Arrière-plan
Les concepteurs, les ingénieurs et les informaticiens créent des solutions qui résolvent les problèmes du quotidien. Dans cette unité de chars de parade, les élèves utiliseront le processus de conception technique pour résoudre un problème authentique. Les étudiants découvriront comment concevoir, construire et coder un char de défilé robotisé autonome pour naviguer dans un labyrinthe qui imite les obstacles du monde réel d'un parcours de défilé.
Qu'est-ce qu'un char de parade ?
Un défilé est un grand ou petit groupe de personnes qui marchent ensemble et sont souvent habillées de costumes, suivies de fanfares et de chars. Un char de parade est une plate-forme décorée, soit construite sur un véhicule, soit remorquée derrière un véhicule. Les défilés sont souvent organisés un jour férié ou pour honorer quelqu'un, et constituent généralement une sorte de célébration.
Itération
L'itération est définie comme l'acte ou le processus de répétition. Pour nos besoins, l'itération est la boucle de conception systématique et cyclique dans laquelle les produits sont planifiés, construits, testés et améliorés jusqu'à ce qu'ils résolvent efficacement un problème d'ingénierie. L'itération est la partie de l'EDP où les produits sont prototypés, testés, affinés et prototypés à nouveau jusqu'à ce qu'ils répondent aux critères établis par l'équipe de conception. Itérer, c'est améliorer la conception de votre produit.
Dans cette unité, les élèves donneront vie à la première conception de leur flotteur, participeront à une discussion sur la conception et sur la façon de l'améliorer. Ils apporteront des modifications, testeront et peaufineront à nouveau, en répétant ce cycle, ou en itérant, jusqu'à ce qu'ils soient satisfaits de la conception et qu'elle réponde aux exigences du projet.
Le processus de conception technique
Les étudiants utiliseront le processus de conception technique (EDP) pour concevoir et construire un char de défilé. 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.
L'EDP peut être décomposé selon les étapes suivantes : DÉFINIR → DÉVELOPPER DES SOLUTIONS → OPTIMISER.
- Définir des problèmes d'ingénierie consiste à énoncer le problème à résoudre aussi clairement que possible en termes de critères de réussite et de contraintes ou limites.
- Concevoir des solutions aux problèmes d'ingénierie commence par générer un certain nombre de solutions possibles différentes, puis par évaluer les solutions potentielles pour voir lesquelles répondent le mieux aux critères et aux contraintes du problème.
- 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 remplaçant les fonctionnalités moins importantes par celles qui sont plus importantes.
The EDP is cyclic or iterative in nature. 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 de conception soit satisfaite des résultats.
Dans cette unité, les élèves utiliseront l’EDP pour imaginer, planifier et construire un char de parade robotisé. Après une construction initiale, les groupes testeront et amélioreront leur conception de flotteur pour répondre aux critères et contraintes de conception.
Qu'est-ce qu'un pseudo-code ?
Le pseudocode est une notation abrégée pour le codage qui combine des descriptions verbales et écrites du code.
Souvent, les étudiants peuvent « deviner et vérifier » pour trouver une solution. Cela ne les amène cependant pas à développer une compréhension conceptuelle des concepts de codage. L'écriture de pseudo-code aide les étudiants à aller au-delà d'une compréhension superficielle du codage, vers une compréhension plus conceptuelle. Le pseudo-code exige que les étudiants réfléchissent conceptuellement à leur solution de codage avant de commencer à coder. Les enseignants devraient discuter du pseudo-code avec les élèves en leur demandant :
- Que veulent-ils accomplir avec leur projet ?
- Comment allez-vous décomposer l’intention ou l’objectif du projet en déclarations courtes et spécifiques ?
Dans cet exemple, si l'on demandait aux élèves de créer un pseudo-code pour que le robot avance, détecte un mur, tourne à droite, puis avance à nouveau, ce serait le suivant :
- Faites avancer le robot jusqu'à ce qu'il soit à 50 mm d'un mur
- Arrêtez le robot
- Tournez le robot à 90 degrés
- Arrêtez le robot
- Avancez de 600 mm
Une fois le pseudo-code créé, les élèves créeront ensuite le code pour indiquer au robot comment terminer avec succès chaque étape de leur pseudo-code.
