Projet expérimentation NAO Lycée des 7 Mares, Maurepas (78)

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L’étude du robot permettra de découvrir les mécanismes de pilotage et de communication dans l’exécution de tâches complexes, interférant directement avec le monde physique peut-on lire dans le BO n°8 du 13/10211

Voici le retour d’usage de Mme Fagot qui enseigne au Lycée des 7 Mares de Maurepas, les mathématiques, l’informatique et les sciences du numérique (ISN) et les Méthodes et Pratiques Scientifiques (MPS) et de M Julien PILLEUX Professeur de Physique.

1) Objectifs

  • Comprendre la place grandissante de l’informatique
  • Sensibiliser les élèves aux questions de société induites, préparer les élèves au monde de demain.
  • Fournir aux élèves des éléments utiles et durables, bâtis autour de notions fondamentales et de compétences essentielles, favorisant la construction d’une forme de pensée leur permettant de se poser les bonnes questions, et dans le futur, de s’adapter aux évolutions rapides de l’informatique et du numérique.
  • Mettre en activité des élèves,
  • Collaborer efficacement au sein d’une équipe dans le cadre d’un projet
  • Initier les élèves à la démarche scientifique dans le cadre d’un projet.
  • Découvrir un système robotique et sa programmation

2) Activités

  • Niveau 2nde
    Dans le cadre de l’enseignement d’exploration MPS (Mesures Pratiques Scientifiques), les professeurs de Mathématiques et Physique-chimie initieront les élèves à l’utilisation du robot NAO et son logiciel Chorégraphe afin de favoriser l’intérêt des élèves pour la science et les progrès scientifiques et techniques.
  • Niveau Première
    Dans le cadre des TPE (Travaux personnel encadré) des élèves de première scientifique étudieront le développement de la robotique depuis son origine (thème avancées scientifiques discipline Histoire / physique- chimie) Nao et d’autres robots (Légo par exemple) illustreront leurs propos tout au long de cette recherche et le jour de l’épreuve anticipée du baccalauréat.
  • Niveau Terminale
    Dans le cadre de l’enseignement de spécialité ISN (Initiation aux sciences du numérique) les élèves travailleront sur les différents langages de programmation, liés à différents robots pour leur faire exécuter une tâche complexe. Ils identifieront les différents composants de Nao pour en comprendre leurs rôles respectifs.

3) Durée
Du 1er décembre aux vacances d’hiver 2015. Effectif du 5 janvier aux vacances d’hiver.

4) Classes concernées :

  • MPS : Les 2nde 5 ( 35 élèves)
  • TPE : Les 1ère S2 (3 élèves)
  • ISN : Les TS1 et les TS2 ( 13 élèves )

5) Prolongement :
Dans le cadre de l’examen du baccalauréat (TPE), de la Journée Porte Ouverte et de la semaine de la Persévérance. Nous souhaiterions faire des démonstrations du travail des élèves.

6) Utilisation et aspects pédagogiques du robot NAO
En Terminale S , spécialité ISN, 13 élèves. Sur 3 séances de cours. (sur les 6 semaines, prise en main préalable pour le professeur et une semaine de bac blanc).
Dans le cadre de la spécialité ISN (informatique et sciences du numérique) découverte de la robotique.

  • Découverte de la robotique en utilisant le robot NAO
  • Utilisation du logiciel Chorégraphe
  • Ecriture de programmes, tests en simulation sur les ordinateurs puis tests en réel sur le robot par groupe de 2 ou 3.
  • Programmes : déplacement en ligne droite / déplacements pour faire un carré / enchaînements « se lever, faire des mouvements, parler », utilisation de la reconnaissance vocale, utilisation des capteurs tactiles, clignotements des yeux,....
  • Préparation de programmes libres pour les portes ouvertes du lycée

En 2nde 5, enseignement d’exploration M.P.S : méthodes et pratiques scientifiques 19 élèves. Sur deux séances de cours.

