Arrière-plan

Dans le cadre de l'unité de laboratoire STEM de l'expédition Mars Math, les élèves découvriront les différents éléments du domaine et participeront au concours de l'expédition Mars Math. Au fur et à mesure qu'ils apprennent les différents éléments de notation du concours, les étudiants peuvent explorer différents éléments des missions menées sur Mars.

Livre de contes PDF sur l'expédition mathématique sur Mars

Introduce the Mars Math Expedition Competition to your students using the Mars Math Expedition PDF Storybook! The book gives a diary account of Col. Jo as part of the Mars Math Expedition crew, and contextualizes competition tasks for students through Col. Jo's experiences in a fun and engaging story. Suivez le colonel Jo à travers diverses tâches tout au long de l'expédition Mars Math. Lisez l’histoire aux élèves, imprimez une copie pour la bibliothèque de votre classe et revenez à l’histoire tout au long de votre cycle de compétition. Vous souhaiterez peut-être demander aux élèves de créer leurs propres journaux d'expédition pour suivre leurs progrès dans les tâches de compétition aux côtés du colonel Jo !

La mission Mars 2020 de la NASA

La mission Mars 2020 de la NASA répond à des objectifs scientifiques hautement prioritaires pour l'exploration de Mars : la vie, le climat, la géologie et les humains. Le rover Perseverance effectuera des opérations de surface pour recueillir des données afin d'éclairer la recherche sur la planète rouge. Le robot de l'expédition Mars Math est conçu pour aider le rover dans certaines de ses tâches, comme la collecte d'échantillons, le déplacement de matériaux comme des piles à combustible et le nettoyage des débris d'un site d'atterrissage.

Relier les tâches de l'expédition Mars Math à la mission Mars 2020

Alors que les élèves travaillent sur diverses tâches, ils peuvent être intéressés d’entendre comment les actions de leur robot héros sont liées aux missions qui se déroulent sur Mars. Vous trouverez ci-dessous un tableau comparant les éléments de notation du concours à des parties de la mission Mars 2020.

Concours VEX GO

Les compétitions en classe apportent l’excitation des compétitions de robotique à votre environnement d’apprentissage, permettant aux enseignants de tirer parti de la créativité et de la motivation du cadre de compétition dans leurs classes. L’organisation de votre concours en classe contribuera à assurer son succès et à garantir que vous et vos élèves soyez sur la même longueur d’onde pendant le cours.

Préparation aux compétitions VEX GO

Au fur et à mesure que vous avancez dans l'unité, vous verrez que le terrain de compétition VEX GO peut être construit par étapes. Cela aide les étudiants à se concentrer sur des tâches individuelles sur le terrain afin qu'ils puissent mettre en pratique leurs compétences. Après avoir construit et pratiqué les quatre étapes, les étudiants auront acquis de l'expérience avec chaque méthode de notation sur le terrain de compétition final. Avant de commencer, vous devez décider si vous souhaitez construire les étapes par vous-même ou si vous souhaitez que les élèves vous aident à construire le terrain. La construction du terrain donnera aux élèves une introduction au travail avec les instructions de construction, une expérience de construction en équipe et une expérience de travail avec les pièces VEX GO.

Si vous choisissez de laisser les élèves construire le terrain, prévoyez plus de temps (estimé à une heure supplémentaire par étape). Les stratégies de facilitation de chaque laboratoire (sur la page Engage) répertorient les options recommandées sur la manière de diviser les instructions de construction par équipes. Un exemple de cette répartition est présenté ci-dessous.

Organiser une compétition VEX GO

Créer un ordre de match

Les matchs peuvent se dérouler plus facilement si vous et vos élèves savez quand ils doivent être prêts à concourir. La plupart des matchs durent 1 minute, mais vous devrez prévoir du temps pour l'installation et le nettoyage, afin que les élèves puissent se déplacer facilement dans l'espace de la classe. Ainsi, l’établissement d’un programme prévoyant environ 5 minutes par match devrait tenir compte des déplacements, de l’installation et du nettoyage des élèves.

Affichez le programme avec les équipes ou imprimez-le et distribuez-le aux élèves afin qu’ils puissent clairement voir quand ils doivent être prêts. Un exemple d'ordre de correspondance est disponible dans le résumé des laboratoires. Un exemple d’ordre de correspondance est présenté ci-dessous.

