Assurer l’approvisionnement énergétique

1. Préparer

• Lisez la documentation destinée aux élèves dans l'application Salle de classe EV3.
• Recueillez des informations sur l’énergie solaire et sur la façon dont elle est utilisée dans l’espace.
• 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 panneau solaire et faire pivoter la poignée.

Partie B.

5. Enrichir (45 min)

• Demandez à chaque équipe de s’entraîner à aligner son robot et à l'envoyer en mission pour déployer le panneau solaire.
• 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.

Les générateurs solaires, qui sont constitués de plusieurs panneaux solaires, servent de source d’alimentation pour l'exploration spatiale. La quantité de lumière solaire sur une planète diminue à mesure que la distance avec le soleil augmente. En d’autres termes, Mars reçoit moins de la moitié de la quantité de lumière solaire qui parvient jusqu’à la Terre. Cependant, un générateur solaire suffisamment grand permet de produire beaucoup d'énergie !

Lancez une discussion sur les avantages et les inconvénients de l'énergie solaire dans l'espace. Posez des questions pertinentes, telles que :

• Qu'est-ce qu'un générateur solaire ?
• Quels sont les points forts et les points faibles de l'utilisation de générateurs solaires pour alimenter l'avant-poste sur Mars ?

Objectif de la mission
Le robot doit se rendre jusqu’au panneau solaire et faire pivoter la poignée afin de le déployer entièrement.

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

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.

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 panneau solaire ?
• Quel type de mécanisme motorisé pourrait-il utiliser pour faire pivoter la poignée ?

Exemple de solution de mission
L’exemple de solution combine les extensions suivantes :

• Base motrice spatiale
• Module solaire
• Capteur de couleur orienté vers le bas

Exécution de la mission
Réinitialisez le panneau solaire, placez le modèle de l’exemple de solution en position de départ « 1 » sur le tapis Conquête, puis exécutez la mission.

Résolution des problèmes liés à la mission
Utilisez le capteur de couleur en mode Couleur pour détecter la ligne verte sur le tapis Conquête. Utilisez le capteur de couleur en mode Intensité de la lumière réfléchie pour aligner le robot à l’aide de l’inclinaison. Pour des résultats cohérents, commencez par étalonner le capteur de couleur à l'aide des lignes noires et blanches situées juste à l'extérieur de la base.

Programme de la solution

Pour simplifier :

• Aidez vos élèves à déterminer comment faire pivoter la poignée du panneau solaire.
• Réalisez la leçon Couleurs et lignes 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.
• Imposez à vos élèves d’utiliser un capteur de couleur.
• 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.

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 déployer le panneau solaire.
• Argent : L'équipe a réussi à déployer le panneau solaire, mais il n’est pas resté en position.
• Or : L'équipe a réussi à déployer entièrement le panneau solaire.
• Platine : L'équipe a réussi à déployer entièrement le panneau solaire. L’équipe a également dépassé les exigences de la mission en ajoutant des fonctionnalités à sa conception.

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.

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.

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)