Transcript Domotique et traitement de l’information

La technologie au collège
Séminaire national du 19 mai 2009 - Paris
Auteur : John Leclerc
Académie de : Versailles
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La technologie au collège
Robot Tondeuse
Présentation générale
Niveau 4ème
« Communication et gestion de l’information »
Support :
Robot programmable, simulant une tondeuse à gazon
automatique.
3 séquences pédagogiques :
• Identifier les étapes d’un programme et modifier un programme
existant.
• Identifier les chaînes d’informations et d’énergies. (non présentée)
• Etude des capteurs de distance. (non présentée)
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La technologie au collège
Robot Tondeuse
Présentation générale
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Classe : 4ème.
Durée de la séquence 1 : 8 séances.
Organisation de la classe : 6 groupes de 3 ou 4 élèves.
Pré-requis : Maîtrise de l’outil informatique. (cf. B2i )
Les connaissances du programme de technologie : Traitement du
signal : algorithme, organigramme, programme.
Les capacités du programme de technologie :
Capacités
Critères de réussite
- Identifier les étapes d’un programme
de commande représenté sous forme
graphique.
- Modifier la représentation du
programme afin de répondre à un besoin
et valider le résultat obtenu.
- La maîtrise de la communication est
nécessaire à
l’aboutissement de toute activité de l’élève.
L’élève devra être capable :
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- d’identifier les étapes d’un programme.
- de modifier un programme afin de
répondre à un besoin.
- d’exposer à l’oral ou à l’écrit le résultat
des expérimentations.
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Robot Tondeuse
Présentation générale
Les Capacités du socle : Compétences 3B et 1.
Capacités
Raisonner, argumenter,
pratiquer une démarche
expérimentale ou
technologique
Présenter la démarche
suivie, les résultats
obtenus ;
communiquer à l’aide
de
langages ou d’outils
scientifiques et
technologiques.
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Critères d’évaluation
Indicateurs de réussite
Participer à la
conception, à la mise
en œuvre
d’un algorithme, d’un
protocole, d’une
procédure,
d’un programme.
Identifier les étapes d’un
programme
Modifier un programme
existant.
Exprimer à l’écrit ou à
l’oral les étapes d'une
démarche de
résolution.
L’élève présente et
explique l’enchaînement
des
idées concernant une
des étapes de la
démarche de
résolution en respectant
les consignes.
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Robot Tondeuse
Présentation générale
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Le support et son contexte : Cahier d’expérimentation, fiches d’activités,
simulation d’un robot tondeuse.
Supports matériels : Robot POB Technology, postes informatiques.
La situation-problème : Comment traiter l’évolution d’une tondeuse à gazon
automatique en fonction du besoin ?
La structure de la séquence :
– présentation de la séquence, du problème à résoudre, du robot.
– Démarche d’investigation pour résoudre le problème posé (hypothèses…)
– Traitement de la solution de programmation à l’aide d’un logiciel.
– Expérimentation de la solution de programmation par simulation, par
pilotage du robot.
– Correction et synthèse des acquis sur la programmation.
Les consignes données à l’élève : suivre les consignes du cahier d’activités,
noter le bilan des expérimentations, échanger au sein du groupe et proposer
une solution à la problématique de départ.
Les aides, les guidances : Les ressources sur le réseau, sur le robot, les
vidéos.
Les modalités de l’évaluation : Présentation orale des expérimentations
menées. Comportement obtenu du robot.
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Séquence 1
Activité 1
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Présentation du ROBOT :
• Vidéo qui présente la mise en œuvre du ROBOT et son
interaction avec le logiciel RISBEE.
• Distribution des cahiers d’expérimentations.
• Distribution de fiche de prise de notes.
• Découverte de l’outil pédagogique qui va simuler un « ROBOT
Tondeuse ».
•
Problématique 1 :
Comment tondre une simple allée en ligne droite, sans intervention
humaine ?
•
Démarche d’investigation:
Les élèves réalisent le programme proposé par le professeur, puis ils
émettent des hypothèses sur la fonction de chaque icône.
Le robot avance pendant 3 secondes.
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• Vidéo qui présente RISBEE et le robot.
