Synthèse de ma progression avec mes classes de 4e

1. Objectif de cet article

L’objectif de cet article est de partager une synthèse de ma progression cette année avec mes quatre classes de 4è au collège Jean Macé à Châtellerault. C’est l’occasion aussi pour moi de faire le point sur mon approche didactique et pédagogique dans le but d’essayer d’avancer plus efficacement. N’hésitez pas à laisser des commentaires.

Le temps m’a souvent manqué pour faire ce que je souhaitais, aussi bien au niveau de la préparation que du temps pour mener à bien les activités prévues. J’ai tout de même pu faire évoluer profondément mes pratiques depuis 2 ans et demi. Il me reste encore beaucoup à faire, mais je constate que cela se passe mieux chaque année avec mes élèves, que se soit en terme de motivation ou de compétences acquises. Ce serait intéressant de voir ce qu’ils donneraient une fois en 1ère S SI (ce que je pourrai peut-être faire l’année prochaine, car un de mes anciens élèves de 4è veut aller en 1ère S SI au LP2I).

Je partage ci-dessous la plupart des documents que j’ai créée et utilisée cette année avec mes élèves. Mes documents sont accessibles à partir du lien Google Drive ci-dessous. Il y a plus de 250 fichiers (au 27/02/16) généralement disponibles en .doc (créés avec Libre Office 5) et en .pdf. Si vous l’ajoutez à votre Google Drive (bouton à droite) vous aurez automatiquement les dernières versions et les ajouts en cours d’année. Attention, suite à une modification importante de Blockly Arduino, je dois mettre à jour les programmes que je propose (pour la partie 2 notamment).

Lien vers mon dossier Google Drive avec l’essentiel des documents que j’ai créés et utilisés cette année avec mes quatre classes de 4è

Si vous souhaitez télécharger l’ensemble des fichiers au (ce que je trouve moins pratique), voici le lien vers l’archive compressée du 27/02/16 (72 Mo)

Cet article reprend aussi les ressources documentaires externes les plus importantes pour ce premier semestre. Un lien vers la ressource est généralement disponible en cliquant sur les images intégrées dans cet article.

 

2. Idées directrices pour ma progression cette année

Comme les années passées, j’ai construit mes activités à partir du programme de la Technologie et du socle commun au collège. Mais cette année j’ai essayé d’anticiper un peu la réforme du collège en essayant de construire des choses cohérentes à la fois avec les nouveaux programmes et les programmes actuels.

J’ai basé le début de ma progression sur l’analyse de l’évolution des conditions de vie de l’homme, depuis son apparition, grâce aux progrès dans la maîtrise de la matière, de l’énergie et de l’information. Le thème du “confort”, au sens large, était donc présent et le thème de la “domotique” était élargi aux systèmes automatiques en général. Un de mes objectifs était de replacer cette évolution de nos conditions de vie en perspective avec la COP21 qui se préparait cet automne 2015.

La conférence de Paris sur le climat a eut lieu en décembre 2015 (Source : cop21.gouv.fr)

Les activités proposées étaient surtout basées sur une démarche d’investigation documentaire (textes, images, vidéos, …), avec des évaluations formatives et sommatives (voir le chapitre correspondant), portant sur différents objets techniques représentatifs de l’évolution des technologies utilisées pour améliorer nos conditions de vie.

L’idée était de permettre aux élèves de découvrir les connaissances de base permettant d’analyser l’architecture fonctionnelle et les solutions techniques d’un système pluritechnique, pour ensuite mener un projet de robotique. Je souhaitais que ce projet de robotique soit mené en parallèle avec les autres activités d’investigation, comme une sorte de fil rouge, mais en pratique cela m’a semblé très difficile à faire avec des séances d’1h30 et les trop nombreuses contraintes telles que les évaluations orales et écrites d’une centaine d’élèves (sans lesquelles aucune régulation de l’activité pédagogique n’est possible).