Vous souhaiterez organiser plusieurs tours de compétition afin que les élèves puissent réitérer leur stratégie et construire entre les matchs. L'établissement d'un calendrier vous aidera donc à planifier votre temps de cours pour permettre une leçon de compétition réussie. Avoir un horaire prédéterminé vous permettra également d'annoncer les matchs tout au long du cours, afin que vous puissiez vous concentrer sur le score et le timing sur le terrain de compétition.

Présenter un classement

Affichez ou projetez le calendrier des matchs sur le tableau blanc de votre classe et laissez aux élèves l’espace nécessaire pour écrire le total des points et identifier le vainqueur de chaque match. Cet enregistrement visible des matchs peut motiver les étudiants à continuer à répéter, ainsi que leur donner une idée des autres équipes à repérer lorsqu'ils développent des stratégies de jeu.

You can also use the Classement VEX GO in your classroom. Pour plus d'informations sur le classement VEX GO et comment l'utiliser, consultez cet article. (à venir)

Aménager un espace pour la compétition

Il y a trois zones principales que vous devez désigner dans votre espace pour votre compétition en classe :

• Un terrain de compétition - Avoir un terrain de compétition central où tous les matchs auront lieu. Celui-ci devrait être facilement accessible à tous les étudiants et disposer de suffisamment d'espace pour que les étudiants qui ne participent pas au match puissent observer, afin qu'ils puissent repérer les autres équipes. Ce sera la principale responsabilité de l'enseignant pendant le déroulement de vos matchs, car vous serez responsable de la notation et du chronométrage, il est donc optimal de mettre en place un espace central où vous pourrez toujours superviser vos élèves.
• Une zone d'entraînement - Ayez un terrain supplémentaire ou un espace délimité que les étudiants peuvent utiliser pour s'entraîner pour leurs matchs de compétition. Si l’espace le permet, vous souhaiterez peut-être avoir plus d’une zone d’entraînement, afin que plusieurs équipes puissent s’entraîner simultanément.
• Espaces de réunion et de préparation d'équipe - Ayez plusieurs tables ou espaces de réunion à la disposition des alliances pour qu'elles puissent les utiliser comme « base d'accueil » ou « fosse » tout au long de la compétition. Cela leur donnera de l'espace pour documenter leur carnet d'ingénierie, se réunir pour développer une stratégie de jeu ou construire et itérer sur leurs robots.

Un exemple d'agencement d'un espace de classe pourrait inclure un terrain de compétition situé au centre, avec des bureaux poussés le long d'un côté de la salle de classe comme espaces de réunion d'équipe, et un espace d'entraînement désigné de l'autre côté de la salle. Vous devrez déterminer ce qui fonctionne le mieux pour votre environnement, en fonction de vos contraintes d’espace et des besoins de vos élèves. L'exemple de disposition ci-dessous comporte une zone pour la compétition, l'entraînement, des espaces de réunion d'équipe et un endroit pour publier le classement.

Vous pouvez souhaiter que vos élèves s'assoient tous autour du terrain pendant les matchs et observent les matchs, ou vous pouvez suivre un flux comme celui-ci : 

• L'enseignant serait basé entre le terrain de compétition et le classement.
• À la fin d'un match, l'enseignant annonce le vainqueur et écrit les scores sur le classement, tandis que les deux groupes qui ont concouru nettoient et réinitialisent le terrain de compétition pour le match suivant.
• L'enseignant annonce les prochains groupes en compétition, en leur donnant un « avertissement de 2 minutes » avant le début de leur match.
• Une fois le terrain dégagé, les élèves qui ont terminé la compétition ramènent leur robot à l'espace de réunion pour élaborer une stratégie pour le tour suivant, et les élèves qui viennent jouer peuvent se rassembler sur le terrain de compétition depuis l'espace d'entraînement et/ou l'espace de réunion.

Animer une compétition VEX GO 

Il existe un certain nombre de stratégies de facilitation que vous pouvez utiliser pour garantir le succès de vos compétitions et que vous et vos étudiants tirez le meilleur parti de cette expérience d’apprentissage.

Créer des équipes équilibrées

Certaines compétitions se dérouleront en équipes, où les étudiants travailleront ensemble pour la compétition. L'enseignant doit assigner les équipes avant le cours de compétition. Lorsque vous attribuez des partenariats d’équipe, tenez compte des forces et des faiblesses de vos élèves, afin de vous assurer que les équipes sont équilibrées dans toute la classe. Le jumelage de groupes plus expérimentés avec des groupes moins expérimentés donne aux étudiants l’occasion d’apprendre les uns des autres et avec les autres de manière authentique.

