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La robotique et les
                 mathématiques

                       AQIFGA - 2012


Louise Roy, roy.louise@cspn.qc.ca
https://sites.google.com/site/robotiquefga/home/aqifga-2012
Le « + » de la robotique
• Concrétisation de notions abstraites
• Permet d’introduire des situations complexes
• Liens avec des situations réelles
• Intégration de plusieurs savoirs
• Présentation de métiers moins connus et de
  plus en plus en demande
• Démonstration que la mathématique peut
  être amusante
• Bonne réponse des élèves plus manuels
Pourquoi faire de la robotique
                • Lire un plan
   Construire   • Comprendre les liaisons et les
                  engrenages (SCT)



                • Planifier les actions
  Programmer    • Structurer sa démarche
                • Tenir compte de l’environnement


                • Émettre une hypothèse
   Résoudre
                • Expérimenter
      des       • Valider
   problèmes    • Corriger
Qu’est-ce qu’un robot

                   Te m pé ra ture               O rie nta tion                    Moteurs             Son


Accé lé ra tion




                            Capteur                               Processeur             Actionneurs


      Son


                                                   Lum iè re                                            Lum iè re
                                                                               Te x te


            Dista nce


                                     C onta ct
Qu’est-ce qu’un robot




      Source de l’image: http://mindstorms.lego.com/en-us/history/default.aspx
Le matériel
Le robot
  – Matériel de robotique de LEGO, ensemble de
    base (ressources techniques)
Le logiciel de programmation
  – LEGO MINDSTORMS NXT
Ressources et outils
  – Guide, sites, livre, mètre à mesurer, ruban,
    trousse de géométrie, etc.
Les composantes de l’ensemble de base




               Source des images: http://www.braultbouthillier.com/brault_fr/
Un modèle de robot
Le logiciel LEGO MINDSTORMS NTX




      Fonctions de bases: 7 icônes
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Ressources
Site: https://sites.google.com/site/robotiquefga/
Compilation des ressources en robotique pour la FGA



Livre: La robotique pédagogique en classe,
Yannick Dupont, Érick Sauvé, Patrick Touchette




Formations: Votre conseiller régional peut offrir des formations ou
accompagnements dans vos centres.
Autres formations offertes régulièrement par les auteurs du livre. Pour
informations voir ici: http://www.robo-tic.qc.ca
Vivre une situation d’apprentissage

1. Planifier le travail   (émettre une hypothèse)

2. Construire le robot     (organiser l’environnement)

3. Programmer
4. Télécharger le programme dans le
   processeur du robot
5. Activer le programme
6. Corriger le programme        (retour au point 3)

7. Analyser, prendre des notes, mesurer, …
Les situations
    d’apprentissage

MAT-P104   • Distance et vitesse



           • Le robot musicien
MAT-2101   • Distance entre deux lignes



MAT-2102   • Stationnement
MAT-P104-4
L’intention pédagogique


Initier l’élève à la démarche expérimentale
par la formulation d’hypothèses, la prise de
mesures et l’analyse de résultats.


Cette situation ne requiert pas de capteur.
MAT-2101-3
L’intention pédagogique


Donner une réponse concrète à l’élève qui
demande « À quoi ça sert l’algèbre? »


Deux situations, utilisation d’un capteur dans la palette entière, ainsi
que du bloc Math.
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L’intention pédagogique


Développer chez l’élève une prise de
conscience des choix technologiques pour
différents objets usuels.