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Matériel pour enseigner la technologie

1. Besoins et contraintes

J’ai enseigné la Technologie au collège pendant 3 ans, en complément de service. Sino j’enseigne les Sciences de l’Ingénieur au LP2I (Lycée Pilote Innovant de Jaunay-Clan). J’ai passé beaucoup de temps à chercher et choisir des moyens matériels et logiciels pour permettre à mes élèves de travailler sur les différentes fonctions d’un système pluritechnique, que ce soit au niveau de la chaîne d’information ou de la chaîne d’énergie : capteurs, interfaces de dialogue (boutons, Leds, écrans, …), cartes électroniques pour le traitement programmé de l’information, interfaces de communication (liaisons séries, Bluetooth, …), alimentations (y compris solaires), interfaces de puissance, actionneurs (moteurs, éclairage, …), différents mécanismes (poulies, courroies, engrenages, …), et autres matériels divers (appareils de mesures), …

Exemple simplifié de la chaîne d’information et d’énergie d’un robot aspirateur (Source : Collège Jean Macé)

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Utilisation d’un afficheur OLED 128×64 en I2C avec Blockly Arduino

Je poursuis mon travail de création de nouveaux blocs pour Blockly Arduino pour utiliser un module audio mp3, un afficheur graphique OLED I2C, des modules Leds RGB avec liaison série, … Ces blocs sont disponibles en ligne ici :

http://www.technologiescollege.fr/blockly@rduino/?lang=fr&card=dfrobot_romeo

Je présente ici mes tests d’un afficheur graphique OLED 128×64 commandé par une liaison série de type I2C.

Je trouve cet afficheur très intéressant car il a un très bon rapport qualité prix chez Banggood (pub) : 5€46 l’afficheur (à partir de 3 achetés), frais de port compris, livré sous 10 jours ouvrés :
http://www.banggood.com/0_96-Inch-4Pin-IIC-I2C-Blue-OLED-Display-Module-For-Arduino-p-969147.html

Cet écran OLED ne fait que 0.96 pouces de diagonale (soit 25 mm) mais sa résolution de 128×64 et son contraste le rende très lisible, de près. Il est simple à mettre en oeuvre car 4 fils suffisent : 5v, Gnd et une liaison série I2C. Il s’intègre facilement comme interface de dialogue avec une carte Arduino. En ajoutant 4 boutons on peut gérer des menus : choix A ou choix B, et suivant ou précédent. (Source : banggood.com)

Ce petit afficheur permet de nombreuses applications que ne permettent pas les afficheurs LCD alphanumériques habituellement utilisés. (source : eevblog.com/forum par linux-works)

Avec cet afficheur on peut facilement afficher 4 lignes de textes avec une police 10. (Source : pinshape.com par fred2088)

Cet afficheur n’a rien à voir avec un simple afficheur LCD alphanumérique. On peut faire beaucoup plus de chose avec et le rendu est bien meilleur.  Il s’intègre facilement comme interface de dialogue avec une carte Arduino, pour afficher des valeurs de capteurs en temps réel par exemple. En ajoutant 4 boutons on peut même gérer des menus : choix A ou choix B avec deux boutons dessous, et suivant ou précédent avec deux boutons sur le côté droit.

Cet afficheur a beaucoup d’avantages : sa petite taille permet de l’intégrer plus facilement sur une petite carte ou un petit boîtier, il consomme peu (moins de 20 mA généralement, contre 50 à 90 mA pour un LCD classique car ici il n’y a pas de rétroéclairage : chaque pixel produit sa lumière avec un bon contraste, donc super pour l’autonomie), on peut afficher 2 à 3 fois plus de textes et des graphiques, il fonctionne très bien avec une liaison série de type I2C (pas d’Entrées/Sorties utilisées), l’interface est très rapide (400 kHz), …

Cet afficheur est à base de SSD1306 standard. J’ai donc utilisé la librairie u8glib pour Arduino disponible ici :

https://github.com/olikraus/u8glib

Voici un premier programme de test réalisé avec cet afficheur et quelques uns des nouveaux blocs que j’ai créé pour Blockly Arduino :

Programme de test de l'afficheur OLED avec Blockly Arduino (Source : Collège Jean Macé)

Programme de test de l’afficheur OLED avec Blockly Arduino (Source : Collège Jean Macé)

A suivre (en cours de rédaction) !

