Ensemble SPIKE™ Principal

Stage de préparation 3 : Lire entre les lignes

Écrivez des programmes utilisant le capteur de couleur pour autonomiser la base motorisée.

30 à 45 min.
Débutant
Niveaux 6-8
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Plan de leçon

1. Préparer

  • Lisez le matériel destiné aux élèves dans l’application LEGO® Education SPIKE.
  • Pour mener ce cours à bien, vous aurez besoin d’une ligne noire contrastant sur une surface blanche ou claire :

    ▷ Tracez une ligne noire sur une feuille de papier
    ▷ Utilisez du scotch d’électricien sur une surface claire
    ▷ Imprimez le PDF « Idées de tracés »
    ▷ Prenez un axe noir dans les pièces de rechange de l’ensemble de base SPIKE

2. Éveiller (5 min)

  • Utilisez les idées évoquées dans la section Lancer une discussion ci-dessous pour engager une discussion en lien avec ce cours.
  • Visionnez la vidéo pour présenter le cours aux élèves.

3. Explorer (20 min)

  • En binômes, demandez à vos élèves de construire la base motorisée avec le capteur de couleur.
  • Demandez-leur de lancer la première pile de programmation pour que leur base motorisée d’entraînement avance et s’arrête perpendiculairement à une ligne noire.
  • Demandez-leur de tester la seconde pile de programmation et de décrire ce qu’il se produit.

4. Expliquer (5 min)

  • Lancez une discussion sur la façon dont le capteur de couleur détecte la ligne noire.

5. Enrichir (15 min)

  • Demandez aux élèves de travailler sur le programme d’après pour que leur base motorisée suive une ligne noire.
  • Demandez-leur d’optimiser ce code pour créer un programme suiveur de ligne encore plus efficace.

6. Évaluer

  • Commentez les performances de chaque élève.
  • N’hésitez pas à utiliser les rubriques d’évaluation fournies.

Lancer une discussion

Utilisez ces idées pour lancer un débat parmi vos élèves sur les surfaces de compétition et les lignes qui entrent souvent en jeu.

  • Demandez aux élèves comment ils pourraient tirer parti de ces lignes pour que leur base motorisée gagne en efficacité.
  • Expliquez les différents types de lignes et d’intersections :

    ▷ Les lignes fines
    ▷ Les angles droits
    ▷ Les lignes d’intersection en T
    ▷ Les lignes discontinues
    ▷ Les lignes noires coupées par une ligne colorée

Visionnez cette vidéo afin de présenter le cours à vos élèves.

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Astuces de construction

Une base motorisée simple avec un capteur de couleur
Utilisez la base motorisée simple avec le capteur de couleur. N’oubliez pas d’utiliser les serre-câbles.

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Utiliser le capteur de couleur
Pour relever ce challenge, le capteur de couleur peut être utilisé selon 2 modes différents (mode Couleur ou mode Intensité de la lumière réfléchie).

Le mode Intensité de la lumière réfléchie du capteur de couleur apportera une précision maximale. Pour suivre une ligne, il détecte alternativement 2 couleurs ou 2 intensités de lumière réfléchie. Avec vos élèves, consacrez un peu de temps à explorer les façons dont le capteur rapporte les valeurs. Par exemple :

SPIKE Competition Ready Training camp 3 Teacher Building Tip - fr-fr

Utilisation des moteurs en mode Puissance
Lorsque vous allumez un moteur en utilisant le mode Régulateur de vitesse, la plateforme envoie de la puissance (tension) de manière progressive aux moteurs pour atteindre la vitesse souhaitée et la maintenir, peu importe si la base motrice avance sur une surface plane ou en pente.

Lorsque vous allumez un moteur en mode Puissance, la plateforme envoie immédiatement la puissance désirée (tension) aux moteurs.

Dans le cas d'un suiveur de ligne, étant donné que la base motrice a besoin d'effectuer de petits mouvements rapides (très probablement des oscillations de moins de 10 degrés entre l'espace blanc et l'espace noir), la programmation avec le mode Puissance est plus réactive, ce qui augmente la précision du suiveur de ligne.