Lorsque les élèves entrent en classe, ils doivent commencer par leur groupe d'équipe et participer à toute la compétition, de la stratégie de jeu et de la préparation du robot à l'entraînement jusqu'au match lui-même, dans leur équipe. Pour faciliter cette tâche, assurez-vous que les élèves ont facilement accès aux tâches de leur équipe en affichant la liste à un endroit visible de la classe ou en l’imprimant et en la distribuant aux élèves.

Trucs et astuces pour faciliter une compétition

Il existe de nombreuses façons d’organiser et de mettre en place vos concours en classe, et vous trouverez au fil du temps ce qui fonctionne le mieux pour vous et vos élèves. Voici quelques considérations qui peuvent vous aider, vous et vos élèves, à réussir votre concours en classe.

• Pour aider les élèves à rester concentrés et impliqués pendant la leçon de compétition, vous pouvez leur demander d'attribuer des rôles au sein de leurs équipes en fonction des rôles et des du diaporama d'images du laboratoire.
• Prévoyez suffisamment de temps pour la pratique et le développement de la stratégie de jeu. Surtout pour les étudiants qui sont nouveaux dans le monde de la compétition, travailler en équipe et réfléchir en profondeur à la stratégie de jeu demandera du temps et de la pratique. Pour vous assurer que vos élèves tirent le meilleur parti de l'expérience de compétition en classe, prévoyez du temps supplémentaire pour la partie ludique 1 de chaque laboratoire où les élèves mettront en pratique leurs compétences. Vous souhaiterez peut-être introduire l’idée de stratégie de jeu dans le cadre d’une discussion en classe entière, afin que les élèves puissent avoir le même point d’entrée sur lequel travailler avant de se répartir en équipes.
• Fournir aux élèves des stratégies pour prendre des décisions en équipe. Ces derniers peuvent être affichés sur un tableau d’affichage ou partagés avec des groupes lorsqu’ils rencontrent des désaccords sur la stratégie. Convenir d'un « critère de départage » avant de commencer le travail de groupe peut aider les étudiants à continuer d'avancer pendant une compétition.

La partie 2 de chaque laboratoire comprend également des questions d'animation sur les questions à poser aux élèves avant, pendant et après un match de compétition. Utilisez-les pour aider les étudiants à rester engagés tout au long de la compétition.

Le processus de conception technique

Les élèves utiliseront le processus de conception technique ( ) pour créer leur stratégie de jeu ainsi que pour apporter des modifications au robot. L'EDP est une série d'étapes que les ingénieurs suivent pour trouver des solutions aux problèmes. Souvent, la solution consiste à concevoir un produit qui répond à certains critères ou accomplit une certaine tâche.

Les normes scientifiques de nouvelle génération décomposent l'EDP selon les étapes suivantes : DÉFINIR → DÉVELOPPER DES SOLUTIONS → OPTIMISER. Il s’agit d’un processus cyclique. Les étudiants peuvent continuer à travailler sur ce cycle encore et encore pour essayer d'obtenir leur score élevé.

• Définir les problèmes consiste à énoncer le problème à résoudre le plus clairement possible en termes de critères de réussite, de contraintes ou de limites. Pour un concours, cela impliquait de définir les éléments suivants :
  • Score 
  • Règles du jeu
  • Conception de robots
  • Stratégie de jeu
• La conception de solutions commence par la génération d’un certain nombre de solutions possibles différentes, puis par l’évaluation des solutions potentielles pour voir lesquelles répondent le mieux aux critères et aux contraintes du problème. Cette option de conception peut comporter des étapes permettant de recueillir des données pouvant être utilisées dans le cadre du processus de prise de décision.
  • Test
  • Rivaliser
  • Évaluer
  • Observer
• L'optimisation de la solution de conception implique un processus dans lequel les solutions sont systématiquement testées et affinées et la conception finale est améliorée en échangeant des fonctionnalités moins importantes contre celles qui sont plus importantes.
  • Vérifiez les règles
  • Stratégie de jeu
  • Conception de robots

L'EDP est de nature cyclique ou itérative. Il s’agit d’un processus de fabrication, de test, d’analyse et de perfectionnement d’un produit ou d’un processus. Sur la base des résultats des tests, de nouvelles itérations sont créées et continuent d’être modifiées jusqu’à ce que l’équipe soit satisfaite des résultats. Le PDE dépend fortement d’une bonne communication entre les membres de l’équipe. Consultez la section suivante pour obtenir des informations sur la manière d’encourager les élèves à prendre des décisions collaboratives au cours de cette unité.

