Dans le cadre de leur participation au projet départemental "Se déplacer dans la ville de Demain", des enseignants du collège de La Bâtie-Neuve (05) travaillent les différents aspects de ce projet dans leurs disciplines respectives. En mathématiques, les élèves de sixième se sont initiés à la programmation et ont ensuite mis en application leurs recherches en programmant des robots Thymio prêtés par le Pôle DANE départemental.

Thierry CERANTOLA, enseignant de mathématiques au collège de La Bâtie-Neuve
Propos recueillis par les animateurs pédagogiques du Pôle DANE des Hautes-Alpes

Il existe plusieurs outils de programmations pour le robot Thymio. La préférence de l'enseignant s'est portée sur le logiciel Blockly car il est à la fois intuitif et très ressemblant au logiciel Scratch que les élèves utiliseront au cycle 4.

Progression suivie par l'enseignant : des exercices à la mise en pratique réelle

Dans un premier temps, le logiciel Scratch est utilisé afin d'initier les élèves et les familiariser à cet environnement et à ce nouveau langage. Le professeur veille à ce que le "lutin" (l'icône qui représente le personnage) soit un robot Thymio.

• Les élèves ont créé un premier programme qui faisait tracer un rectangle au robot.
• lien avec les mathématiques : les angles droits (commande de codage "tourner de 90°).
• les formes géométriques mobilisées : carré et rectangle (commande de codage "répéter 4 fois").

Après cette étape : premiers essais avec le robot

Le premier contact avec les robots permet aux élèves d'arriver à la formulation de remarques : "le robot ne tourne pas d'un angle donné : il tourne juste pendant un certain temps", "le robot n'avance pas d'une distance donnée : il avance jusqu'à ce qu'on lui dise d'arrêter les moteurs".

A ces remarques s'ajoute l'appréciation par les élèves des différents modes préprogrammés du robot. Cela permet de donner la consigne aux élèves de créer un premier programme utilisant uniquement les boutons du panneau de commande :

• Si on appuie sur  le bouton avant : le robot avance
• Si on appuie sur  le bouton gauche : le robot tourne à gauche
• Si on appuie sur  le bouton droit : le robot tourne à droite
• Si on appuie sur  le bouton arrière : le robot recule
• Si on appuie sur  le bouton central : le robot s'arrête.

Rapidement, les élèves ont complété le programme en faisant changer de couleur le robot selon le bouton qui était pressé.

Premiers pas de la voiture du futur

La prochaine étape a consisté à réaliser un programme plus complet

• Avoir appuyé sur le bouton avant : faire rouler le robot jusqu'à ce qu'un capteur avant détecte quelque chose ou que l'on appuie sur le bouton central
• Le robot se remet en marche quand il n'y a plus d'obstacle devant lui
• Lorsque l'on appuie sur le bouton avant, le robot avance en suivant une ligne noire)
• Mobilisation de tous les capteurs, etc.

La voiture autonome se déplace

Quelles compétences ont tout particulièrement été développées par les élèves ? Il s'agit tout d'abord d'une coopération, d'un travail d'équipe, puisque les élèves travaillent en groupe sur un même programme et avec un même robot. Certains groupes ont la possibilité de montrer leurs travaux aux autres ou d'intervenir dans les autres groupes pour les aider à avancer, ce qui constitue une belle valorisation des travaux. L'autre compétence importante est la recherche. Les élèves ont envie d'en faire plus (comme ajouter des couleurs et activer d'autres capteurs). L'enseignant leur laisse le temps de trouver comment faire. Ils peuvent manipuler, tester, procéder par essais-erreurs, chercher plusieurs pistes de résolutions.

Aux dires des élèves, "c'était génial !". Ce qu'ils apprécient particulièrement c'est l'aspect concret que prend l'apprentissage de la programmation. On écrit "si je touche le bouton avant, le robot roule et si je touche le bouton central, le robot s'arrête" et le robot fait exactement ce qu'on a écrit. Le travail mené avec le robot a donné beaucoup de sens à la programmation mais également à la recherche en procédant facilement à plusieurs essais avant modification et amélioration du programme.

Quelle suite sera donnée à ces activités ? Les élèves vont construire des maquettes en arts plastiques. La création de patrons sera abordée en cours de mathématiques ; les élèves la mettront en application directement afin de construire des immeubles voire des maisons avec des toits pour les plus aboutis. Il ne restera plus qu'à faire rouler les robots électriques propres dans une nouvelle ville du futur imaginée.