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Nicolas Clément, collège le Galinet de BLAIN

Cadre

• Activité proposée dans le cadre d’un EPI « robotique », liant Maths, Technologie et Français, niveau 3ème.
• Activité autonome, présentée sous forme de défis « Scratch ».

Objectifs

• Défi 1 : Piloter un robot virtuel au clavier ou à la souris.
• Défi 2 : Piloter un robot virtuel dans une zone, sans pouvoir en sortir, en laissant une trace sur son passage.
• Défi 3 : Déplacement en autonomie d’un robot virtuel dans une zone, sans pouvoir en sortir, en laissant une trace sur son passage.

Conditions de travail

• Seul ou en binôme.
• Scratch V2 installés sur postes.
• 1 séance en demi groupes et 1 séance en classe entière (30 élèves).
• Accès à internet pour obtenir certaines informations complémentaires sur les robots aspirateurs, notamment sur leur façon de se déplacer dans une pièce. Mise à disposition d’un petit fichier récapitulant certains sites pouvant être intéressants à ce propos.

Compétences travaillées

• Chercher / collaborer
• Mettre au point un programme pour corriger une erreur ou apporter une amélioration.
• Écrire un algorithme ou un programme qui permet une interaction avec l’utilisateur ou entre les objets qu’il utilise, en réponse à un problème donné.

Points positifs

• Les élèves ont rapidement adhéré aux défis.
• Difficulté graduée des défis.
• Lien avec la programmation Mblock des robots Mbots en technologie et le défi robotique.

Points négatifs

• Seulement 2 séances cette année (covid + DNB) : prévoir une séance supplémentaire.
• Difficultés pour s’approprier au mieux le bloc « Avancer prudemment » dans le temps imparti.

L’activité « pavage » a été développée par Jean-Anne Pipaud pour le cycle 4, d’abord dans le cadre d’une EPI maths – arts plastiques. La situation initiale comporte une part créative pour permettre aux élèves de développer des motifs pavants, puis une partie programmation pour réaliser le pavage du plan avec ce motif. Cette situation a été publiée dans le cadre d’un atelier de l’APMEP.

La partie présentée ici focalise uniquement sur la programmation du pavage d’abord en informatique débranchée puis en Scratch.

Activité 1 : débranchée

A partir d’un ensemble de pièces identiques – obtenues par impression laser – programmer les déplacements, les rotations et les dépôts de pièces pour paver le plan.

Consigne élève : Ecrire sur papier le programme d’un robot qui transporte une pile de pièces identiques orientées dans la même direction et qui dispose des instructions suivantes :

• Avance vers la droite / la gauche / le haut / le bas
• Pivote vers la droite / vers la gauche
• Dépose une pièce

Si on dispose de 64 pièces, l’objectif est de réaliser un pavage du plan de 8 par 8. On peut commencer par des pavages plus petits, en ligne, en colonne ou en carrés plus petits de 2 par 2 ou 4 par 4.

Préparation de l’activité : avec une imprimante à découpe laser, et une planche en bois de 3 ou 4 mm, fabriquer 64 pièces avec le fichier suivant.

Activité 2 : programmation en Scratch

Lien vers l’activité élève en Scratch

Consigne élève : En utilisant uniquement les blocs fournis, réalise un pavage de tout l’écran.

Attention : pour que les motifs s’imbriquent bien, il faut les mettre dans la bonne orientation et les déplacer au bon endroit.

Objectif : Cette activité permet de travailler l’imbrication des boucles et de revisiter les déplacements et l’orientation en relatif ou en absolu. Elle peut aussi être utilisée pour revenir sur les notions mathématiques de translation et de rotation.

Exemples de solutions : il y a de nombreuses manières différentes d’analyser ce problème, selon que l’on décompose la pavage en lignes, en colonnes, ou en pavages plus élémentaires (2 par 2).

Trois manières différentes de réaliser ce pavage

une situation pour travailler le concept de variable informatique en cycle 4

Activité Scratch disponible en ligne

Consigne élève :

Défi 1 : Trouver le plus court chemin pour permettre au bateau de rejoindre son emplacement dans le port.

Indice : modifier le programme pour qu’il calcule la distance parcourue par le bateau.

Défi 2 : Que se passe-t-il si le bateau heurte un rocher ? Modifier le programme pour empêcher un bateau coulé de continuer à avancer.

Objectifs :

Dans l’environnement Scratch, dans le cadre des programmes de mathématiques du cycle 4 :

• S’approprier le concept de variable informatique de type ‘’accumulateur’’ dans une situation problème dont la résolution nécessite sa mobilisation (défi 1) .
• Découvrir les variables d’état (défi 2).

Dans le cadre d’une initiation à l’architecture des ordinateurs, on propose une machine disposant d’un jeu d’instruction réduit, d’une partie opérative réduite à 3 compteurs – un par élève – et d’une partie contrôle à faire simuler par l’élève qui dispose du compteur ordinal et suit pas à pas le mode d’emploi.

Activités à réaliser par groupes de 4, avec 4 compteurs par groupe.

Objectifs : comprendre le fonctionnement élémentaire d’une architecture de Von Neumann avec :
– un programme et des données en mémoire,
– des instructions élémentaires à exécuter.

Activité 1 : Evaluation d’un programme donné

Exécuter pas à pas le programme enregistré en mémoire. Quel est le résultat calculé à la fin de l’exécution ?

Activité 2 : Ecrire un programme

Ecrire un nouveau programme dans la mémoire de la machine à compteurs. Le donner à exécuter à un autre élève. Calcule-t-il bien le résultat souhaité ?