Set de base MINDSTORMS EV3

Libérer le robot MSL

Concevez, construisez et programmez un robot capable de se rendre jusqu'au cratère et de libérer le robot MSL afin que ses six roues soient de retour sur la surface martienne.

90 à 120 min.
Intermédiaire
Niveaux 6-8
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Plan de cours

1. Préparer

  • Lisez la documentation destinée aux élèves dans l'application Salle de classe EV3.
  • Recueillez des informations sur les rovers et sur la manière dont ils sont utilisés pour l’exploration spatiale.
  • Si nécessaire, prévoyez quelques séances pour parcourir le cours Robot formateur. Cela permettra à vos élèves de se familiariser avec l’ensemble LEGO® MINDSTORMS® Education EV3.
  • Pour cette leçon, les élèves devront avoir préalablement construit les huit modèles Conquête de l’espace et avoir mis en place le tapis Conquête.
  • Si vous ne disposez pas de séances de deux heures, planifiez ce cours sur plusieurs séances.

Partie A.

2. Éveiller (10 min)

  • Utilisez les idées évoquées dans la section Lancer une discussion ci-dessous pour engager une discussion en lien avec cette mission.
  • Expliquez l’objectif, les règles et les insignes de distinction de cette mission.
  • Répartissez les élèves en équipes.

3. Explorer (25 min)

  • Demandez à vos élèves de réfléchir à des idées pour mener à bien cette mission.
  • Encouragez-les à créer plusieurs prototypes, en explorant à la fois la construction et la programmation.
  • Laissez à chaque équipe suffisamment de temps pour construire et tester leurs solutions.

4. Expliquer (10 min)

  • Engagez une discussion sur les fonctionnalités clés que le robot doit posséder pour se rendre jusqu’au cratère et libérer le robot MSL.

Partie B.

5. Enrichir (45 min)

  • Demandez à chaque équipe de s’entraîner à aligner son robot et à l'envoyer en mission pour libérer le robot MSL.
  • Laissez chaque équipe travailler sur son robot jusqu'à ce qu'elle soit prête à faire un essai noté.
  • N'oubliez pas de prévoir un peu de temps pour tout ranger.

6. Évaluer

  • Attribuez les insignes de distinction en fonction de la façon dont chaque équipe a résolu la mission.
  • Évaluez la créativité de la solution et la façon dont l’équipe a travaillé.
  • N’hésitez pas à utiliser les rubriques d'évaluation fournies.

Lancer une discussion

Le robot Mars Science Laboratory (MSL) est un rover thermoélectrique à radioisotope qui explore la surface martienne depuis 2012. Divers équipements (foreuses, pelleteuses, etc.) lui permettent ainsi d'étudier le climat et la géologie de Mars.

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Lancez une discussion sur le rôle des rovers dans l'exploration spatiale. Posez des questions pertinentes, telles que :

  • Que sont les rovers ?
  • Comment peuvent-ils aider pour l’exploration ?

Objectif de la mission
Le robot doit se rendre jusqu'au cratère et libérer le robot MSL afin que ses six roues soient de retour sur la surface martienne.

Voici un exemple de solution répondant aux exigences de la mission :

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Règles de la mission
Cinq règles s'appliquent à toutes les missions du défi Conquête de l’espace. Assurez-vous que vos élèves les connaissent toutes avant de commencer :

  • Votre robot doit impérativement commencer la mission au sein de la base.
  • Votre robot doit quitter la base avant d'effectuer la mission à proprement parler.
  • Un « retour réussi du robot » se produit dès qu’une partie du robot quelle qu’elle soit pénètre dans la base.
  • Vous n'êtes pas autorisés à manipuler votre robot une fois celui-ci en dehors de la base.
  • Si vous manipulez votre robot lorsqu'il est en dehors de la base et qu'il tient un objet, l'objet doit être retourné à sa position d'origine et vous devez recommencer la mission.

Insignes de distinction de la mission
Il existe quatre insignes de distinction pour cette mission. Expliquez que chaque équipe recevra un insigne de distinction en fonction de la façon dont elle accomplit la mission. Consultez la section Opportunités d'évaluation ci-dessous pour connaître la description des insignes de distinction pour cette mission.

Astuces de construction

Solutions multiples
Ce projet est conçu de sorte que chaque équipe puisse imaginer sa propre solution. Posez les questions suivantes pour aider vos élèves à réfléchir à des idées répondant aux exigences de la mission :

  • Comment le robot pourrait-il se rendre jusqu’au cratère ?
  • Quel type de mécanisme motorisé pourrait-il utiliser pour libérer le robot MSL ?
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Exemple de solution de mission
L’exemple de solution combine les extensions suivantes :

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Exécution de la mission
Placez le modèle de l’exemple de solution en position de départ « 1 » sur le tapis Conquête, puis exécutez la mission. Assurez-vous que le module de collecte est positionné comme indiqué dans la vidéo.

