalisation : problème d'assemblage des pièces ou de confusion de pièces.

 

2. Phase 2

collectif | 10 min. | mise en commun / institutionnalisation

Quelles ont été les programmations réalisées pour mettre en action les moteurs, les capteurs ? Quels effets cela produisaient-ils ?

Création d’un référentiel commun mettant en parallèle les codages et les effets sur les moteurs et capteurs. 

L’utilisation d’un vocabulaire précis est indispensable pour décrire les différentes actions.

Cette trace structurante servira de référentiel pour la suite des séances.

2

Élaboration des projets

Dernière mise à jour le 28 août 2016
Discipline / domaine
Sciences et technologie
Objectif
- Comprendre la notion de contrainte.
- Rechercher des idées (schémas, croquis ...).
Durée
50 minutes (2 phases)
Matériel
Feuille de recherche
iPad pour la présentation
Remarques
Mettre en vue le référentiel constitué lors de la séance précédente.

1. Conception du pré-projet

groupes de 4 | 35 min. | recherche

Maintenant que vous connaissez les possibilités offertes par les moteurs, capteurs et la programmation, vous allez devoir imaginer un robot utilisant un ou plusieurs de ces éléments. Vous devez vous accorder sur les fonctionnalités de votre robot puis imaginer un croquis qui présentera le placement des capteurs et moteurs. Chaque groupe viendra présenter son travail.  Un seul sera choisi et réalisé par la classe entière.

les élèves élaborent sur le papier un projet de robot argumenté en fonction du cahier des charges.

Observer, questionner, permettre aux élèves d'affiner au maximum le travail

Les legos sont disponibles au fond de la classe. Cela n'est pas précisé aux élèves mais ils sont disponibles à la manipulation.

En fin de phase, tous les travaux sont pris en photo avec la tablette pour la mise en commun.

2. Présentation des projets

collectif | 15 min. | mise en commun / institutionnalisation

Vous allez maintenant présenter votre travail. Vous disposez de 3 minutes par groupe et pas une de plus. Après votre présentation chaque groupe aura la possibilité de vous posez une question.

Au moins un capteur de mouvement et un moteur avec au maximum de 7 capteurs, 7 moteurs

Présentation de chaque groupe. Après la présentation les élèves répondent aux interrogations soulevées.

Vous allez maintenant vous mettre d'accord sur un projet qui vous semble réalisable et motivant mais différent du votre.

Chaque groupe vote pour un projet différent du sien.

3

Réalisation du prototype

Dernière mise à jour le 28 août 2016
Discipline / domaine
Sciences et technologie
Objectif
- Fabriquer une maquette, un prototype.
- Ecrire la programmation
Durée
50 minutes (2 phases)
Matériel
Lego Wedo
PC avec Scratch 1.4
--
Mbot
Blocky

1. Réalisation fractionnée du prototype

groupes de 4 | 40 min. | recherche

Nous allons partagé le projet retenu en différentes parties que nous assemblerons ensuite. Chaque groupe aura la responsabilité d'une partie de la réalisation commune.

Les élèves construisent les différents éléments et en réalisent la programmation. L’utilisation du référentiel construit lors de la première séance sert de référence en cas de difficulté. Chaque groupe dispose d’un ordinateur portable pour la programmation ainsi que de l’ensemble des boîtes Lego.

Accompagnement, questionnement, encouragement. Veiller à ce que tous les élèves soient dans l'activité.

 

2. Premiers tests

collectif | 10 min. | évaluation

Nous allons maintenant tester chaque élément (séparément ou assemblés si cela est possible).

Les élèves assemblent, relient les ordinateurs aux éléments, et le robot est testé collectivement.

Structurer la phase, s'assurer que tous puissent voir. Il est important que ce soit les élèves qui lancent les programmes pour vérification.

Quelles sont selon vous les points qui sont à améliorer ?

En fonction du constat précédent : solidité de l'assemblage, programmation insuffisante...

4

Validation du prototype

Dernière mise à jour le 28 août 2016
Discipline / domaine
Sciences et technologie
Objectif
- Améliorer les programmation et la
construction afin des les optimiser

- Effectuer une vérification et des contrôles (dimensions, fonctionnement).
Durée
45 minutes (2 phases)
Matériel
Éléments du prototype

1. Amélioration du prototype

groupes de 4 | 30 min. | remédiation

Vous devez maintenant reprendre les points vus lors de la séance précédente pour améliorer le prototype. Celui-ci doit être fonctionnel à la fin de la séance.

Les élèves partent des résultats de la séance précédente pour améliorer leur production. Ils seront amenés à échanger entre les groupes de façon active puisque tous les éléments sont liés entre eux.

Observer l'ensemble des travaux afin de favoriser les échanges entre les groupes. S'assurer que tous les élèves sont actifs.

2. Derniers tests

collectif | 15 min. | évaluation

Nous allons assembler et tester le travail collectivement.

Observation et mise en action par un représentant de chaque groupe.

Ce moment est un moment clé du projet pour les élèves. Il est l'aboutissement d'un travail collectif, d'un engagement individuel de plusieurs semaines. 

Possibilité d'utiliser un makey makey pour proposer un clavier étendu différent.