Chronorobotgraphie

Cet EPI a pour objectif de réaliser un didacticiel d’utilisation de robots (pilotés par une carte Arduino) à destination d’élèves de niveaux inférieurs, qui ne devront, en fonction de leur besoin, que changer quelques paramètres du programme pour découvrir et analyser la mise en mouvement du robot.
Si les mathématiques et/ou la technologie sont intéressées par la partie programmation du robot et écriture du programme, c’est la caractérisation des mouvements et le travail autour de la notion de vitesse qui seront utiles à l’enseignement de sciences physiques et chimiques.
La réalisation de chronophotographies de robots à l’aide de tablettes permettra de caractériser les mouvements des robots.
La réalisation d’un étalonnage de la vitesse des robots grâce à un tableur pour faciliter leur utilisation ultérieure permet l’appropriation de la notion de vitesse.
La restitution sous forme de variée et choisie par les élèves (fiche récapitulative, document sur l’ENT, capsule audio ou vidéo, diaporama, etc..) est l’occasion de travailler des compétences transversales.

 Objectifs

Créer un didacticiel d’utilisation des mbots pour les élèves des niveaux inférieurs.

 Compétences visées

Caractériser le mouvement d’un objet
Caractériser la vitesse d’un objet
Organiser son travail
Coopérer
Mobiliser les outils numériques pour apprendre, échanger, communiquer.

 Scénario

Les élèves de 3ème ou de 4ème ont pour objectif de produire un document explicatif de l’utilisation des robots. Il leur faudra donc associer leurs compétences de description des mouvements avec leurs compétences en programmation.
Les élèves de cycle 3 ou de 5ème pourront utiliser ce document afin de piloter le robot en changeant, à leur guise, les paramètres du programme.
Animer un robot mBot piloté par une carte Arduino présente plusieurs difficultés dont :

• L’écriture d’un programme avec mBlock
• Appréhender que la vitesse soit codée par une valeur comprise entre 0 et 255.

La vitesse réelle du robot est déterminée à partir de la durée du mouvement inscrite dans le programme ou chronométrée et d’un décamètre permettant de mesurer la distance parcourue.
Grâce à un tableur et à partir de cette valeur (comprise entre 0 et 255) et de la détermination de la vitesse réelle du robot lors d’un mouvement rectiligne uniforme, les élèves créent une courbe d’étalonnage de la vitesse réelle en fonction de la valeur codée de la vitesse.
En ajoutant le décamètre sur la prise de motion shot, les élèves peuvent également se servir de la chronophotographie (qui dure 8s) pour déterminer les vitesses du robot.
Afin d’illustrer la description des mouvements, des chronophotographies de différents mouvements du robot peuvent être réalisées très facilement et instantanément grâce à l’application « motionshot ».

 Les apports

L’élève programme intégralement les mouvements du robot plutôt qu’utiliser un objet « tout-fait ».
Facilité et rapidité de réalisation de chronophotographies par rapport aux méthodes connues.
Détermination de vitesses facilitée.

 Les freins

Incidents techniques hypothétiques.
La vitesse des robots varie en fonction de l’état de charge de l’accumulateur.

 Documents à télécharger

format PDF - 433.8 kio

 Auteur

Pierre Lenoble