La robotique au service des mathématiques

Quand vient le temps de trouver des idées originales, innovantes et stimulantes pour offrir aux élèves des opportunités d’appliquer leurs apprentissages théoriques dans des activités concrètes et utiles, nos conseiller(ère)s pédagogiques et nos enseignant(e)s sont toujours au rendez-vous. Ils doivent particulièrement se creuser la cervelle lorsqu’il s’agit d’intégrer des projets spéciaux au secondaire, où le parcours scolaire est très chargé.

Mais notre équipe ne recule devant rien pour favoriser les apprentissages des élèves et c’est pourquoi Maxime Boivin, conseiller pédagogique mathématiques et sciences, a su relever le défi en travaillant en collaboration avec Audrey Hogan et Christina Fillion, deux enseignantes de mathématiques à l’école secondaire des Grandes-Marées. Ensemble ils ont structuré le premier projet jumelant la robotique et les mathématiques pour des élèves de secondaire 4 en mathématiques, séquence sciences naturelles et séquence culture, société et technique. Et ce fut une grande réussite autant pour les élèves que pour l’équipe qui a mis en place le projet!

Dash le robot

Les élèves ont utilisé des robots Dash pour la réalisation de l’activité de mathématiques. Ce modèle de robot fait des mouvements précis, il peut avancer et reculer et il tourne et bouge sa tête. Il a également des détecteurs d’objets situés à l’avant et à l’arrière et il est possible d’y ajouter des accessoires tels qu’une catapulte, une pelle ou un xylophone. « Dash le robot fonctionne grâce à programmation simple réalisée par l’élève. Il peut donc être programmé pour avancer selon une direction, une vitesse et une distance précises ou encore on peut lui indiquer de tourner selon un angle de rotation et un sens particulier afin de créer le parcours de son choix. », précise Maxime.

Un projet déployé en deux activités

Utilisant le nouveau Lab Créatif des Grandes-Marées, le projet se déroulait sur un total de deux périodes par activité. La première activité, au nom amusant de Dash-Tapulte, permettait d’utiliser l’accessoire catapulte du robot et de faire travailler les élèves sur le concept de paraboles. Les élèves devaient compléter les étapes suivantes :

  • Planifier, programmer et réaliser le déplacement du robot entre le point A et le point B;
  • Enregistrer une vidéo du lancement d’une balle à une puissance de 90% par la catapulte du robot et du lancement d’une seconde balle à une puissance de 100%;
  • Analyser les images vidéo au ralenti pour identifier les points des trajectoires des deux balles afin d’identifier les règles des paraboles des deux lancés (création de graphiques);
  • Établir les conclusions de l’exercice en comparant les deux paraboles et déterminer de quelle façon la puissance du lancer à un impact sur les règles de la parabole.

La triangulation avec Dash, la deuxième activité, portait sur les triangles. Il s’agissait cette fois d’un parcours au sol truffé de points dont le point de départ était obligatoire, mais dont l’arrivée était sélectionnée par les élèves. « Les jeunes devaient faire passer le robot d’un point à l’autre tout en respectant certaines contraintes qui leur étaient imposées : passer par un point particulier, éviter un secteur, etc. Pour programmer la trajectoire du robot, les élèves calculaient les distances et les angles de rotation par lesquels le robot devait passer pour compléter le parcours en utilisant la trigonométrie. », explique Maxime.

L’activité de triangulation avec Dash a d’ailleurs été exportée dans les classes de mathématiques des enseignantes Audrey Byatt et Sonia Bouchard à l’école secondaire de L’Odyssée Dominique-Racine où quelques ajustements ont été faits afin de varier les paramètres.

Une forme d’évaluation dynamique

Ces activités étaient offertes sous forme de clé en main, c’est-à-dire qu’un tutoriel sur la programmation de Dash, à visionner préalablement, a été fourni ainsi que les documents de travail pour les élèves et ceux permettant l’évaluation par les enseignantes des notions acquises et appliquées. « Ce type de projet pédagonumérique nous offre la possibilité d’évaluer les élèves sous une autre forme qu’un examen traditionnel, bien que cela ne soit pas une obligation. D’ailleurs, un des éléments qui a été retenu de ce projet est que les élèves n’ont pas eu l’impression d’être en évaluation. Ce fut très constructif! » mentionne l’enseignante Audrey Hogan.

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