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Robotrek
Responsable du projet : Guy Choinière

École Marie-Charlotte, Commission scolaire Des Samares

EHDAA primaire 1 er cycle



Description du projet :

Ce projet, initiant les élèves au monde de la robotique, a été élaboré dans le but de permettre à ceux-ci d’exercer l’attitude expérimentale, le sens de l’observation, de développer l’esprit de logique et de déduction par des activités centrées sur la réalité. Les différentes activités liées à la manipulation et à la création ont permis aux élèves d’apprendre avec enthousiasme et de s’impliquer davantage dans la construction de leurs savoirs tout en accordant une grande place à l’expérimentation.

Les objectifs fixés au départ ont été atteints : se donner des méthodes de travail efficaces, le goût du défi et le sentiment de responsabilité. Forcer le développement de stratégies. Permettre de réfléchir, de résoudre des problèmes. Développer la pensée créatrice. Mettre à profit leurs ressources personnelles. Se familiariser avec les TICS. Communiquer de façon appropriée le travail accompli.

Des présentations de groupe, des démonstrations, des vidéos, beaucoup d’expérimentation et une exposition ont permis aux élèves d’atteindre l’ensemble des objectifs.

Pour une année d’implantation, les résultats sont satisfaisants. Les élèves ont été initiés au monde de la robotique en construisant leur propre robot et en le présentant à leurs pairs.

Les préalables à un tel projet sont : une personne ressource libérée une journée parsemaine, des enseignants possédant une formation de base avec le matériel utilisé, un local bien aménagé et du matériel en quantité suffisante. 

Le projet a commencé à la fin du mois septembre par l’aménagement d’un local qui servait de dépôt. Durant les deux premières semaines, la personne responsable du projet a trié, élagué et classé une quantité abondante de matériel. Une journée semaine ainsi qu’une journée par fin de semaine étaient nécessaires.

Ensuite, la commission scolaire a fait câbler le local pour intégrer les futurs postes au réseau.
Entre-temps la personne responsable voyait à trouver et à adapter l’ameublement adéquat afin de permettre aux élèves d’utiliser les ordinateurs tout en laissant l’espace disponible pour assembler et expérimenter les robots. Une fois, c’est à raison d’une journée par fin de semaine pendant trois 3 semaines que le travail s’est fait.

Durant cette même période, la journée de libération servait à la préparation du matériel lié directement à la connaissance des pièces Lego et du logiciel Robolab (recherche d’images, photocopier, plastifier, découper, classer, inventorier).

Les ensembles Robolab ont été classés selon une méthode proposée par le conseiller pédagogique. Bien que demandant beaucoup de temps ,environ 2 heures par ensemble, cette façon de classer facilite grandement le travail des enfants lorsqu’ils cherchent des pièces. Elle est par contre plus fastidieuse pour eux quand il faut les serrer. L’inventaire des pièces est également simplifiée.
À la fin du mois d’octobre, l’aménagement du local était pratiquement terminé. Trois groupes ont dès lors commencé à s’initier à la robotique. Deux autres se sont ajoutés à la fin du mois de novembre. Chaque groupe était rencontré à toutes les deux semaines à raison de deux périodes (110 minutes) jusqu’à la fin mai 2007.
Les moyens utilisés ont été des présentations de groupe, des démonstrations, des vidéos, l’expérimentation et la participation à un site WEB.

Les sujets abordés ont été :

1. LES ORDINATEURS
Description et les composants d’un ordinateur.
2. LA ROBOTIQUE
Définition de la robotique,définition d’un robot, le processeur, les caractéristiques d’un robot
3. NOTIONS DE MÉCANIQUE
Identification des pièces LEGO, les pièces majeures, les pièces complexes, circonférence, diamètre et rayon
Effectuer une mesure, les machines simples, les engrenages
4. NOTIONS DE ROBOTIQUE
La construction d’un robot, les pièces nécessaires, les étapes de construction du robot type
La programmation, initiation à RoboLab
Description des principaux icônes de RoboLab
5. LE CONTRÔLE D’UN ROBOT
6. LA CONCEPTION Définir le projet, construire le robot, programmer le microcontrôleur, expérimenter.
Malheureusement, par manque de temps, les élèves n’ont pu élaborer le site WEB. Ils ont tout de même écrit de petits articles, inséré des images et créé un lien hypertexte.




