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Lycée Jacques Prevert, 30 route de Saint Paul, 27502 Pont-Audemer 1 Présentation dun projet de créativité technologique Thème Challenges, à partir des.

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1 Lycée Jacques Prevert, 30 route de Saint Paul, Pont-Audemer 1 Présentation dun projet de créativité technologique Thème Challenges, à partir des modules Lego MINSTORMS 1 et 2, afin doptimiser les performances dun système de base imposé. Projets retenus au lycée pour lensemble des 7 groupes délèves denseignements dexploration en Sciences de lIngénieur (4 groupes) et Création et Innovation Technologique (3 groupes). Pourquoi ce type de projets? Aspect humain Plait aux élèves Motivant Permet le travail déquipe. Aspect technique Programmation Mise en œuvre Mesurage Aspect programme Répond aux enjeux du projet de créativité. Permet dexprimer rapidement une solution permettant ainsi lappréciation de lidée par rapport au besoin. S.I.C.I.T. Situation / programmes: en fin dannée pour les deux enseignements

2 Lycée Jacques Prevert, 30 route de Saint Paul, Pont-Audemer Pour chaque groupe élève 3 challenges sont proposés, 2 Projets de créativité technologique S.I.C.I.T. Challenge « SUMO »Challenge « TRIAL » les élèves se répartissent dans les challenges suivant leurs centres dintérêts, chaque groupe classe est composé de trois groupes. …et MINSTORMS 2 (NXT) Challenge « GT » Franchissement dun parcours inconnu, entre 2 lignes noires, en un minimum de temps. Franchissement dun parcours inconnu, avec obstacles, en un minimum de temps. Combat de robots dans un cercle matérialisé par une bande noire. A partir des modules Lego MINSTORMS 1…

3 Lycée Jacques Prevert, 30 route de Saint Paul, Pont-Audemer Projets de créativité technologique S.I.C.I.T. 3 Pourquoi différents types de challenges? Pour permettre aux élèves dadhérer aux différents projets, Challenge « SUMO »Challenge « TRIAL »Challenge « GT » Challenge porté sur loptimisation de la programmation. Challenge porté sur loptimisation de la construction, la structure. Challenge porté sur la stratégie. Chaque challenge a des enjeux différents, les élèves répondent au problème technique qui leur est posé par une innovation de type incrémentale en optimisant les chaînes dénergie et dinformation du robot.

4 Lycée Jacques Prevert, 30 route de Saint Paul, Pont-Audemer 4 S.I.C.I.T. Lenvironnement matériel, Un environnement commun est à disposition, - Ordinateurs avec logiciels de programmation LEGO et de modélisation volumique Solidworks - 25 Boîtes LEGO MINDSORMS, boîtes de rangement spécifique… - Documents de cadrage cahier des charges fonctionnel documents ressources et banque de données (pièces Lego sous Solidworks) Challenge « GT »Challenge « Sumo »Challenge « Trial » Machines de prototypage rapide, permettant notamment la réalisation de pièces dadaptation intégrées par la suite au robot.

5 Lycée Jacques Prevert, 30 route de Saint Paul, Pont-Audemer -Présentation imagée, constitution des équipes et analyse du besoin avec la prise en compte des différents cahiers des charges, 5 S.I.C.I.T. Déroulement du projet, 1.Létape dimprégnation, Cahier des charges Challenge « SUMO »Challenge « TRIAL »Challenge « GT »Challenge « SUMO »Challenge « TRIAL »Challenge « GT »Challenge « SUMO »Challenge « TRIAL »Challenge « GT »Challenge « SUMO »Challenge « TRIAL »Challenge « GT »Challenge « SUMO »Challenge « TRIAL »Challenge « GT » Cahier des charges - Répartition des taches par élève au sein des différents groupes, prise en compte du document ressource lié au manager (en général un ou une élève ayant le projet dintégrer les voies ES ou STG).

