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Cheminons en robotique

Responsable du projet : Chantal Rhéaume

École Secondaire Lucien-Pagé, Commission scolaire de Montréal

EHDAA secondaire 1er cycle


Description du projet :

Dans le cadre de la réforme scolaire, nous avons initié des élèves à un projet de robotique afin qu’ils puissent vivre une expérience motivante d’intégration des matières. La clientèle choisit est un groupe d’élèves du cheminement continu de niveau deuxième année au secteur des sourds de l’école Lucien-Pagé. Ces adolescents sont des garçons ayant accumulés plus de 3 ans de retard scolaire. Ce qui les caractérise particulièrement est leur manque de motivation et leur faible estime de soi. Ils ont besoin de travailler manuellement afin de vivre des réussites. Ces réussites leur permettent d’augmenter leur estime personnelle et leur motivation scolaire.

Ce projet d’introduction à la robotique ce veut avant tout une sensibilisation où les élèves doivent s’approprier différents matériels dont le logiciel Robolab ainsi que du vocabulaire technique. Afin de réussir les activités proposées (scénarios pédagogiques), ceux-ci doivent développer différentes compétences dont la résolution de problèmes, la créativité, la méthodologie de travail et le travail en coopération. Les matières dont l’intégration est possible dans ce projet sont : les mathématiques, le français, l’informatique et les arts plastiques.

Nous avons consacré en moyenne 75 minutes à tous les 9 jours et ce pendant toute l’année scolaire 2006-2007. Nous avons réalisé différents défis et nous avons rendu visite à des élèves qui font de la robotique de façon plus avancée à l’école Marguerite-de-Lajemmerais.

Activité 1 : Introduction à la Robotique - Temps alloué : 3 cours
D’abord, nous avons cherché à savoir quelles sont leurs connaissances des robots. Suite à une discussion en classe, ils ont dû dessiner leur vision de ce qu’est un robot. À partir de cette activité, nous avons expliqué, en deux périodes, ce qu’est la différence entre le robot et la robotique. Des exemples concrets ont appuyés notre cours théorique. Par la suite, les élèves ont manipulé et classé les différentes pièces de Légo dans une boîte spécialement conçue. Ensuite, un temps a été alloué pour expliquer certain rôle des blocs. Puis, ils ont dû construire un robot de base à partir d’un plan et le terminer à leur goût. Évidemment, ceux-ci ont dû respecter la fonction des blocs choisis.

 Activité 2 : Initiation de la Robotique - Temps alloué : 4-5 cours
À partir de consignes simples et précises, les élèves ont dû se pratiquer à programmer leur robot dans le logiciel Robolab. Après chaque exercice complété, le niveau de difficulté augmentait. Par exemple, ils devaient faire avancer et reculer leur robot. Ensuite, nous avons ajouté du temps pour terminer avec des virages à gauche et à droite. Notre objectif était d’être capable de manipuler les différentes fonctions de base du logiciel. Les élèves ont dû résoudre les problèmes en équipe de deux.

Activité 3 : Le contrôle du robot (partie 1) - Temps alloué : 3 cours
À partir d’un carré (1m par 1m) qu’ils ont mesuré dans le cours de mathématique, les élèves ont dû programmer leur robot de sorte que celui-ci suive les lignes du carré. Ceux-ci ont dû développer leur patience, puisqu’ils devaient être très précis dans le temps de déplacement du robot. Ils ont appris à utiliser certaines fonctionnalités, tel que les fractions de seconde. La plus importante compétence qu’ils ont travaillé à travers ce projet est la résolution de problème.

Activité 4 : Le contrôle du robot (partie 2) - Temps alloué : 2 cours
Dans la deuxième partie de cette activité, les élèves ont commencé à explorer les détecteurs de luminosité. Pour ce faire, nous leur avons présenté un projet de "robot-surveillance" dans lequel leur robot devait patrouiller à l’interieur d’un périmètre donné. Pour rester dans le périmètre, leur robot devait détecter les lignes noires et changer de direction à ce moment.

Activité 5 : Le contrôle du robot (partie 3) - Temps alloué : 3 cours
Maintenant que notre patrouilleur a su rester dans ses limites, nous voulons le faire patrouiller autour du terrain (les lignes du périmètre). Pour ce faire, les élèves ont dû comprendre la logique de l’utilisation simultanée de 2 détecteurs de luminosité. Ils ont très bien su relever ce défi.

Activité 6 : Présentation orale des activités de robotique - Temps alloué : 1 cours et un midi
Suite aux activités d’apprentissages effectuées en classe, les élèves devront présenter aux élèves et aux enseignants du secteur, les projets réalisés au courant de l’année. Les élèves devront préparer leur exposé.




