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Hors service

Comprendre pourquoi quelque chose ne fonctionne pas et le réparer

45 à 90 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.

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 (35 min)
*En binômes, demandez à vos élèves de construire la machine CNC et précisez bien qu’il s’agira d’une machine non fonctionnelle.

  • Demandez-leur d’exécuter le programme et d’essayer d’identifier et de corriger les problèmes qu’ils découvrent.
  • Rappelez-leur qu’ils doivent documenter les problèmes et leurs solutions.

4. Expliquer (10 min)

  • Organisez une session de partage. Encouragez vos élèves à parler des problèmes qu’ils ont trouvés et des solutions qu’ils ont imaginées.

5. Enrichir (25 min)

  • Demandez à chaque équipe d’améliorer leur machine CNC en modifiant leur construction et/ou le programme.
  • Demandez-leur de partager leurs améliorations avec la classe tour à tour.
  • N’oubliez pas de prévoir un peu de temps pour tout ranger.

6. Évaluer

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

Lancer une discussion

Lancez une discussion sur la répétition ou la réparation en posant des questions pertinentes, telles que :

  • En général, quelle est votre première réaction quand quelque chose se casse ?
  • Si vous devez réparer quelque chose, par où commencez-vous ?
  • Quelle est la dernière chose que vous avez réparée ? Comment avez-vous déterminé le problème ?
  • Qu’est-ce qu’une machine CNC ? Savez-vous à quoi cela sert ?

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

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Astuces de construction

Construction en binôme
Répartissez les tâches au sein des binômes afin de garantir que les deux élèves participent activement :

  • Élève A : le haut de la machine CNC
  • Élève B : le bas et l’aiguille de la machine CNC
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Formes pré-dessinées
Vous pouvez utiliser des feuilles de papier blanc au format A4 pour ce cours, mais des fichiers PDF pré-dessinés de découpes CNC sont fournis. Si vous utilisez ces feuilles pré-dessinées, il sera plus facile pour vos élèves de savoir si la CNC fonctionne ou non.

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Chargement du papier
Voici comment charger le papier :

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Recherche de problèmes
Le modèle de machine CNC présente quatre vrais problèmes qui doivent être corrigés pour que le programme fonctionne comme prévu :

  1. L’axe Y ne fonctionne pas correctement car il manque une roue au dispositif d’alimentation papier.
  2. Le haut de la machine CNC n’est pas correctement fixé au bas.
  3. Le papier entre trop rapidement dans la CNC car les engrenages du dispositif d’alimentation papier sont inversés.
  4. L’axe X ne fonctionne pas correctement car le chariot du crayon n’est pas fixé.
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Réparations faciles
Voici le moyen le plus facile de corriger ces problèmes. Gardez toutefois à l’esprit que l’objectif de ce cours est de laisser vos élèves trouver leurs propres solutions.

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Amélioration possible
Vos élèves peuvent améliorer leurs machines CNC en ajoutant un capteur de couleur.

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Astuces de codage

Programme principal

SPIKE Invention-Squad Broken Step03-Program fr-fr

Solution possible

SPIKE Invention-Squad Broken Teacher Solution fr-fr

Différenciation

Pour simplifier :

  • Proposez une sélection de briques que vos élèves pourront utiliser pour corriger les problèmes.
  • Demandez aux équipes de travailler sur la même amélioration, afin de faciliter l’évaluation des améliorations.

Pour aller plus loin :

  • Demandez à vos élèves de dessiner des formes complexes sur l’imprimante, y compris des courbes.
  • Demandez à vos élèves de transformer ce modèle en imprimante 3D en ajoutant un axe Z.

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 :

  • Décrire la fonction d’un objet
  • Décrire les avantages des fonctionnalités d’un objet par rapport à certains besoins
  • Produire des arguments efficaces

Auto-évaluation

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

  • Bleu : Je peux décrire comment un objet fonctionne.
  • Jaune : Je peux décrire en détail comment un objet fonctionne et je peux mettre en avant ses points forts.
  • Violet : Je peux convaincre quelqu’un que j’ai inventé l’objet le plus exceptionnel au monde.

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 :

  • Demandez à vos élèves de s’adonner librement à un jeu de rôle consistant en un appel à un service d’assistance téléphonique.

    ▷ Un élève décrit le problème.
    ▷ L’autre explique comment le corriger.

Remarque : Cela étend la durée du cours.

Extension Mathématiques

Pour intégrer des notions mathématiques :

  • Demandez à vos élèves de déterminer le rapport de transmission du dispositif d’alimentation papier.
  • Demandez-leur d’expliquer, en utilisant le langage approprié, comment il détermine la vitesse du papier entrant dans la CNC.
  • Demandez-leur d’expliquer ce qui se passerait si les engrenages étaient interchangés (et d’essayer par eux-mêmes !).

Remarque : Cela étend la durée du cours.

Monde professionnel

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

  • Affaires et finance (entrepreneuriat)
  • Éducation et formation (enseignement)
  • Médias et communication (audiovisuel)

Support pour l’enseignant

Les élèves doivent :

  • Évaluer les performances d’une solution élaborée
  • Répéter pour chercher des problèmes, puis les corriger

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Crayons

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
  • Concevoir, créer, réaliser
  • Pratiquer des langages
  • Mobiliser des outils numériques

Compétences spécifiques au programme de technologie:

  • Réaliser tout ou partie d’un objet ou système technique.
  • Employer des procédés dans un processus de production
  • Vitesse à laquelle le papier entre dans la machine

Mathématiques:

  • Chercher
  • Modéliser
  • Représenter
  • Raisonner
  • Calculer

Compétences spécifiques au programme de mathématiques:

  • Rapports de vitesse

Education aux médias et à l’information:

  • Présentation: un élève explique le problème, l’autre explique comment le résoudre.

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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