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Séquence 1
Activité 1
• Expérimentations :
Les élèves testent le programme réalisé et répondent aux questions
suivantes :
• Mesurer et donner la distance parcourue en 3s.
• Déduire le temps d’avance pour parcourir 1 mètre.
Mise en évidence de la temporisation.
L’ingénieur demande aux élèves de modifier le programme initial afin qu’il
revienne à la position initiale.
•
Hypothèses :
Les élèves émettent des hypothèses en groupes afin de répondre au
besoin de l’ingénieur.
Suite aux hypothèses émises, les élèves réalisent le programme puis le
testent en le transférant au robot.
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Séquence 1
Activité 1
•
Conclusions :
Chaque groupe présente oralement :
• ses hypothèses de départ,
• son bilan de l’observation,
• et ses conclusions quant au comportement obtenu du robot par
rapport à la programmation.
Après présentation du résultat obtenu par chaque groupe, le professeur
proposera une solution.
•
Question finale :
Ce programme répond-il à la problématique de départ ?
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La technologie au collège
Séquence 1
Autres activités
•
Activité 2 : Mesurer la hauteur de la pelouse :
• Problématique : Comment positionner la lame de la tondeuse sur 3
hauteurs équidistantes ?
• Mesure de 3 hauteurs afin de répondre au besoin du client.
•
Activité 3 : Tondre en espace clos sans obstacle :
• Problématique : Comment tondre une surface carrée sans obstacle ?
• Démarche de résolution problème.
•
Activité 4 : Tondre en espace clos avec obstacle :
• Problématique : Comment assurer l'évolution de la tondeuse sur toute
la surface engazonnée, en un temps raisonnable (avant repousse) et
quel que soit l'aménagement de ladite surface ?
• Démarche de résolution problème.
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Evaluation des compétences du programme de
technologie:
• Identifier les étapes d’un programme :
– Etre capable de :
• Identifier la fonction de chaque icône.
• Expliciter la logique de programmation graphique d’un robot.
• Modifier un programme afin de répondre à un besoin :
– Etre capable de :
• comprendre et interpréter le besoin.
• Traduire le besoin en solution informatique, émettre des
hypothèses.
• Réaliser une démarche d’investigation.
• Faire un bilan de l’expérimentation et en tirer des conclusions.
• Valider le besoin de départ.
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Evaluation des compétences du socle :
A la fin de chaque activité, le professeur évalue ces compétences par des
présentations orales au sein de chaque groupe.
Informations pratiques pour le professeur sur l’évaluation :
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•
•
Evaluation collective ou individuelle.
Pertinence des solutions proposées.
Démarche utilisée pour résoudre la problématique.
Expression et vocabulaire utilisés pour la présentation.
• Pratiquer une démarche expérimentale en technologie :
– Etre capable de :
(Pilier 3 du socle)
• Participer à la conception, à la mise en œuvre d’un algorithme, d’un
protocole, d’une procédure, d’un programme :
– mettre en œuvre un raisonnement, une méthode, une technique.
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Evaluation des compétences du socle :
Critères de réussite :
- L’élève identifie un protocole, une méthode qui correspond à la question
posée.
- L’élève reconnaît le contexte ou les conditions d’utilisation d’un protocole.
- L’élève met en œuvre une démarche par essais erreurs, un protocole
expérimental, simples et connus.
- Le problème est clairement formulé.
- Le programme de commande obtenu répond aux contraintes du cahier des
charges d'évolution du produit.
• Evaluation de la maitrise du français :
– Etre capable de :
•
•
•
•
(Pilier 1 du socle)
Faire un compte rendu d’expérience à l’oral.
Rédiger une réponse écrite.
Acquérir un vocabulaire juste et précis et l’utiliser à bon escient.
Comprendre un énoncé, une consigne.
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Matériels et logiciels :
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Matériels : Robot (coût : 399 euros), ordinateurs.
Consommables : mètres, feutres effaçables, piles.
Moyens spécifiques : les ressources mises en place sur le réseau.
Logiciels : logiciel RISBEE (gratuit et compatible avec d’autres automatismes ce
soft produit du C et VB depuis la programmation graphique), Acrobat Reader.
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Interface du logiciel RISBEE
Démonstration du ROBOT (activité 4)
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