Constructions plus complexes. Les activités proposées ne nécessitent
pas de capteurs. On peut en avoir besoin pour les défis
supplémentaires.
Éléments déclencheurs
Toutes les situations sont initiées par un contexte
scientifique ou technologique.
Les mathématiques et la robotique sont mises à contribution
pour comprendre les concepts sous-jacents.
La robotique en FBD
•Collecte de données avec les capteurs
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données
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  • 1. La robotique et les mathématiques AQIFGA - 2012 Louise Roy, roy.louise@cspn.qc.ca https://sites.google.com/site/robotiquefga/home/aqifga-2012
  • 2. Le « + » de la robotique • Concrétisation de notions abstraites • Permet d’introduire des situations complexes • Liens avec des situations réelles • Intégration de plusieurs savoirs • Présentation de métiers moins connus et de plus en plus en demande • Démonstration que la mathématique peut être amusante • Bonne réponse des élèves plus manuels
  • 3. Pourquoi faire de la robotique • Lire un plan Construire • Comprendre les liaisons et les engrenages (SCT) • Planifier les actions Programmer • Structurer sa démarche • Tenir compte de l’environnement • Émettre une hypothèse Résoudre • Expérimenter des • Valider problèmes • Corriger
  • 4. Qu’est-ce qu’un robot Te m pé ra ture O rie nta tion Moteurs Son Accé lé ra tion Capteur Processeur Actionneurs Son Lum iè re Lum iè re Te x te Dista nce C onta ct
  • 5. Qu’est-ce qu’un robot Source de l’image: http://mindstorms.lego.com/en-us/history/default.aspx
  • 6. Le matériel Le robot – Matériel de robotique de LEGO, ensemble de base (ressources techniques) Le logiciel de programmation – LEGO MINDSTORMS NXT Ressources et outils – Guide, sites, livre, mètre à mesurer, ruban, trousse de géométrie, etc.
  • 7. Les composantes de l’ensemble de base Source des images: http://www.braultbouthillier.com/brault_fr/
  • 9. Le logiciel LEGO MINDSTORMS NTX Fonctions de bases: 7 icônes Fonctions avancés: 40 icônes
  • 10. Ressources Site: https://sites.google.com/site/robotiquefga/ Compilation des ressources en robotique pour la FGA Livre: La robotique pédagogique en classe, Yannick Dupont, Érick Sauvé, Patrick Touchette Formations: Votre conseiller régional peut offrir des formations ou accompagnements dans vos centres. Autres formations offertes régulièrement par les auteurs du livre. Pour informations voir ici: http://www.robo-tic.qc.ca
  • 11. Vivre une situation d’apprentissage 1. Planifier le travail (émettre une hypothèse) 2. Construire le robot (organiser l’environnement) 3. Programmer 4. Télécharger le programme dans le processeur du robot 5. Activer le programme 6. Corriger le programme (retour au point 3) 7. Analyser, prendre des notes, mesurer, …
  • 12. Les situations d’apprentissage MAT-P104 • Distance et vitesse • Le robot musicien MAT-2101 • Distance entre deux lignes MAT-2102 • Stationnement
  • 13. MAT-P104-4 L’intention pédagogique Initier l’élève à la démarche expérimentale par la formulation d’hypothèses, la prise de mesures et l’analyse de résultats. Cette situation ne requiert pas de capteur.
  • 14. MAT-2101-3 L’intention pédagogique Donner une réponse concrète à l’élève qui demande « À quoi ça sert l’algèbre? » Deux situations, utilisation d’un capteur dans la palette entière, ainsi que du bloc Math.
  • 15. MAT-2102-3 L’intention pédagogique Développer chez l’élève une prise de conscience des choix technologiques pour différents objets usuels. Constructions plus complexes. Les activités proposées ne nécessitent pas de capteurs. On peut en avoir besoin pour les défis supplémentaires.
  • 16. Éléments déclencheurs Toutes les situations sont initiées par un contexte scientifique ou technologique. Les mathématiques et la robotique sont mises à contribution pour comprendre les concepts sous-jacents.
  • 17. La robotique en FBD •Collecte de données avec les capteurs •Modélisation avec la journalisation des données •Représentation géométrique •Ingénierie mécanique en SCT •Prise de données en chimie •Dynamique et transformation de l’énergie mécanique en physique