Objectifs visés

Ce projet en robotique, par la diversité des tâches à accomplir :


- a amené les élèves à se donner des méthodes de travail efficaces par l’appropriation, la réflexion et l’analyse. Ils ont formulé des conclusions afin de les consigner dans un carnet de bord et sur le site WEB.


- a donné le goût du défi et le sentiment de responsabilité face à leurs succès et à leurs échecs.


- a forcé le développement de stratégies liées à un projet à partir des connaissances de base, des essais et des erreurs.


- a permis de réfléchir, de résoudre des problèmes par l’évaluation, l’analyse, la formulation et l’utilisation de stratégies efficaces.


- a développé la pensée créatrice. Les élèves ont imaginé des façons de faire, se sont engagés dans la réalisation et ont adopté un fonctionnement souple car ils ont dû ajuster régulièrement leur démarche.


- a mis à profit leurs ressources personnelles. Plusieurs situations les ont forcés à exploiter leurs forces et à surmonter leurs limites.


- a familiarisé les élèves avec les technologies de l’information et de la communication. Ils ont dû maîtriser certaines de ces technologies pour s’exprimer via le site WEB . Ils ont utilisé efficacement des outils (ordinateur, logiciels, caméra) et finalement ont su exploiter adéquatement le logiciel Robolab.


- a appris à communiquer de façon appropriée le travail accompli par le montage d’une exposition. Les élèves ont alors communiqué à l’aide des langages utilisés en science et en technologie. Ils ont proposé des explications et des solutions aux problèmes soulevés lors de l’accomplissement de leurs tâches.



Ce qui a facilité la réalisation du projet :

Sans la libération d’une journée parsemaine de la personne responsable, ce projet n’aurait pu se réaliser.

Au niveau du matériel, la contribution de la commission scolaire, soit les ordinateurs et la mise en place du réseau était indispensable.

L’école a fourni l’ensemble du matériel Robolab nécessaire au projet de robotique.
Malgré la diversité des difficultés des élèves touchés par le projet, la polyvalence du matériel utilisé a permis une approche graduelle et adaptée à leurs particularités.

Le support, la disponibilité et la flexibilité des enseignants concernés par ce projet ont grandement facilité le déroulement de celui-ci.



Ce qui a compliqué la réalisation du projet :

Pour la personne responsable, l’implantation d’un laboratoire de robotique a requis plus de temps que prévu. Des imprévus comme la difficulté de trouver une personne permanente pour le remplacer en classe durant la durée du projet lui a demandé beaucoup de temps. Cinq personnes se sont succédées durant les journées de libération, ce qui a bien sûr augmenté la tâche de la personne responsable. De plus, les deux principales personnes-ressources n’ont pu être présentes tout au long du projet : l’une étant en congé sans solde pour un an et l’autre à cause d’un congé maladie.

L’adaptation de l’ameublement pour permettre aux élèves de fabriquer, de programmer et d’expérimenter leur robot a aussi nécessité un plus grand investissement de temps que ce qui était prévu au départ.

La pratique a démontré qu’une seule journée de formation n’est pas suffisante pour la personne ressource. Les situations problèmes sont fréquentes lors de la programmation des robots et l’enseignant a peu de temps pour en identifier la source et questionner les élèves pour les orienter.

L’organisation des ensembles Robolab au début et la vérification de ces mêmes ensembles à la fin de l’année ont exigé en moyenne 4 heures pour chacun des ensembles et il y en avait 20.



Recommandations

Implanter un laboratoire de robotique à partir de zéro représente un très grand défi.

ll sera d’autant plus facile à réaliser si, au départ, un local déjà aménagé est disponible. Sinon, il faut trouver ou adapter un ameublement qui facilite la fabrication, la programmation et l’expérimentation des robots.