 

Utilisation d’un module audio, le DFPlayer Mini mp3 de DFRobot, avec Blockly Arduino

En cours de rédaction

Je poursuis mon travail de création de nouveaux blocs pour Blockly Arduino pour utiliser un module audio mp3, un afficheur graphique OLED I2C, des modules Leds RGB avec liaison série, … Ces blocs sont disponibles en ligne ici :

http://www.technologiescollege.fr/blockly@rduino/?lang=fr&card=dfrobot_romeo

Je commence par présenter ici mes tests d’un module audio, le DFPlayer Mini mp3 de DFRobot.
Wiki dédié à ce module audio par DFRobot :
http://www.dfrobot.com/wiki/index.php/DFPlayer_Mini_SKU:DFR0299

Module audio DFPlayer disponible chez Gotronic :
http://www.gotronic.fr/art-module-mp3-dfr0299-22404.htm

Ou chez Banggood à un prix très intéressant :
http://www.banggood.com/DFPlayer-Mini-MP3-Player-Module-For-Arduino-p-969191.html
encore plus intéressant par 5 chez Banggood :
http://www.banggood.com/5Pcs-DFPlayer-Mini-MP3-Player-Module-For-Arduino-p-981365.html
3,24 € le module le module audio (à partir de 5 modules), sans frais de port chez Banggood (pub), livré sous 10 jours ouvrés !

Module audio DFPlayer Mini MP3 de DFRobot. Très intéressant pour générer du son à partir d’une carte microSD embarquée et d’une carte Arduino, surtout avec les nouveaux blocs de Blockly Arduino (Source : banggood.com)

Module audio DFPlayer Mini MP3 de DFRobot : un lecteur mp3 basé sur un DSP et un ampli audio mono 3W. (Source : banggood.com)

Ce module audio est vraiment petit et ne nécessite aucun composant externe. On intègre facilement une fonction audio à un robot. (Source : dfrobot.com)

C’est un tout petit module facile à mettre en œuvre. Il nécessite juste 3 ou 4 fils : le 5V, la masse (Gnd), une sortie digitale pour gérer une liaison série (transmission de commandes telles que le numéro du fichier mp3 à lire dans la carte microSD embarquée sur le module), et éventuellement une entrée digitale pour savoir quand le module à fini de lire le fichier mp3.

Avec les nouveaux blocs proposés dans Blockly Arduino le câblage par défaut est le suivant. Connecter la broche Rx du module audio à la broche 11 de la carte Arduino (liaison série logicielle pour envoyer des commandes comme la lecture d’un fichier audio stocké sur la carte micro SD en donnant le numéro du fichier). Connecter la broche Busy du module audio à la broche 12 de la carte Arduino pour éventuellement attendre la fin de la lecture en cours. (Source : dfrobot.com)

Avec les nouveaux blocs proposés dans Blockly Arduino le câblage par défaut est le suivant. Connecter la broche Rx du module audio à la broche 11 de la carte Arduino (liaison série logicielle pour envoyer des commandes comme la lecture d’un fichier audio stocké sur la carte micro SD en donnant le numéro du fichier). Connecter la broche Busy du module audio à la broche 12 de la carte Arduino pour éventuellement attendre la fin de la lecture en cours.

Les fichiers mp3 doivent être enregistrés sur la carte micro SD dans un dossier à la racine nommé “mp3”.
Le nom de chaque fichier mp3 doit commencer par un nombre :
0001 Exemple1.mp3
0002 Exemple2.mp3
Pas d’accent dans le nom des fichiers.

