Robotique / PO / Collège Calvin / 2017-2018

Responsable du projet : M. E. von Aarburg / Mail : eric.vonaarburg(at)edu.ge.ch

Dans le cadre d’une option complémentaire intitulée « programmation et algorithmique » donnée au collège Calvin, les élèves s’adonnent à la programmation de différents objets.
En vue de l’engouement des élèves lors de l’enseignement avec Thymio l’année passée, il a été souhaité de continuer l’expérience de programmer un objet avec eux. Obtenir un résultat qui est au-delà de l’écran, physiquement présent est motivant, captivant et ludique.

Les élèves apprennent à utiliser deux micro-contrôleurs : l’Arduino et le NodeMCU.
Le choix du micro-contrôleur Arduino s’est fait en partie de par sa popularité et la possibilité d’en emprunter au SEM. Le choix du NodeMCU a été motivé par la possibilité de créer des objets connectés. Son prix est très bas(15 CHF) et il peut se programmer avec l’Arduino IDE.

Les élèves progressent dans deux séries d’exercices. La difficulté vient progressivement. La première porte sur le micro-contrôleur Arduino, l’autre sur le NodeMCU. Les élèves ont à disposition le kit « The Arduino starter kit » avec le livre associé et ses différents composants électroniques. Pour corriger les exercices et donner des explications, il est utilisé le site tinkerCAD.com qui permet de montrer virtuellement un circuit, d’écrire le code et d’effectuer une simulation.

La première série comporte une trentaine d’exercices, certains font référence à des projets du livre. Cette série a passablement évolué en fonction des intérêts des élèves et de leurs difficultés. Quelques exercices ont néanmoins été gardés bien que compliqués et tous ne seront pas abordés en classe par souci de calendrier. Seuls les élèves les plus rapides et montrant beaucoup d’intérêt pourront réaliser l’ensemble des exercices.
La deuxième série permet aux élèves d’apprendre à rendre un objet connecté via le NodeMCU, un micro-contrôleur muni d’une carte WiFi. Une information venant d’un serveur peut être envoyée sur un objet et cet objet peut également envoyer une information sur le serveur. Pour le choix du serveur il y avait plusieurs possibilités : soit créer son propre serveur, soit utiliser une plateforme en ligne. Cette dernière solution a été choisie par sa simplicité et il en existe plusieurs. Le choix d’une plateforme avec une librairie open source a été privilégiée. thinger.io est retenu après quelques tests. Durant cette deuxième série d’exercices, les élèves programment entre autre un thermomètre connecté.

Ainsi, par cet apprentissage, les élèves peuvent plus objectivement avoir un œil critique sur le monde des objets connectés (IoT). Ils ont eu ensuite quatre cours pour réaliser leur propre objet connecté à choix entre une alarme, un distributeur à croquettes pour animaux et une sonnette.

Les élèves se sont montrés très enjoués au départ. Ils se sont « amusés » et ont pu avancer de plus en plus de façon autonome dans leurs exercices. Malheureusement quelques élèves ont décroché sur la fin de l’année et ont perdu leur enthousiasme.

Néanmoins, l’expérience reste globalement satisfaisante. La plupart des élèves étaient satisfaits de leur projet final.

Une culture « maker » leur a été transmise, ils sortent avec une meilleure compréhension des objets qui les entourent au quotidien. A travers la conception des différents objets, cela a incontestablement développé des compétences et connaissances dans les domaines des mathématiques, sciences et technologies.