Vous trouverez ce bloc dans l'extension « Plus de moteurs ».

Astuces de codage

Programme principal

SPIKE Competition Ready Training camp 3 Step03-Program - fr-fr

Solution possible

SPIKE Competition Ready Training camp 3 Teacher Solution - fr-fr

Autres programmes

SPIKE Competition Ready Training camp 3 Teacher Other - fr-fr

Différenciation

Pour simplifier :

  • Expliquez le mode Intensité de la lumière réfléchie du capteur de couleur.

    ▷ Reportez-vous à la section d’aide de l’application SPIKE pour plus d’informations sur le capteur de couleur.

Pour aller plus loin :

  • Demandez à vos élèves de modifier leurs programmes pour suivre des lignes de différentes largeurs, couleurs et formes.

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 :

  • Programmer la base motorisée pour qu’elle réagisse aux lignes grâce au capteur de couleur
  • Inclure une déclaration « IF ELSE » au programme pour créer un simple suiveur de ligne
  • Optimiser le programme suiveur de ligne pour gagner en précision

Auto-évaluation

Demandez à chacun de vos élèves de choisir la brique qui représente le mieux ses performances.

  • Bleu : Notre base motorisée s’est arrêtée en rencontrant une ligne perpendiculaire.
  • Jaune : Nous avons programmé notre base motorisée pour qu’elle suive une ligne.
  • Violet : Nous avons modifié notre programme suiveur de ligne pour que notre base motorisée se déplace plus vite et de manière plus efficace.

Évaluation par les camarades
Encouragez vos élèves à donner leur avis aux autres en :

  • Leur demandant d’évaluer mutuellement leurs performances à l’aide de l’échelle de briques colorées ci-dessus.
  • Leur demandant de donner, à tour de rôle, un avis constructif sur le travail de leurs camarades afin d’améliorer les performances de leur groupe lors du prochain cours.
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Extension Arts du langage

Pour intégrer des notions d’arts du langage :

  • Présentez un programme appelé suiveur de ligne différenciée (voir la section astuces de codage) et demandez aux élèves d’essayer de décoder son fonctionnement.
  • Demandez aux élèves d’évaluer la performance de ce programme comparé aux précédents programmes suiveur de ligne.

Remarque : Cela étend la durée du cours.

Extension Mathématiques

Pour intégrer des notions mathématiques :

  • Demandez aux élèves d’employer ces termes pour expliquer le fonctionnement d’un programme suiveur de ligne qui utilise le mode Intensité de la lumière réfléchie du capteur de couleur :

    ▷ Valeur de seuil
    ▷ Valeur moyenne
    ▷ Supérieur à, inférieur à
    ▷ Plage
    ▷ Pourcentage

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 (applications informatiques)
  • Fabrication et ingénierie (technologie des machines)
  • Fabrication et ingénierie (pré-ingénierie)

Support pour l’enseignant

Les élèves doivent :

  • Programmer leur base motorisée pour qu’elle s’arrête à une ligne noire
  • Programmer leur base motorisée pour qu’elle suive une ligne noire

Ensemble LEGO® Education SPIKE Principal

Selon le programme officiel de l’Education nationale des classes de 5ème, 4ème et 3ème (cycle 4) : “un enseignement de l'informatique est dispensé conjointement en mathématiques et en technologie. […] Il permet d'acquérir des méthodes qui construisent la pensée algorithmique et développe des compétences dans la représentation de l'information et de son traitement, la résolution de problèmes, le contrôle des résultats.”

Technologie:

  • Pratiquer des démarches scientifiques et technologiques
  • Pratiquer des langages
  • Mobiliser des outils numériques
  • Se situer dans l'espace et dans le temps

Mathématiques:

  • Chercher
  • Modéliser
  • Représenter
  • Raisonner
  • Calculer

Compétences spécifiques au programme de mathématiques:

  • Valeur seuil
  • Fourchettes de données
  • Moyenne
  • Médiane
  • Moins grand que, plus grand que
  • Pourcentages

Education aux médias et à l’information:

  • Présentation et discussion

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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