Iinitiation à la programmation avec Thymio

1. Consigne : « Fermez les yeux et essayez d’imaginer, dans votre tête, un
robot. Dessinez-le ensuite sur la feuille. »
2. Mise en commun :
Cette mise en commun permettra de mettre en évidence une majorité de
conceptions humanoïdes (ressemblant à un humain) et probablement
anthropomorphiques (attribuer au robot des caractéristiques et des comportements
humains).
Afficher au tableau les dessins.
Demander aux élèves de relever ce qui est commun à la plupart des dessins, puis
leur demander de les classer en fonction de caractères communs (robots
humanoïdes/non humanoïdes ; présence de roues ; pieds ; chenilles ; tête...).
Questionner les élèves sur les raisons pour lesquelles ils ont dessiné des robots qui
ressemblent à des humains.
Demander s’ils connaissent des robots dans la vie réelle, dans les films, les dessins
animés ...
Ces représentations initiales seront reprises en fin de séquence d’apprentissage afin
de les comparer aux dessins réalisés lors de l’évaluation finale (séance 12).

Consigne : « À votre tour, comme l’a fait l’auteur du texte précédent, vous devez
imaginer et décrire votre robot, imaginaire ou bien réel ».
Ce texte pourra également être repris pour confronter les productions écrites
initiales et finales afin de mesurer les progrès des élèves dans un souci d’évaluation
continue.
L’enseignant pourra analyser les écrits des élèves, ce qui lui permettra de les
solliciter en fonction des éléments pertinents de leurs productions, ceci afin de
favoriser l’expression de ceux qui s'expriment peu à l'oral.

L’enseignant dispose, sur une table, 4 Thymio selon 4 profils : dessus, dessous,
profil avant, profil arrière (cf. annexe Seance2_vues Thymio). Ce document est à
projeter au TNI/VPI ou un vidéoprojecteur si vous n’avez pas de robot pour cette
séance ou pour que tous les élèves puissent les observer dans de bonnes
conditions.
Consigne : « Observe cet objet attentivement, puis dessine-le sur la
feuille ».
Aucune mise en commun n’est prévue suite à cette phase. Les dessins serviront
de support de travail lors de la séance n°4.

Consigne : « À votre tour, comme l’a fait l’auteur du texte précédent, vous devez
imaginer et décrire votre robot, imaginaire ou bien réel ».
Ce texte pourra également être repris pour confronter les productions écrites
initiales et finales afin de mesurer les progrès des élèves dans un souci d’évaluation
continue.
L’enseignant pourra analyser les écrits des élèves, ce qui lui permettra de les
solliciter en fonction des éléments pertinents de leurs productions, ceci afin de
favoriser l’expression de ceux qui s'expriment peu à l'oral.

Consigne (10 min) : « Par groupe de 3, vous allez manipuler cet objet,
pendant 10 min, afin d’en apprendre plus ». L’enseignant ne donnera
pas plus d’indication que ce qui est indiqué dans cette consigne.
Lors de cette phase de manipulation libre, chaque groupe devrait
parvenir à allumer le robot et explorer les comportements
préprogrammés. Si ce n’est pas le cas, l’enseignant guidera les élèves,
après un moment de tâtonnement, pour qu’ils y arrivent.
1. Mise en commun (10 min) :
Cette phase va permettre de confirmer ou infirmer les hypothèses émises
lors de la séance 2. Il doit en ressortir, suite à la découverte des
comportements préprogrammés, que cet objet ressemble bien à un robot.
Lister collectivement l’ensemble des découvertes trouvées par les différents
groupes :
- allumer / éteindre le Thymio (appui long sur le bouton rond central).
- passer d’un comportement à l’autre. Les flèches servent à faire
défiler les comportements (chaque couleur est associée à un
programme) et le bouton central sert à activer ou à désactiver le
programme sélectionné.
- l’existence de capteurs (formulation d’élève possible : « lorsque je
passe ma main devant les petits rectangles noirs, ça s’allume, et
parfois ça déclenche une réaction du robot » ...).
L’enseignant n’introduira pas forcément le lexique lié au robot, si les élèves
n’en expriment pas le besoin (cela sera un des objectifs de la séance
suivante).

Réactivation (collective, 5 min) : revenir sur la trace écrite élaborée
lors de la séance 3, (reprendre les conceptions initiales en
s’appuyant sur les schémas d’observation de la séance n°2).
2. Découverte (groupes de 3 élèves, 5 min) :
4 groupes de travail : chacun travaille sur un comportement : jaune, vert,
rouge, violet.
Consigne : « Vous allez observer les éléments du robot qui s’allument ou
s’activent et qui modifient (changent) son comportement. Vous les
colorierez sur le schéma distribué (Fiche élève séance 4A) ».
3. Mise en commun (15 min) :
L’objectif de ce travail collectif va être d’identifier les éléments du robot qui
interviennent dans les comportements préprogrammés et de les nommer. Il
s’agira de commencer à distinguer deux groupes d’éléments, les capteurs
et les actionneurs, en fonction du rôle qu’ils jouent dans ces
comportements.
Pour être plus précis : Les élèves auront tendance à considérer la roue
comme un élément actif, un actionneur, du robot. Or il ne se passe rien au
niveau de la roue elle-même. L’actionneur est le moteur de la roue.
Le tableau ci-après permet à l’enseignant d’avoir des éléments de
correction de la fiche 4B. Il conviendra de colorier en bleu les capteurs et en
rouge les actionneurs.

Les élèves compléteront, au fur et à mesure, les éléments actifs du robot
pour chaque comportement.
A la suite de ce travail, l’ensemble de la classe essayera d’élaborer
collectivement la définition d’un capteur et d’un actionneur.
Capteur : Un capteur est un appareil destiné à détecter, par exemple, la
présence d'un objet à une certaine distance, un son, une couleur, une
pression sur un bouton, une température, ... ou mesurer par exemple la
couleur ou la forme d'un objet.
Actionneur : Un actionneur est un appareil qui permet de faire une action,
notamment bouger, produire des sons ou de la lumière.
Un robot possède des actionneurs pour effectuer des actions, en particulier
pour faire des mouvements.

A partir du diaporama ou du fichier PDF 3D projetés (à ouvrir
obligatoirement avec Adobe Reader, sinon pas de manipulation 3D
possible), ou d’un robot ouvert, amener les élèves à se questionner sur les
éléments internes observés. Au fur et à mesure l’enseignant nomme les
éléments et apporte des indications sur leurs fonctions

Travail individuel :
À partir des éléments mis en évidence lors de la phase 2, demander
maintenant aux élèves de définir ce qu’est un robot.
Mise en commun :
Elle permettra d’arriver à une définition proche de celles-ci :
- « Un robot est une machine qui peut interagir physiquement avec son
environnement par le biais de ses capteurs (pour détecter) et de ses
actionneurs (pour agir), notamment bouger, selon un programme
informatique définissant son comportement. ».
- « Un robot possède un ordinateur, connecté aux capteurs et aux
actionneurs, qui exécute les instructions informatiques fixant son
comportement (bouger, produire un son, émettre de la lumière...)
notamment pour faire des mouvements ».