  • Découverte de la robotique en utilisant le robot NAO
  • Utilisation du logiciel Chorégraphe
  • Écriture de programmes, tests en simulation sur les ordinateurs puis tests en réel sur le robot par groupe de 2 ou 3.
  • Programmes : déplacement en ligne droite / déplacements pour faire un carré / enchaînements « se lever, faire des mouvements, parler », utilisation des capteurs tactiles, clignotements des yeux,....
  • Préparation de programmes libres pour les portes ouvertes du lycée.

Le point le plus intéressant avec les élèves est l’expérimentation.
Exemple : les élèves de seconde devaient dans un premier programme faire marcher le robot NAO.
En simulation pas de problème.
En test réel : le robot ne marche pas. Tous les élèves sont autour, discussions, commentaires.
« Mais madame, ça marchait en simulation ». au bout d’un moment ils comprennent que le robot en simulation est debout au départ alors que dans le test réel il était assis. Donc il fallait commencer par lui demander de se mettre debout.
Nouveau commentaire : « Mais madame, vous demandiez qu’il marche, vous ne nous avez pas dit qu’il fallait lui dire de se mettre debout ».

Présentation devant trois classes : 2nde7, TES1 et Tes2.
Présentation devant mes élèves en cours de mathématiques. 3 élèves de 2nde ont travaillé sur le logiciel chez eux et l’un d’entre eux a testé et présenté à la classe son programme pendant un cours de mathématiques.
Présentation pour les professeurs en salle des professeurs.
Présentation libre pour les élèves du lycée sur le temps de midi.

7) Aspects techniques :
Pour l’enseignant  : prise en main du robot une semaine, c’est-à-dire quelques heures seulement avant les élèves. Je me suis trouvée avec peu d’expériences pour utiliser le robot. Cependant la prise en main a été sans trop de difficulté.

Devant les élèves je n’avais pas, bien évidemment, l’expérience pour répondre systématiquement à leurs questions ou résoudre certaines difficultés d’utilisation du logiciel. Avec les élèves j’expérimentais en classe. J’ai passé beaucoup de temps sur ces quelques semaines pour me familiariser avec les fonctionnalités du robot.

  • Pour tester le robot il fallait utiliser le port Ethernet du PC donc pour simplifier le travail, je venais avec mon ordinateur personnel et les élèves venaient tester avec une clé usb sur mon ordinateur.
  • Le fait de travailler avec le câble limitait les déplacements.
  • Par ailleurs le robot manquait parfois de stabilité.
  • Pour effectuer un déplacement (carré avec pivotements par exemple) les déplacements n’étaient pas rectilignes.
  • De plus le robot chauffait au bout d’un moment.
  • Pour les élèves, prise en main sans difficulté particulière du logiciel et du robot.
  • Pour tous, difficulté à utiliser la reconnaissance vocale. Il n’est pas facile de tester en simulation tout ce qui est vocal.
  • Par ailleurs j’ai trouvé qu’il n’était pas facile d’utiliser la documentation, par exemple pour utiliser la reconnaissance vocale.

8) Aspect humain :

  • Avec toutes les classes et tous les adultes, beaucoup d’enthousiasme, de curiosité et d’intérêt pour ce robot NAO.
  • Beaucoup de remarques en lien avec le côté humanisé du robot, « trop mignon », « sympathique », demandes pour filmer, le prendre en photo.
  • Surprise par rapport au côté très humanoïde, par rapport au poids du robot.
  • Avec les deux classes TS et 2nde MPS, beaucoup d’investissement pour tester et écrire des programmes. Après un questionnaire auprès des TS les élèves étaient ravis d’avoir pu utiliser le robot et certains ont vraiment le désir d’aller plus loin et de poursuivre leurs études en travaillant sur des robots.
  • Les collègues étaient très intéressés par le robot et très contents que de nombreux élèves aient pu le découvrir.
  • A titre personnel en tant qu’enseignante, je suis très contente d’avoir vécu cette expérience NAO et j’espère pouvoir la renouveler afin de pouvoir aller vraiment plus loin dans l’utilisation du Robot NAO et de ses fonctionnalités.

Mme Raphaèle FAGOT FUCHS et M. Julien PILLEUX enseignants au Lycée des 7 Mares de Maurepas.

Matériel prêté dans le cadre de CréaTice