Décomposition
La décomposition consiste à décomposer un problème complexe en comportements plus faciles à gérer et à comprendre. Décomposer le problème en parties plus petites signifie que chaque partie peut être examinée plus en détail et résolue plus facilement. Par exemple, si un élève souhaite que son robot se déplace dans un carré, il devra le décomposer en commandes plus petites. Il est important que les élèves s'entraînent à affiner le processus de décomposition, car ils risquent de ne pas pouvoir décomposer les commandes en composants plus petits au début :
| Déplacement dans une répartition carrée 1 | Déplacez-vous dans une répartition carrée 2 | Déplacez-vous dans une répartition carrée 3 |
|---|---|---|
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Séquençage
Le séquençage est l'ordre spécifique dans lequel les comportements sont exécutés dans un algorithme ou un ensemble d'instructions. Une action ou un événement conduit à l’action ordonnée suivante dans une séquence. Le séquençage est important pour que les élèves puissent coder correctement leurs robots.
Afin de dire à un robot exactement et précisément comment se déplacer, la décomposition et le séquençage sont nécessaires. Tout d’abord, le problème, comme par exemple comment naviguer dans un labyrinthe, sera décomposé en incréments et comportements plus petits. Ensuite, une fois ces comportements identifiés, ils doivent être organisés dans la séquence correcte. Ceci est important, car le robot se déplacera exactement comme il est codé.
Les élèves coderont leur char de défilé pour se déplacer dans un labyrinthe de défilé. Ils devront séquencer les commandes de leur projet afin que leur char se déplace vers l'avant, vers l'arrière, vers la gauche et vers la droite dans le bon ordre pour naviguer dans le labyrinthe du défilé.
Qu'est-ce que VEXcode GO ?
VEXcode GO est un environnement de codage utilisé pour communiquer avec les robots VEX GO. Les étudiants utilisent l'interface glisser-déposer pour créer des projets VEXcode GO qui contrôlent les actions de leurs robots. Le but de chaque bloc peut être identifié à l’aide d’indices visuels tels que son forme, couleur et étiquette.
Les blocs VEXcode GO suivants seront utilisés dans cette unité :
[Conduire pour] - déplace la transmission vers l'avant ou vers l'arrière sur une distance donnée. Choisissez la direction dans laquelle la transmission se déplacera et définissez la distance à laquelle elle se déplacera en saisissant une valeur dans l'ovale.
[Tourner pour] - fait tourner la transmission vers la gauche ou la droite pendant un nombre de degrés donné. Choisissez la direction dans laquelle la transmission tournera et définissez la distance à laquelle elle se déplacera en saisissant un certain nombre de degrés dans l'ovale.
[Attendre] - Attend un certain temps avant de passer au bloc suivant.
[Commentaire] - permet aux programmeurs d'écrire des informations pour aider à décrire leur projet. Les commentaires ne modifient pas le projet ni les blocs qui l'entourent.
[Tourner pour] - fera tourner un moteur dans une direction donnée sur une distance donnée à partir de l'endroit où il se trouve actuellement.
- Par défaut, les autres blocs attendront que le moteur ait fini de bouger. Vous pouvez sélectionner la flèche pour développer « et ne pas attendre » : cela entraînera la poursuite de l'exécution d'autres blocs pendant que le moteur ou le groupe de moteurs se déplace.
Pour commencer à utiliser VEXcode GO dans votre classe, téléchargez l'application VEX Classroom sur l'appareil d'un enseignant, puis suivez les étapes du Utiliser l'application VEX Classroom article pour savoir comment mettre à jour GO Firmware Brain, renommez et localisez GO Brains et surveillez les batteries de GO Brains dans votre classe. Pour plus d'informations sur VEXcode GO, visitez le Section GO du code VEX de la bibliothèque VEX Robotics VEX.