Préparation de mission : résolution créative de problèmes

• Il s’agit d’une leçon d’apprentissage hybride. Vous n’aurez donc pas besoin d’un ensemble LEGO^® Education SPIKE^™ Principal, de briques LEGO ou de logiciels pour la dispenser.
• Dans le cadre de cette leçon, vos élèves devront appliquer le processus d’étude de conception afin de construire et de tester une solution répondant à un défi de conception.
• Cette leçon invite les élèves à explorer les concepts de stratégie de mission et de conception robotique. Elle peut être utilisée pour préparer un concours de robotique.

Vous pouvez envisager cette leçon :

• Après la leçon Stage de préparation 2 : Obstacles droit devant !, afin de revoir les notions de poussée, de traction, de livraison et de récupération d’un objet
• Après la leçon La mission guidée, afin de continuer à explorer les interactions possibles du robot avec différents objets
• À tout moment dans le cours, afin de développer les compétences de stratégie de mission, de conception robotique et de collaboration des élèves

• Vous trouverez une présentation visuelle de la leçon dans la section Ressources supplémentaires de ce plan de cours. Utilisez-la pour rythmer la séance et guider vos élèves à travers chacun des 5 E.

Concepts d’étude de conception

• Prototype : modèle utilisé pour tester une idée.
• Tester et évaluer : processus permettant de déterminer si quelque chose fonctionne correctement ou non. Par exemple, on teste un prototype afin d’évaluer ses performances.
• Itération : fait de répéter un processus afin de se rapprocher du résultat souhaité. Certaines répétitions itératives peuvent impliquer la création d’une version révisée de quelque chose.

Animez une brève discussion sur la résolution de problèmes.
• Grâce à cette discussion, vous et vos élèves développerez une définition commune de ce qu’est une stratégie de résolution créative de problèmes et pourrez définir les critères du défi de conception.

Affichez la page Éveiller de la présentation de la leçon.
• Cette page montre une illustration représentant une corde complètement emmêlée.

Posez des questions pertinentes, telles que :

• Quel est le problème ? (Cette question permet aux élèves de définir le problème. Exemple de réponse : la corde est emmêlée.)
• Comment résoudre ce problème ? (Cette question amène les élèves à réfléchir à des solutions. Exemple de réponse : il faut poser la corde afin de localiser les extrémités pour pouvoir tout démêler.)
• Par quoi commenceriez-vous ? (Cette question amène les élèves à réfléchir à un plan pour résoudre le problème et à définir les caractéristiques de leur premier prototype.)
• Et si cela ne fonctionne pas ? Que feriez-vous ensuite ? (Cette question amène les élèves à réfléchir à une façon d’évaluer leur prototype, à expérimenter et à établir un plan pour répéter le processus de conception itératif.)
• Expliquez que la résolution de problèmes consiste avant tout à tester différentes idées afin de répondre à une problématique, et que c’est ce que l’on appelle l’itération.

Conseils d’apprentissage hybride pour la phase Éveiller

Synchrone

• Animez une discussion de classe virtuelle sur le temps de cours. Essayez d’intervenir le moins possible. Encouragez vos élèves à participer en répondant à un camarade ou en posant des questions. Pensez à utiliser un outil de sondage ou de messagerie en ligne afin d’inclure tout le monde.

Asynchrone

• Affichez la page Éveiller de la présentation de la leçon. Vous pouvez choisir de demander à vos élèves de vous répondre directement de manière individuelle ou plutôt collectivement via un forum de discussion. Les forums de discussion en ligne sont un excellent moyen de favoriser les échanges sans que tous les élèves ne soient nécessairement présents en même temps.

Expliquez à vos élèves que chacun va devoir construire une solution répondant à un défi de conception.

Affichez la première page Explorer de la présentation de la leçon.

• Cette page présente quatre défis de conception. Ces défis correspondent à des obstacles que l’on retrouve communément dans les concours de robotique.
• Vous pouvez demander à vos élèves de sélectionner l’un de ces quatre défis ou choisir de les traiter un à un sur plusieurs séances.
• Demandez à vos élèves de réfléchir à des idées pour résoudre le problème. Organisez une courte session de partage.

Défis de conception
Voici un résumé des quatre défis de conception de la leçon.

• Défi A : remettre un objet à quelqu’un (Exemple de solution : pousser ou tirer l’objet. Si vos élèves ne trouvent pas d’idées, proposez-leur celle d’apporter un verre d’eau.)
• Défi B : démarrer un appareil (Exemple de solution : appuyer sur l’objet. Laissez à vos élèves le choix de l’appareil à démarrer.)
• Défi C : récupérer un objet (Exemple de solution : saisir, tirer ou pousser l’objet. Suggérez des objets qui pourraient être amusants à récupérer.)
• Défi D : retourner une pièce (Exemple de solution : lancer l’objet. Si vous n’avez pas de pièce, utilisez n’importe quel autre objet plat pouvant être retourné.)

Affichez la deuxième page Explorer de la présentation de la leçon.
Cette page détaille les étapes à suivre pour réaliser les défis de conception.

• Étape 1 - Identifier : choisir un défi de conception.
• Étape 2 - Trouver des idées : réfléchir à des façons de relever le défi à l’aide du matériel disponible.
• Étape 3 - Créer : construire une solution (autrement dit, la version préliminaire du prototype).
• Étape 4 - Itérer : évaluer et améliorer la solution.
• Étape 5 - Communiquer : partager ce qui a fonctionné, présenter les découvertes faites concernant le prototype et expliquer comment ces informations ont permis de réaliser des améliorations.

