Stage de préparation 3 : Lire entre les lignes

1. Préparer

• Passez en revue 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 LEGO 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 motrice avec le capteur de couleur.
• Demandez-leur de lancer la première pile de programmation pour que leur base motrice 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 motrice 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.

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 motrice 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.

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

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 :

Utilisation des moteurs en mode Puissance
Lorsque vous allumez un moteur en utilisant le mode Régulateur de vitesse, le Hub 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, le Hub 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 ».

Programme principal

Exemple de solution

Autres programmes

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.

Checklist d’observation
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 motrice 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 chaque élève de choisir la brique qui représente le mieux ses performances.

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

Évaluation croisée
Encouragez vos élèves à partager leur opinion en :

• Leur demandant d’évaluer mutuellement leurs performances à l’aide de l’échelle de briques colorées ci-dessus.
• Leur demandant de formuler des commentaires constructifs sur le travail des autres afin d’aider leurs camarades à améliorer leurs performances lors de la séance suivante.

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.

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.

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)