6 Lycée Jacques Prevert, 30 route de Saint Paul, Pont-Audemer 6 S.I.C.I.T. Déroulement du projet, 1.Létape dimprégnation, (suite) -Réalisation dune activité dinitiation propre à chaque challenge, Activité dassemblage de robot de base permettant des activités de programmation, réalisation de deux programmes de bases. -Boîte spécifique pour lassemblage de support des capteurs optique et de contact. -Documents ressources pour réaliser lassemblage -Documents ressources pour réaliser la programmation -Boîte spécifique pour lassemblage de robot de base -Robot de base commun aux challenges GT et TRIAL.

7 Lycée Jacques Prevert, 30 route de Saint Paul, Pont-Audemer Létape dimprégnation, S.I.C.I.T. 7 Importance de létape dimprégnation, Prise en compte des performances à atteindre pour le robot à travers lanalyse du cahier des charges fonctionnel décrivant, la nature des circuits, la nature des véhicules, les conditions de déroulement des différentes épreuves. Amener des pré-requis en sensibilisant les élèves aux conditions de fonctionnement du robot; lactivité de montage est destinée à définir les conditions fonctionnelles à mettre en place pour obtenir un robot performant. lactivité de programmation est destinée à découvrir les performances liées à lélectronique, le temps de réaction, mais aussi de lier les performances mécanique et électronique en analysant la réponse du robot de base aux mouvements demandés.

8 Lycée Jacques Prevert, 30 route de Saint Paul, Pont-Audemer 8 S.I.C.I.T. 2.Létape de créativité, - Phase de production didées en groupe utilisation de loutil brainstorming, - Identification des « points durs »; utilisation des documents ressources pour mener les expérimentations nécessaires à la compréhension des principes physiques liés aux robots. Réalisation de notices de calcul en fonction des solutions à létude. -Document ressource relatif à la puissance mécanique -Document relatif à la stabilité du robot -Document ressource relatif à ladhérence -Document ressource relatif à la transmission de puissance Déroulement du projet,

9 Lycée Jacques Prevert, 30 route de Saint Paul, Pont-Audemer Létape de créativité, S.I.C.I.T. 9 Importance de létape de créativité, Recherche de solutions relatives à la structure, la programmation ainsi que la stratégie à suivre en fonction du challenge; Amener les élèves à réfléchir à des problématiques différentes en fonction des challenges. Utilisation de loutil brain - storming afin de lister lensemble des idées. Permet de focaliser les activités élèves sur des problématiques dingénieur : efficacité / volume horaire. Permet à lélève daller à lessentiel en saffranchissant de la réalisation (chronophage). Permet de qualifier rapidement des solutions par essais. Avantages des produits MINDSTORMS et NXT durant cette phase,

10 Lycée Jacques Prevert, 30 route de Saint Paul, Pont-Audemer 10 Déroulement du projet, 3.Létape de cristallisation et matérialisation -Phase de convergence des idées ou se rencontrent les solutions relatives à la programmation et la transmission, choix de solutions à partir des résultats des expérimentations menées. -Phase doptimisation des solutions, dégradation de la transmission par exemple pour tenir compte du temps de réaction de lélectronique (longueur et structure du programme) ou inversement révision du programme pour prendre en compte les solutions relatives à la transmission. -Réalisation des prototypes et des pièces dadaptation sur machine de prototypage; mesures de performances, mise à jour des notices de calcul. (Prise en compte du poids du robot en mouvement, aspect dynamique) S.I.C.I.T. pièces prototypées Robot SUMO avec pièces prototypées intégrées

11 Lycée Jacques Prevert, 30 route de Saint Paul, Pont-Audemer Létape de cristallisation et matérialisation, 11 S.I.C.I.T. Importance de cette étape, Permet de situer, en les vivant, les différentes étapes de qualification et dintégration dans le cycle de vie en V. Permet une meilleure compréhension de la démarche de conception; Létape dintégration permet de faire émerger des contradictions techniques (par exemple pour le challenge GT: vitesse et sécurité); cette étape oblige les élèves à réfléchir et à résoudre la contradiction.