Je teste actuellement les nouveaux blocs que j’ai créés pour Blockly Arduino, notamment ceux pour piloter ce module audio DFPlayer Mini MP3 de DFRobot à partir de la bibliothèque fournie par DFRobot :

Lien pour le téléchargement de la librairie à installer impérativement dans le logiciel Arduino :

Librairie DFPlayer library V2.0.

Exemple de programme de test du module audio MP3 avec les 3 nouveaux blocs de Blockly Arduino :

Exemple de programme de test du module audio MP3 avec les 3 nouveaux blocs de Blockly Arduino (Source : Collège Jean Macé)

Exemple de programme de test du module audio MP3 avec les 3 nouveaux blocs de Blockly Arduino (Source : Collège Jean Macé)

A suivre (en cours de rédaction) !

Utilisation de modules Led RGB WS2812B avec Blockly Arduino

Je poursuis mon travail de création de nouveaux blocs pour Blockly Arduino pour utiliser un module audio mp3, un afficheur graphique OLED I2C, des modules Leds RGB avec liaison série, … Ces blocs sont disponibles en ligne ici :

http://www.technologiescollege.fr/blockly@rduino/?lang=fr&card=dfrobot_romeo

Je présente ici mes tests du module Led RGB WS2812B disponible à un prix très intéressant :
0,26 € la Led RGB (à partir de 3 lots de 10), sans frais de port chez Banggood (pub), livré sous 10 jours ouvrés !

http://www.banggood.com/10Pcs-DC-5V-3MM-x-10MM-WS2812B-SMD-LED-Board-Built-in-IC-WS2812-p-958213.html

Module Led RGB WS2812B. Puissance max = 0,3W environ (3×18 mA max sous 5V). Taille réelle = 10 mm. (Source : ebay.fr/itm)

Côté soudure du module Led RGB WS2812B. Le connecter sur la gauche à une carte Arduino avec 3 fils : 5V, Gnd et une sortie digitale pour envoyer les données en série (couleur sous forme de 3×8 bits). A gauche on peut facilement relier le module à d’autres modules pour transmettre l’alimentation et la liaison série. La couleur de chaque module peut être pilotée de manière indépendante en envoyant le numéro du module par la liaison série. (Source : ebay.fr/itm)

C’est un petit module très facile à mettre en œuvre. Il nécessite juste 3 fils, comme d’habitude : le 5V, la masse (Gnd), et une sortie digitale pour gérer une liaison série (transmission de la couleur sous forme de 3×8 bits pour les coordonnées RGB). Le courant d’alimentation des Leds est régulé à 3×18 mA maxi par chaque module RGB. On peut très facilement chaîner des modules en conservant la possibilité d’alimenter et de piloter chaque module de manière indépendante à partir des 3 fils connectés au premier module. Avec juste 5 modules chaînés, l’effet wouah est garanti auprès des élèves. Il est à noté que Banggood livre généralement ces modules sous forme de 10 modules à dégrapper. On obtient très facilement deux bandes de 5 avec les sorties en face des entrée (ce qui n’est pas le cas sur la photo sur leur site).

Les modules sont livrés sous forme de grappes facilement dégrappables. Généralement les sorties sont orientées face aux entrées, ce qui n’ets pas le cas sur cette image. (Source : banggood.com)

Je teste actuellement les nouveaux blocs que j’ai créés pour Blockly Arduino, notamment deux nouveaux blocs pour piloter ces modules Led RGB à partir de la bibliothèque fournie par Adafruit qu’il faut installer au préalable dans le logiciel Arduino :

https://www.adafruit.com/products/1655

Extrait d'un programme de test de deux nouveaux blocs pour piloter ces modules Led RGB WS2812B (Source : Collège Jean macé)

Extrait d’un programme de test de deux nouveaux blocs pour piloter ces modules Led RGB WS2812B (Source : Collège Jean macé)

A suivre (en cours de rédaction) !