Prise de décision collaborative

À mesure que les étudiants travaillent sur le processus de conception technique, ils devront communiquer avec les membres de leur équipe. Une bonne communication et une prise de décision collaborative sont un excellent moyen de garantir que les élèves ont des conversations productives sur la stratégie et de développer leurs compétences en tant que bons communicateurs. Lorsque les élèves prennent des décisions, encouragez-les à commencer par partager des données ensemble, à utiliser les données pour suggérer des idées de stratégie, à s'écouter les uns les autres et à se mettre d'accord sur la stratégie qu'ils veulent essayer lors de leur prochain cycle dans le cadre du PDE. 

À quoi ressemble une bonne prise de décision collaborative ? 

• Écoute active : Chaque membre de l’équipe doit avoir la possibilité de s’exprimer. Les membres de l’équipe doivent poser des questions sur les autres idées et prendre leur tour.
  • Si les élèves ne sont pas sûrs de comprendre les idées de leur coéquipier, demandez-leur de répéter ce qu'ils pensent être l'idée. Le coéquipier peut ensuite clarifier les pièces nécessaires.
• Décisions basées sur les données : Les étudiants doivent utiliser les informations recueillies au cours de leurs tests et de leurs exercices pour prendre une décision. Combien de temps cette stratégie a-t-elle pris ? Combien de points a-t-il marqué ? Avez-vous marqué plus de points dans l’autre sens ? Encouragez les élèves à enregistrer ces informations sur des feuilles de collecte de données ou des feuilles de travail de planification afin qu'ils disposent de chiffres auxquels se référer pendant les conversations d'équipe.
• Être en désaccord de manière productive et respectueuse : Il y aura des moments où les membres de l’équipe ne pourront pas parvenir à un consensus clair. Il est important que, même en cas de désaccord, ils le fassent de manière respectueuse l’un de l’autre. Voici quelques exemples de la manière d’exprimer son désaccord de manière productive : 
  • Utilisez un ton de voix calme et aimable
  • Posez des questions calmement
• Continuer à partager des idées de stratégie : Les équipes parviendront probablement à une stratégie commune qui est une combinaison des parties les plus fortes de toutes les idées. Encouragez les élèves à continuer à prendre leur tour et à s’écouter les uns les autres jusqu’à ce qu’ils puissent trouver un compromis.

Tous les étudiants et toutes les équipes ne parviendront pas à un accord clair. Si vous devez régler des conflits, définissez à l’avance une méthode clairement adaptée aux étudiants. Par exemple, demandez aux élèves d’essayer les deux stratégies en commençant par la personne qui a le rôle de « constructeur » dans la liste de contrôle des rôles et des routines. Les deux étudiants comprendront alors qu’ils pourront chacun tester leur stratégie et voir comment ils se comportent aux tests. Ils peuvent ensuite utiliser les données de ces tests pour prendre une décision.

Onglet Drive dans VEXcode GO

L'onglet Drive dans VEXcode GO est utilisé pour piloter le robot Competition Advance Hero à l'aide des commandes du joystick. See this page for more information on accessing VEXcode GO on your device. 

À l'intérieur de l'onglet Drive, il existe plusieurs options pour contrôler le robot héros. On les appelle également configurations de lecteur ou modes de lecteur. Sélectionnez un mode de conduite en choisissant l'un des boutons affichés ici. 

Contrôle du bras du robot Hero Competition Advanced 2.0

Afin de contrôler le mouvement du bras du robot Competition Advanced, le port doit être défini sur « MOTEUR » dans l'onglet Drive. Étant donné que le moteur du bras est branché sur le port 2, basculez le port 2 pour contrôler le bras du robot Hero.

Pour contrôler le moteur du bras, sélectionnez les flèches rouges et vertes. Notez que cela contrôle la direction dans laquelle le moteur tourne, pas nécessairement la direction dans laquelle le bras se déplace. Les élèves devront appuyer sur la flèche rouge pour déplacer le bras du robot vers le haut et sur la flèche verte pour déplacer le bras vers le bas.