Des systèmes programmables pour observer, comprendre et agir

En Technologie au collège, les cartes programmables et les systèmes robotiques
permettent aux élèves d’étudier le fonctionnement d’un système technique,
d’acquérir des données à l’aide de capteurs, de traiter ces informations
et de commander des actionneurs.

Ces équipements constituent également un support privilégié pour développer
progressivement les compétences liées à l’algorithmique, à la programmation,
à l’expérimentation et à la résolution de problèmes.

De l’information à l’action

L’étude d’un système programmable peut être organisée autour d’une chaîne
simple permettant aux élèves de comprendre comment un objet technique
interagit avec son environnement :

• Acquérir : recueillir des informations à l’aide de capteurs ;
• Programmer : traiter les informations et écrire un programme ;
• Piloter : commander des actionneurs en fonction des informations reçues ;
• Expérimenter : tester le fonctionnement, observer les résultats et améliorer la solution.

Cartes programmables

Les cartes programmables constituent des supports particulièrement adaptés
aux activités de Technologie. Elles permettent de mettre en œuvre rapidement
des situations d’expérimentation associant programmation, capteurs et
actionneurs.

Selon les équipements disponibles dans l’établissement, différentes cartes
peuvent être utilisées. La carte micro:bit, par exemple,
permet de travailler sur des projets simples intégrant affichage, boutons,
capteurs et communication avec d’autres composants.

Capteurs et actionneurs

L’ajout de capteurs et d’actionneurs permet de construire des systèmes
capables d’interagir avec leur environnement.

Quelques exemples de capteurs

• température ;
• luminosité ;
• distance ;
• mouvement ;
• humidité ;
• boutons et dispositifs de commande.

Quelques exemples d’actionneurs

• moteurs ;
• servomoteurs ;
• DEL et dispositifs lumineux ;
• afficheurs ;
• avertisseurs sonores.

Robotique

Les robots pédagogiques permettent de réunir dans une même activité
plusieurs dimensions de l’enseignement de la Technologie :
programmation, capteurs, actionneurs, mécanique, énergie et expérimentation.

Ils peuvent notamment être utilisés pour travailler sur le déplacement
d’un système, la détection d’obstacles, le suivi d’un parcours ou encore
l’adaptation du comportement du robot à son environnement.

Programmation

La programmation peut être abordée progressivement, notamment à l’aide
d’environnements de programmation par blocs. Les élèves peuvent ainsi
observer le comportement du système, modifier un programme existant,
tester leurs hypothèses puis construire progressivement leurs propres
solutions.

Les activités peuvent mobiliser différentes notions :

• instructions et séquences d’instructions ;
• variables ;
• conditions ;
• boucles ;
• événements ;
• acquisition et traitement de données.

Exemples d’activités pédagogiques

• programmer un minuteur ou un chronomètre ;
• mesurer une grandeur physique à l’aide d’un capteur ;
• déclencher une action en fonction d’une mesure ;
• programmer le déplacement d’un robot ;
• détecter et éviter un obstacle ;
• concevoir un système d’alerte ou de signalisation ;
• modifier puis améliorer le programme d’un système existant.

Ressources associées

Les ressources pédagogiques publiées sur ce site permettront progressivement
de proposer des exemples d’activités, de séquences et de projets exploitant
les cartes programmables et la robotique en Technologie au collège.