Il faut également tenir compte du budget. Comme nous l’indiquons dans le bilan des dépenses, pour l’année d’implantation de ce projet, une somme de près de 20 000$ a été injectée pour la libération de la personne responsable, l’aménagement du local et l’achat du matériel. Ce budget a permis à 5 groupes d’élèves en adaptation scolaire de se familiariser avec la robotique.

La formation des personnes impliquées est également à considérer. Évidemment, la personne responsable doit avoir une bonne longueur d’avance. Elle doit bien connaître les possibilités du matériel utilisé et avoir de la facilité en informatique. Cependant, pour le présent projet, il aurait été avantageux qu’un montant soit alloué afin d’offrir une journée de formation sur le matériel Robolab aux enseignants et aux accompagnatrices impliqués. La tâche du responsable aurait ainsi été allégée.

L’organisation, la planification et l’appropriation du projet a demandé aux enseignants une grande flexibilité durant la présente année. Pratiquement tout était nouveau.

La très grande polyvalence du matériel Robolab demande une connaissance approfondie autant au niveau du matériel qu’au niveau de la programmation. Une seule journée de formation n’est pas suffisante pour une personne-ressource.

Peu de documentation étant disponible, le responsable doit allouer beaucoup de temps à la fabrication du matériel d’accompagnement. Plusieurs heures ont été consacrées à la fabrication de matériel permettant aux élèves de visualiser et de manipuler.

Le classement du matériel, avant de le présenter aux élèves, nécessite aussi beaucoup de temps. Il doit être classé de façon à ce que les enfants, qui montent ou démontent un robot, retrouvent ou replacent sans trop de difficultés les pièces, particulièrement les plus petites.




Résultats obtenus

La réalisation et la présentation des robots fabriqués par les élèves lors de l’exposition à la fin de l’année a démontré le bien-fondé d’un tel projet, d’abord par l’enthousiasme des présentateurs puis par l’émerveillement des spectateurs.

Nous retenons particulièrement la satisfaction des élèves d’avoir construit des robots simples capables d’entrer en interaction avec l’environnement. La réalisation de leur projet a confronté leurs représentations au réel. Ils ont dû résoudre des problèmes techniques et gérer le travail en petit groupe. Ils en sont également venus à maîtriser un langage de programmation simple.

Les commentaires des enseignants démontrent que ce projet a permis à de nombreux élèves de découvrir un nouvel intérêt dans le domaine des sciences et de la technologie. Pour la plupart, les périodes de robotique présentaient toujours un grande motivation. Ces périodes, quoiqu’exigeantes, étaient valorisantes et enrichissantes. Les élèves demandaient régulièrement du temps supplémentaires pour modifier et expérimenter. De plus, ils mettaient en pratique le travail en coopération.

Cette année d’expérimentation a démontré que la robotique est un univers ouvert. Des notions de géométrie, de mesures, des stratégies en résolution de problèmes, l’utilisation d’un vocabulaire lié à la robotique sont facilement adaptable au niveau de compétence des élèves.

Pour la clientèle en adaptation scolaire, l’approche gagne à être graduelle et accompagnée afin de permettre par la suite aux plus grands explorateurs de se débrouiller davantage seuls.

Ce projet a permis aux élèves de faire passer les ensembles Lego du jeu à la science, de se confronter à des situations problèmes dans la réalité (le robot fait ce qu’on lui dit, pas ce que l’on désire), et de s’impliquer davantage dans leurs apprentissages.

Étant donné que c’était une année d’implantation, nous sommes dans l’ensemble satisfaits des résultats obtenus.


Adresse pour voir les résultats et le matériel produit

Il est regrettable que le résultat de ce travail ne soit pas mis à la disposition de l’ensemble des écoles du Québec car les expériences vécues localement peuvent toujours devenir une ressource pour d’autres milieux, que ce soit comme piste de départ pour un nouveau projet, comme sujet de réflexion ou tout autre moyen d’exploiter les Tic en adaptation scolaire .

En tout temps les personnes responsables de ce projet peuvent nous faire parvenir un exemple (gratuit) du résultat de leur démarche( lien internet ou document) et nous serons heureux d’en faire un lien à partir de cette page.

ldrecitas@csdm.qc.ca






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