Description de la séquence en cycle 3

Objectifs d’apprentissage de cette séquence
 Concevoir un programme permettant de tracer une figure géométrique donnée (carré, triangle, hexagone…).
 Utiliser des angles et longueurs pour coder les déplacements du robot.
 Comprendre et optimiser le programme en identifiant des régularités (répétition d’instructions, utilisation de boucles).
 Vérifier expérimentalement la validité du programme et le corriger si besoin.

Compétences du programme de cycle 3 mobilisées
Toutes les compétences convoquées par cette expérimentation sont détaillées dans ce document.

Organisation générale
 1 séance par demie-classe le lundi de 15h45 à 16h30.
 3 séances par élèves
 Les élèves travaillent en binôme

Séance 1

Matériel
 Grandes feuilles de papier (un peu rigide) pour les tracés
 6 Lotibots + crayons
 Fiches avec proposition de tracés, 1 jeu par binôme :

• Fiches basées sur la proposition du groupe numérique éducatif de la Somme
  L’angle obtus et aiguë a été rajouté.
   1 boussole petit format par binôme :
• Outil basé sur la proposition du groupe Numérique Éducatif de l’Yonne

Déroulé
 Présentation du robot et de l’interface : cf. fiche
 « Réaliser les figures proposées sur les fiches ». Au verso de chacune, une aide est proposée.
Figures à reproduire : segment, angle droit, angle obtus, angle aiguë, croix simple, labyrinthe, croix… On ne propose pas les cartes carré et rectangle pour cette première séance.
La validation est faite par les enseignants.

Remarques suite à cette séance
Séance positive, les élèves se sont investis jusqu’au bout. Ils ont réussi à programmer les 6 figures. Les 4 premières n’ont pas posé de difficultés. La croix et le labyrinthe ont nécessité plus de réflexion, mais tous ont réussi.
Photos et vidéos disponibles pour les différents programmes proposés pour ces 2 dernières figures :
 Programmes nécessitant un nombre différent de blocs pour la croix
 Programmes faisant apparaître des répétitions qui peuvent permettre d’introduire la notion de boucle.

Le labyrinthe est plus complexe notamment sur les mesures des segments, car il faut voir que l’on diminue d’1/3 à chaque fois.
 Reprise possible de ce programme avec les élèves pour trouver les bonnes mesures (après la séance de lundi prochain).

L’utilisation de couleurs pour un tracé à main levé permettra de voir les boucles. Il est nécessaire de montrer aux élèves comment enregistrer leur programme sur la tablette, notamment pour la croix et le labyrinthe, afin d’en garder une trace.

Peut-être qu’il serait intéressant de montrer aux élèves comment enregistrer leur programme sur la tablette (notamment pour la croix et le labyrinthe afin qu’on puisse les avoir ensuite.

Séance 1bis en décrochée

En deux parties : sur le programme de la croix et celui du labyrinthe

La croix
Montrer aux élèves les 2 programmes de construction fait par des binômes (préciser qu’ils ont été réussis) :

Constat avec les élèves
 Ils n’ont pas le même nombre de blocs
 Ils n’ont pas les mêmes instructions
 Ils sont de la même taille ? (Peut-être que certains élèves n’arriveront pas à faire ce constat uniquement en visualisant ces 2 programmes)
 Autres remarques ?

Reformulation du programme de construction
Avec les élèves en observant le dessin de la croix.
"Il suffit que les 2 segments soient perpendiculaires et se coupent en leur milieu.
Attention : la croix n’a pas de dimensions imposées."
 Créer un programme de construction avec 5 blocs maximum (marche arrière)
 Créer un programme de construction avec un demi-tour :

2 stratégies :

 Pas de demi-tour observé avec le groupe 1, ni avec le groupe 2.
 Remarque : nécessité de vérifier avec le robot lors de la séance prochaine, car nous pouvons nous tromper.

Séance 2

Matériel
 Rectangle (30cm x 18 cm) tracé sur grande feuille (x6)
 Carré (20cm x 20 cm) tracé sur grande feuille (x6)
 Grandes feuilles de papier rigides
 Règles pour les mesures
 6 Lotibots + crayons
 
Déroulé
Consigne de départ : « Tracer le rectangle identique au modèle ».
 Dans un second temps, la contrainte « utiliser le moins de blocs possible » peut être proposée aux élèves pour les amener à faire des boucles dans leur programme
 Pour les plus rapides, proposer de tracer le carré.
 La validation se fait avec calque.

Remarques suite à cette séance
Groupe 2 :

• Les deux groupes sont très hétérogènes et les premières activités ont été plus difficiles à réaliser pour ce groupe :
   Confusions entre les mesures de longueur et le report des angles pris avec la boussole.
   Exemple : « Marche avant de 90 mm » au lieu de « Marche avant de 200 mm »
   La fonction « Tourner à […] » était comprise comme incluant la fonction « Marche avant de […] mm ».
• Un ou deux groupes ont réussis tout de même à tout réaliser, notamment la figure supplémentaire proposée (tablette de chocolat).
• Très bonne utilisation de la tablette et du robot (aucune nécessité de réexpliquer comment allumer l’application et connecter le robot). Les élèves s’en souviennent très bien malgré l’utilisation il y a 2 semaines.

Séance 2bis décrochée

Consigne  : Trouver les différentes façons de reproduire la figure sans lever le crayon, et sans repasser sur le même segment.