Affichez la troisième page Explorer de la présentation de la leçon.

• Cette page montre divers matériaux recyclés pouvant être utilisés pour résoudre le défi de conception.

Discutez avec vos élèves de la façon dont ils pourraient utiliser des matériaux recyclés dans leurs solutions. Posez des questions pertinentes, telles que :

• Quels types de matériaux voyez-vous ?
• À quels matériaux avez-vous accès ?
• Comment pourriez-vous utiliser ces matériaux pour relever le défi de conception ?

Revenez à la deuxième page Explorer de la présentation de la leçon.

• Encouragez vos élèves à suivre ce processus.
• Laissez-leur suffisamment de temps pour créer et itérer afin d’aboutir à une solution viable.
• Rappelez-leur qu’il s’agit de prototypes et que ce n’est pas un problème si leurs solutions ne fonctionnent pas du premier coup. Expliquez qu’ils feront immanquablement des découvertes au cours du processus d’itération.

Conseils d’apprentissage hybride pour la phase Explorer
Faites-en une activité sociale. Les enfants aiment travailler en groupe.

Synchrone

• Si vous enseignez en ligne, vous pouvez envisager cette activité en classe entière. Demandez alors à l’un des élèves de présenter son prototype au reste de la classe. Mais vous pouvez également répartir vos élèves afin qu’ils partagent leur prototype en binômes ou en petits groupes.

Asynchrone

• Avec l’aide des familles, encouragez vos élèves à aménager chez eux un espace de travail dédié pour les activités à la maison. Une surface plane, propre, dégagée et bien éclairée constitue un plan de travail idéal. Gardez toutefois à l’esprit que la situation familiale de chaque enfant est différente.

• Une fois que vos élèves ont relevé le défi de conception (ou ont au moins essayé), demandez-leur de réfléchir à leur expérience.

Affichez la page Expliquer de la présentation de la leçon.

• Cette page fournit des pistes correspondant à des questions communément posées par les juges dans le cadre des concours de robotique.

Demandez à vos élèves de partager :

• Comment ils ont planifié leur travail (afin d’expliquer comment ils ont identifié le problème et défini les critères de conception)
• Une solution créative au problème (afin de mettre en avant leur créativité et leur capacité d’innovation)
• Une découverte réalisée au cours du processus d’itération (afin de mettre l’accent sur la découverte et l’innovation, qui constituent les valeurs fondamentales des concours de robotique)
• Une amélioration apportée à leur prototype (afin d’expliquer le processus d’itération)

Rappelez à vos élèves d’établir un contact visuel, d’adopter un ton amical et de fournir des exemples spécifiques pour présenter leurs idées.

Conseils d’apprentissage hybride pour la phase Expliquer

Synchrone

• Si vous enseignez en ligne, passez en revue la page Expliquer de la présentation de la leçon, puis invitez vos élèves à échanger en petits groupes.
• Passez dans chacun des groupes afin d’évaluer la compréhension des élèves.
• Répondez aux différentes questions et corrigez directement les erreurs afin de développer une meilleure compréhension du concept.

Asynchrone

• Encouragez vos élèves à réfléchir aux commentaires reçus en échangeant en classe entière ou via la messagerie de groupe.

Affichez la page Enrichir de la présentation de la leçon. Cette page propose différentes façons de documenter le travail réalisé.

• Demandez à vos élèves de documenter leur travail en réalisant une vidéo ou une affiche, ou encore en partageant des pages de leur carnet de conception.
• Ce travail de documentation vise à préparer les élèves à la création d’un projet de recherche ou de conception dans le cadre d’un concours de robotique.

Conseils d’apprentissage hybride pour la phase Enrichir
Il est important d’offrir à vos élèves la possibilité de présenter leur travail et de découvrir celui des autres.

Synchrone

• Organisez une session de partage en ligne afin que vos élèves présentent leur travail.

Asynchrone

• Créez une galerie virtuelle afin que vos élèves puissent partager leur travail. Encouragez-les à poster des photos et des vidéos de leur création et à regarder celles des autres.

• Invitez vos élèves à partager un exemple d’itération ou de solution créative en lien avec leur travail.

Demandez ensuite à chacun de vos élèves d’évaluer ses propres performances. Utilisez les suggestions ci-dessous, ou inventez votre propre système d’auto-évaluation.

• Levez une main si vous pensez avoir besoin d’aide pour présenter une stratégie, une itération ou une solution créative afin de relever un défi de conception.
• Levez les deux mains si vous pensez pouvoir présenter une stratégie, une itération ou une solution créative afin de relever un défi de conception.
• Agitez vos mains si vous pensez pouvoir apprendre aux autres comment présenter une stratégie, une itération ou une solution créative afin de relever un défi de conception.

Conseils d’apprentissage hybride pour la phase Évaluer
Les options d’évaluation sont multiples : vous pouvez opter pour un travail écrit, pour une présentation orale en direct ou enregistrée, ou encore pour un schéma démontrant la compréhension de vos élèves.

Synchrone

• Animez une discussion de classe virtuelle sur le temps de cours.

Asynchrone

• Demandez à vos élèves d’avoir une réflexion sur leur travail en postant un travail écrit, une présentation orale ou encore un schéma démontrant leur compréhension.