Objectifs visés

La majorité des matières liées au nouveau programme de formation sont intégrées dans ce projet.

Dans ce projet, l’objectif principal est de motiver les élèves dans leurs apprentissages et de leur permettre d’exploiter tout leur potentiel. L’enseignement traditionnel ne leur convient pas et c’est pourquoi depuis quelques années déjà l’équipe de cheminement continu de l’école Lucien-Pagé travaille en collaboration pour élaborer un programme qui colle à la réalité de ces élèves.

Le projet de robotique est très stimulant pour les élèves. Plusieurs compétences transversales sont abordées à travers les disciplines. Tout d’abord, la résolution de problèmes y est très présente. Les élèves apprennent aussi à exploiter l’information de façon adéquate et ils travaillent leur habileté à communiquer. Puisqu’ils travaillent en équipe, ils doivent échanger avec leurs pairs et apprendre à coopérer. Il leur est aussi nécessaire de s’organiser dans leur travail et de faire preuve de créativité pour mener à terme les tâches à réaliser.

Dans le domaine des langues, il est important de souligner que ce sont des élèves qui ont besoin de développer leurs compétences en communication gestuelle (Langue des signes québécoise), ainsi que leur capacité à transmettre un message écrit. Ce projet est une plateforme idéale pour travailler des objectifs de communication, puisqu’ils travaillent en collaboration et qu’en fin d’année ils doivent diffuser leurs apprentissages à des pairs qu’y n’ont pas été impliqués dans leur projet. Les élèves ont également fait de la recherche concernant les différents robots existant à ce jour.

Dans le domaine de la mathématique, de la science et de la technologie, la résolution de problème est le principal élément abordé. La robotique s’inscrit tout à fait dans l’optique de la résolution de problème pour ces élèves, puisqu’elle fait appel autant à des habiletés d’ordre intellectuel que manuel. Le matériel utilisé est concret et nouveau pour eux, ce qui en fait un projet très motivant. Des concepts mathématiques et des notions de programmation sont développés à travers le projet.

Pour ce qui est du domaine des arts, les élèves ont réalisé une oeuvre sur le thème de la robotique. Ils ont inventé leur robot de rêve et en ont fait une création personnelle. Lors de ce projet ils ont exploré les différentes techniques d’utilisation du fusain.


Ce qui a facilité la réalisation du projet :


La disponibilité d’un animateur du Récit local de la CSDM et de la conseillère pédagogique TIC au Réseau Centre nous ont également été d’un très grand secours pour mener à bien différentes étapes de notre projet.

La libération d’une enseignante ressource dans le milieu (une période par 9 jours) pour accompagner les élèves de robotique à aussi permis de mener à terme le projet sans trop d’embuches.


Ce qui a compliqué la réalisation du projet :

Puisque les périodes à l’horaire sont de 75 minutes, la réallisation de certains projets de robotique a été plus difficile. Les contraintes de temps nous obligeaient parfois à étaler un projet sur plusieurs semaines, ce qui rendait l’intégration de certains concepts plus difficle pour certains élèves. Cependant, ce groupe ayant une enseignante titulaire présente avec eux 24 périodes par cycle de neuf jours, il était possible d’organiser l’horaire afin d’avoir un après-midi complet de robotique.

Résultats obtenus

Depuis le début de l’année les élèves ont augmenter leurs connaissances en ce qui a trait au robot et à la robotique.

Le plus grand succès de ce projet est sans aucun doute la grande motivation des élèves à y participer ainsi que le transfère de cette motivation dans les autres domaines d’apprentissages. Ils sont arrivés à un niveau de compréhension très intéressant du logiciel et de ses applications. De plus, ceci a permis aux élèves de développer une meilleure confiance en leurs capacités d’apprentissage ce qui leur faisait vivre plusieurs réussites. D’autre part, ceux-ci ont améloré leurs habiletés à travailler en équipe, c’est-à-dire à pouvoir communiquer et à exprimer leur opinion. À la fin de chaque cours, les jeunes avaient accompli avec satisfaction le travail demandé. Suite à ces nombreux succès, ils ont augmenté leur estime de soi et développé leur sentiment d’appartenance au groupe.

Suite à la sortie à l’école Marguerite-de Lajemmerais, les élèves ont acquis une meilleure connaissance des différentes possibilités qu’offre la robotique. Ils ont été emballé de constater toutes les applications liées à la robotique et cela a contribué à augmenter leur motivation.

 


Adresse pour voir les résultats et le matériel produit

http://www2.csdm.qc.ca/LPage/sds/Robotique/index.htm








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