Déroulé
 Analyse de la figure à l’oral : "je vois un carré, un triangle équilatéral"
 Partir d’un point (aimant) et tracer la figure sans repasser deux fois sur le même trait
-> montrer un exemple de tracé au tableau
 Trouver toutes les solutions possibles (même point de départ : aimant)
 Nécessité de numéroter les étapes (de 1 à 6) afin de comprendre la chronologie des tracés, et ainsi de ne pas refaire 2 fois la même figure.
 Aide pour les élèves : Il y a 6 solutions différentes.

Remarques suite à cette séance
 Tous les élèves ont trouvé au moins 4 solutions (sur 6 au total). Tous sont bien rentrés dans l’activité, et l’ensemble des élèves étaient en phase de recherche. Un seul élève (en difficulté) ne trouvait pas de solutions, il a été aidé par un camarade tuteur.
 Les élèves ayant trouvé rapidement allaient valider les réponses des autres camarades.
 Cette séance décrochée permet de gagner en rapidité pour la séance suivante (Séance 3). Les élèves savent comment tracer la figure et pourront ainsi se concentrer sur la programmation du robot.

Séance 3

Matériel

 Modèle à l’échelle (pour mesurer les angles avec la boussole)
 Grande boussole (format A4)
 Grandes feuilles rigides
 6 Lotibots + crayons

Déroulé
Consigne de départ : « Écrire un programme pour que Lotibot trace la figure sans repasser deux fois sur le même trait »
 Contrainte pour aller plus loin, ne pas utiliser le bloc « carré »,
 Utiliser le moins de blocs possibles
 La validation se fait avec calque.
 Tracé de la carte « étoile » pour les plus rapides.

Remarques suite à cette séance
Groupe 1 : Difficultés rencontrées pour réaliser l’étoile avec 8 branches : mise en avant de procédures par essai/erreur sans perte d’engagement → angles trop petits suite à une mauvaise mesure avec la boussole : correction après nouvelle mesure.
Groupe 2 :

 L’exercice est globalement bien réussi avec quelques difficultés sur l’orientation du robot en fin de tracé d’un des éléments (le triangle du toit ou le carré du bâtiment).
 Introduction de la fonction "tracer un carré" pour les groupes ayant réussi avec la fonction "répéter".
 Complexification du tracé avec l’utilisation de la fonction carré, notamment si les élèves tracent en premier le triangle : en effet, ils ne peuvent pas choisir le sens de tracé du carré que la fonction fera toujours en tournant à gauche.
 Chaque groupe a procédé suivant son niveau : certains ont commencé par programmer les blocs un par un, d’autres ont commencé directement avec la fonction "répétition".
Nécessité de retravailler la reconnaissance de motifs avec les élèves (compétences travaillées dès le cycle 1 dans les nouveaux programmes).
 Erreur souvent vue (photo ci-contre) : en utilisant la fonction "répéter 4 fois", le robot tourne à droite une fois de trop, et donc le triangle n’est pas tracé dans le bon sens. En voyant cette erreur, plusieurs stratégies ont été mises en place par les groupes :

 Difficultés relevées avec le tracé du triangle : les angles ne sont pas à 90° (nécessité d’utiliser la boussole), les angles tracés ne sont pas toujours les mêmes suivant l’orientation de départ du robot (bien que les angles sur la figure soient les mêmes : triangle équilatéral).
 Difficulté de certains groupes avec l’utilisation de la boussole : les élèves ont tendance à orienter la flèche (0°) vers la direction où ils doivent aller. Or, il faut orienter la flèche vers la direction où avance le robot et regarder ensuite sur les graduations sans tourner la boussole (reprise avec l’enseignant dans chaque groupe).
→ Nécessité de modifier la boussole en rajoutant une image du robot orienté.
 Plusieurs groupes ont réussi à faire le tracé de l’étoile dont un avec un très bon usage de la boucle (après nouvelle consigne de l’enseignant).

Pour aller plus loin...

Autres séances possibles :
 Séance 4 : En binôme : inventer une figure (tracer au crayon/règle sur une feuille à carreaux) et la programmer avec le robot.
 Séance 5 : Piocher (au hasard) une figure réalisée par un binôme (lors de la séance 4) et la programmer avec le robot.

Projections quant à l’utilisation future des kits robotiques
 Nécessité de mutualiser les robots de plusieurs circonscriptions pour le faire avec une demi-classe (un seul robot n’est pas suffisant).
 Activité difficile à mettre en place avec un seul enseignant : cointervention plus facile.
- Prévoir une fiche récapitulative de toutes les activités réalisées par un binôme.
- Prévoir une évaluation finale par écrit en trois temps pour chaque élève :
1. Premier jet
2. Vérification avec robot
3. Deuxième jet si nécessaire avec prise en compte des erreurs relevées grâce à l’application et le robot.

Aspects techniques particuliers
 Difficulté de savoir si le robot est correctement chargé (uniquement voyant rouge ou bleu) et pas de chargeur de prévu.
 Retours globalement positifs sur l’usage du robot en classe.
 Son utilisation est adaptée aux élèves de cycle 3 :
- L’interface de l’application permet une prise en main rapide et donc une programmation facile.
- La communication entre le robot et la tablette est intuitive et se fait facilement par les élèves eux-mêmes.