Programmer pour apprendre : des fiches « clé en main »

Dans cette séquence, les élèves seront invités à utiliser la programmation pour mieux comprendre les mécanismes de l’orthographe grammaticale. Utiliser les principes de la programmation informatique et des algorithmes des correcteurs orthographiques leur permettra de s’approprier ces règles et de les mémoriser. Ils pourront tester un correcteur orthographique et tenter d’identifier le fonctionnement de l’algorithme et les limites de l’outil. Ils testeront la méthode algorithmique qu’ils ont conçue pour corriger un type d’erreur fréquente.

Cette séquence a pour but l’utilisation d’un robot Thymio comme boîte à musique 2.0. Les élèves vont reproduire et faire interpréter des modèles mélodiques et rythmiques à leur robot. Ces modèles ont préalablement été présentés et travaillés en classe à travers l’écoute et le chant. Dans un second temps, ils programmeront aussi des variations lumineuses pour marquer les changements de notes et le rythme. Les élèves auront à résoudre le problème du codage d’extraits musicaux. Ils devront savoir préalablement que la musique correspond à une succession de notes et de silences, selon un rythme donné. Ainsi ils pourront découvrir la représentation graphique institutionnelle de la musique grâce au travail sur des partitions adaptées (aux possibilités du robot). Ils pourront aussi identifier les ressemblances et les différences entre le résultat qu’ils obtiendront et l’écoute de l’extrait qui leur aura servi de modèle. Ainsi ils pourront relever les différences entre une production électronique et une production instrumentale d’un même extrait musical.

Dans cette séquence, les élèves seront mis au défi de programmer un robot pour qu’il produise une œuvre abstraite plane. En premier lieu, ils découvriront le fonctionnement du robot Thymio. L’enseignant leur proposera ensuite de trouver un moyen de garder en mémoire le chemin parcouru par Thymio. Ils vont imaginer et tester différentes techniques, tester différents matériaux pour observer les résultats, les traces des déplacements du robot. Ce faisant, différents tracés vont être produits. Ils seront conservés.
Ces tracés seront comparés à différentes œuvres d’art créées par des hommes mais aussi par des robots. Ainsi se posera la question des techniques utilisées par les artistes, de leurs intentions : Qu’est-ce que l’art aléatoire ? Qu’est-ce que l’art abstrait ? Le robot est-il l’auteur de l’œuvre produite ? Un défi final pourra être envisagé : programmer plusieurs robots pour produire une œuvre abstraite plane, de manière collective, à plus ou moins grande échelle.

Apprécier des distances et des angles, s’orienter, gérer des déplacements relatifs… tout un ensemble de tâches pour lesquelles les robots pédagogiques peuvent apporter une plus-value, notamment par une validation immédiate par l’élève, en autonomie. Initialement ces séances, utilisables séparément, faisaient partie intégrante d’un projet centré sur la littérature et l’écriture de règles du jeu pour les adapter à des robots pédagogiques : « Un tournoi de Quidditch (cf. La saga Harry Potter de J.K. Rowling) avec des robots ». Il s’agit donc pour les élèves d’estimer (à l’œil ou avec des gabarits divers) des distances (de 30cm à 4m) et des angles (aigus, obtus ou plats). Les groupes d’élèves peuvent valider seuls leurs hypothèses en observant si les déplacements du robot correspondent ou pas à leur attente. Une façon de dépasser le rôle stigmatisant de l’erreur en phase d’apprentissage et de les autoriser à recommencer autant de fois que nécessaire jusqu’à la réussite

Cette séquence a pour but l’utilisation de la démarche scientifique pour parvenir à programmer un robot Thymio. Les élèves jouent le rôle d’éthologue. Un Thymio témoin en mode vert (comportement amical) sera l’animal à observer. Les élèves ont pour mission, après observation, de reprogrammer leur Thymio dont la mémoire a été effacée afin que leur robot puisse retrouver un comportement semblable à son congénère observé. Pour résoudre cette situation problème, les élèves vont s’appuyer sur la démarche scientifique composée d’observations, d’hypothèses, d’expérimentations pour en tirer des résultats et aboutir à leurs fins. Ils pourront ainsi construire et éprouver la démarche scientifique et se rendre compte qu’elle n’a rien de linéaire. Ce sera aussi l’occasion de travailler la pensée algorithmique et le codage. Dans des situations tests données, les élèves ont pour mission l’observation active des déplacements (sens, directions, rotation des roues) et des signaux lumineux et sonores du Thymio témoin. Les notes prises lors de ces observations seront les bases de la reprogrammation du robot à l’identique, capteur par capteur.

Dans cette séquence, les élèves sont confrontés à une situation- problème nouvelle les incitant à collaborer et à développer leur créativité. Ils auront, collectivement, à expliquer la pollinisation en réalisant une présentation similaire à de la médiation scientifique. Les robots pédagogiques sont à la fois un élément contraignant et facilitateur, permettant de donner à voir le concept scientifique tout en prenant en compte les contraintes de programmation et les fonctionnalités des robots. Ils permettent à l’élève de circonscrire ses idées à la faisabilité par la contrainte matérielle des déplacements possibles ou du mode de programmation choisi. Les phases collaboratives d’idéation, de prototypage et de test pousseront les élèves, de manière itérative, à trouver la solution adaptée au problème.