MCR-SV-3-3-Free-the-MSL-Robot-Cover

Résolution des problèmes liés à la mission
Si les élèves heurtent l’échantillon de roche situé devant le cratère, suggérez-leur de réaliser d’abord la mission Prélever des échantillons de roche.

Astuces de codage

Programme de la solution

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Différenciation

Pour simplifier :

  • Retirez l’échantillon de roche situé devant le cratère.
  • Aidez vos élèves à déterminer comment libérer le robot MSL une fois leur robot en haut du cratère.
  • Réalisez la leçon Saisir et libérer du cours Robot formateur avant de tenter de mener à bien cette mission.
  • Encouragez l’apprentissage et l’entraide entre les élèves.

Pour aller plus loin :

  • Limitez le temps alloué pour mener à bien la mission.
  • Ajoutez des contraintes de conception en limitant le nombre d'éléments LEGO® disponibles ou en attribuant un « prix »à chaque type d'élément LEGO et un « coût » maximum par robot.

Opportunités d’évaluation

Checklist d’observation de l’enseignant
Créez un barème adapté à vos besoins, par exemple :

  1. Objectif partiellement atteint
  2. Objectif atteint
  3. Objectif dépassé

Utilisez les critères suivants pour évaluer la progression de vos élèves :

  • Concevoir un robot qui répond aux exigences de la mission
  • Identifier des solutions créatives et envisager de multiples solutions
  • Travailler tous ensemble pour mener à bien la mission

Insignes de distinction
Attribuez les insignes de distinction en fonction de la façon dont chaque équipe a résolu la mission.

  • Bronze : L'équipe n'a pas réussi à libérer le robot MSL du cratère, mais a clairement essayé.
  • Argent : L'équipe a déplacé le robot MSL de sa position d'origine, mais il touche toujours le cratère ou certaines de ses roues ne touchent toujours pas la surface martienne.
  • Or : L'équipe a libéré le robot MSL du cratère et ses six roues sont de retour sur la surface martienne.
  • Platine : L'équipe a libéré le robot MSL du cratère et ses six roues sont de retour sur la surface martienne. L’équipe a également dépassé les exigences de la mission en ajoutant des fonctionnalités à sa conception.
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Auto-évaluation
Demandez à chaque élève de choisir l’insigne de distinction qui représente le mieux ses performances.

  • Bronze : Nous avons fait de notre mieux dans des conditions difficiles.
  • Argent : Nous avons eu quelques accidents de parcours, mais nous nous sommes quand même battus jusqu'à la fin de la mission.
  • Or : Nous avons accompli la mission avec d'excellents résultats.
  • Platine : Nous avons non seulement accompli la mission, mais nous avons également ajouté des fonctionnalités originales et efficaces à notre conception.

Extension Arts du langage

Pour intégrer des notions d’arts du langage :

  • Demandez à vos élèves de créer une présentation ou une vidéo soulignant les caractéristiques et les performances de leur robot.
  • Demandez-leur de créer une présentation expliquant certaines caractéristiques importantes de leur programme.

Remarque : cela étend la durée du cours.

Monde professionnel

Les élèves qui ont apprécié ce cours pourraient être intéressés par les secteurs professionnels suivants :

  • Technologies de l’information (programmation informatique)
  • Fabrication et ingénierie (pré-ingénierie)
  • Sciences, technologie, ingénierie et mathématiques (ingénierie et technologie)

Support pour l’enseignant

Les élèves vont :

  • Démontrer leurs compétences dans la résolution d'une mission

Technologie en 5ème

  • Matière, mouvement, énergie, information
  • Matériaux et objets techniques
  • Dimensions de l’enseignement*
  • dimension d'ingénierie - design : comprendre, imaginer et réaliser de façon collaborative des objets.
  • dimension socio-culturelle : discuter les besoins, les conditions et les implications de la transformation du milieu par les objets et systèmes techniques.
  • dimension scientifique pour résoudre des problèmes techniques, analyser et investiguer des solutions techniques, modéliser et simuler le fonctionnement et le comportement des objets et systèmes techniques

Mathématiques en 5ème

  • Nombres et calculs
  • Grandeurs et mesures
  • Espace et géométrie
  • Organisation et gestion de données, fonctions

Physique-chimie en 5ème

  • Mouvements et interactions
  • Des signaux pour observer et communiquer

Informatique en 5ème

  • Acquérir des méthodes qui construisent la pensée algorithmique et développent des compétences dans la représentation de l’information et de son traitement, la résolution de problèmes, le contrôle des résultats.

Matériel pour les élèves

Téléchargez, consultez ou partagez la fiche de travail de l’élève sous la forme d’une page HTML ou d’un fichier PDF à imprimer.

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