Professeur expérimentateur
- Jean-Christophe Dagnet – Lycée Louis Bascan Rambouillet (78)
Niveau - Thèmes
- Lycée
- Première NSI
- Terminale NSI
- Cartes à microcontrôleur
Résumé
Les différentes activités proposées traitent de l’utilisation de cartes à microcontrôleurs pour la réalisation de diverses activités de la première à la terminale (des activités peuvent aussi être envisagées en seconde SNT).
Les cartes à cartes à microcontrôleurs constituent un support intéressant pour la réalisation de projets en classe de première ou de terminale. Elles permettent une approche de la programmation plus ludique. Les résultats des implémentations peuvent être visualisés sur une carte déportée ou via des actionneurs physiques.
Le premier fichier (00_cartes_uc_prof.pdf) permet à chaque enseignant de NSI de :
- choisir le logiciel qui semble le plus adapté à sa pédagogie,
- commander facilement le matériel adéquat,
- palier tout problème de connexion avec les cartes.
Les activités proposées dans cet article permettent :
- l’apprentissage de la programmation,
- l’approfondissement de la programmation,
- l’identification du rôle des capteurs et des actionneurs dans les systèmes embarqués et en robotique,
- la création d’interfaces homme-machine.
Pré-requis
Pour toutes les activités :
- programmation de base en Python :
- variables,
- structures conditionnelles.
Pré-requis supplémentaires pour la deuxième séance de travaux pratiques :
- structures itératives (boucles),
- fonctions.
Outils utilisés / Matériel
Matériel (voir la liste complète dans le fichier de commande) :
- matériel minimum :
- une carte micro:bit,
- un cordon USB A - micro USB
- matériel supplémentaire pour la seconde séance de travaux pratiques :
- shield Grove
- servomoteur Grove
- interrupteur Grove
- potentiomètre à glissière Grove
Nous pouvons utiliser n’importe quel logiciel de programmation possédant l’interpréteur MicroPython (BBC micro:bit). Voici une liste non exhaustive des outils au libre choix de l’enseignant (voir remarques dans le fichier 00_cartes_uc_prof.pdf) :
Gestion du groupe - Durée estimée
TP 01 prise en main des cartes :
- Travail en binôme, en salle informatique sur une séance de deux heures
TP 02 gestion automatisée voiture :
- Travail en binôme, en salle informatique sur une séance de deux à trois heures
Déroulement de la séquence
1re séance :
- TP 01 prise en main des cartes à microcontrôleur.
Prise en main des cartes micro:bit
2e séance :
- TP 02 gestion automatisée voiture
TP gestion auto voiture
Retour d’expérience
| Les plus-values pédagogiques (enseignants / élèves) |
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- Mise en autonomie des élèves, leur permettant de progresser à leur propre rythme, ce qui facilite aussi la gestion du groupe.
- Apprentissage ludique.
- Apprentissage différent de la programmation classique, visualisation directe (autre que la console) des différentes implémentations. La nouveauté du support d’apprentissage favorise l’engouement des apprenants qui s’investissent dans les activités proposées. La diversité des capteurs et des actionneurs (intégrés ou déportés) encourage la motivation et l’engagement des apprenants.
- Collaboration et travail d’équipe : les activités pédagogiques en binômes favorisent la collaboration et le travail d’équipe. Les élèves sont encouragés à partager leurs idées, à résoudre ensemble des problèmes rencontrés, à échanger des connaissances et à apprendre les uns des autres. Cela développe leurs compétences de communication et de collaboration, ainsi que leur pensée critique.
- Apprentissage expérientiel : les activités pédagogiques offrent des opportunités concrètes aux apprenants d’expérimenter, de manipuler, de mettre en pratique leurs connaissances théoriques et de développer des compétences pratiques. Cela favorise une meilleure compréhension des concepts et permet aux apprenants de se familiariser avec les situations réelles.
| Les points de vigilance |
|---|
- Investissement financier : L’activité requiert des ressources matérielles. Bien que l’investissement soit conséquent, il peut être amorti sur plusieurs niveaux (de la seconde à la terminale) et dans diverses disciplines.
- Disponibilité du matériel : Il est préférable de disposer de suffisamment de matériel pour permettre un travail en binôme.
- Compréhension des élèves : Certains élèves peuvent éprouver des difficultés à saisir que, une fois la carte flashée, le système devient autonome et peut être utilisé avec n’importe quelle source d’alimentation.
| Les leviers |
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- Il est possible de créer des « TP tournants » en cas de matériel en nombre insuffisant. On peut considérer une activité avec simulation sur ordinateur (Vittascience, MakeCode, etc.) et une activité utilisant des cartes physiques.
| Les productions |
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Toutes les productions proposées dans cet article sont disponible en téléchargement au format .docx et .pdf avec les éléments de correction pour les deux TP ainsi que les programmes du TP02 (.py).