12 Lycée Jacques Prevert, 30 route de Saint Paul, Pont-Audemer S.I.C.I.T. Déroulement du projet, 4.Valorisation des études menées, Challenges public au sein du lycée, les sept groupes sont réunis sur un temps où les autres enseignements dexplorations sont libres, Présentation des études menées à un jury composé denseignants et élèves, présentation informatisées. Exposition des robots et dossiers détudes dans lentrée des locaux du secteurs des sciences. 12

13 Lycée Jacques Prevert, 30 route de Saint Paul, Pont-Audemer Projets de créativité technologique Challenge « SUMO » 13 S.I.C.I.T.

14 Lycée Jacques Prevert, 30 route de Saint Paul, Pont-Audemer Challenge « Trial » 14 Projets de créativité technologique S.I.C.I.T.

15 Lycée Jacques Prevert, 30 route de Saint Paul, Pont-Audemer Challenge « GT » 15 Projets de créativité technologique S.I.C.I.T.

16 Lycée Jacques Prevert, 30 route de Saint Paul, Pont-Audemer 16 Expérimentations Structuration des activités Il permet la découverte dune démarche de projet Mise en situation, conditions dorganisation Spécification, cahier des charges fonctionnel Recherche de solutions Réalisation pour permettre une validation progressive (avec droit à lerreur, gestion des aléas) Travail en équipe et communication technique Avec comme point dorgue lanalyse, lexploration progressive des solutions techniques et principes associés à leur fonctionnement. S.I.C.I.T. Les points forts du projet

17 Lycée Jacques Prevert, 30 route de Saint Paul, Pont-Audemer S.I.C.I.T. Les points forts du projet 17 Comment le professeur et les élèves vivent ce projet? Le professeur à le rôle de chef de projet, il assure larbitrage au sein du groupe et un soutien technique. Il pilote les revues de projet, joue le rôle danimateur Dans les phases de brain-storming conjointetement au chef déquipe. Chaque groupe délèves se compose -dun « manager », le chef déquipe, qui assure la coordination et la régulation locale au groupe; cet élève (en générale une fille) a le plus souvent un projet dorientation en ES. Il doit communiquer et organiser. -de « spécialistes », élève motivé par la programmation ou laspect transmission. Ces élèves communiquent les résultats de leurs travaux au manager. Tous participent aux choix de solutions pour le challenge dans lequel ils sont inscrits, tous participent à la phase de présentation de leur dossier de conception.

18 Lycée Jacques Prevert, 30 route de Saint Paul, Pont-Audemer Il permet de développer progressivement chez lélève la capacité à comprendre la logique dune conception, à critiquer certains choix, à composer des solutions, à imaginer de nouveaux agencements. Tout ceci à partir dune démarche inductive : observation, manipulation, mise en œuvre du produit. Il fait appel à des savoirs faire ou des savoirs pour leur donner un sens, les renforcer, les consolider. Ce projet privilégie la créativité, linitiative, le travail de groupe avec ses contraintes de répartition des tâches, de communication et de synchronisation. Il impose donc à lélève le travail déquipe, de sintégrer à la démarche de projet, de produire sous contrainte de type « cahier des charges », à partager et échanger dans le cadre de travaux effectués en équipe et de revues de projet (pilotées par lenseignant), à développer enfin une argumentation technique. Les points forts du projet 18 S.I.C.I.T.

19 Lycée Jacques Prevert, 30 route de Saint Paul, Pont-Audemer S.I.C.I.T. 19 Lévolution possible, Des solutions de pièces métalliques pour les assemblages, de nouvelles solutions de connections et programmation notamment avec Labview… Exemple de solution

20 Lycée Jacques Prevert, 30 route de Saint Paul, Pont-Audemer FIN S.I.C.I.T. 20

21 Lycée Jacques Prevert, 30 route de Saint Paul, Pont-Audemer Extrait du document ressource manager

22 Lycée Jacques Prevert, 30 route de Saint Paul, Pont-Audemer Extrait du document ressource adhérence et motricité

23 Lycée Jacques Prevert, 30 route de Saint Paul, Pont-Audemer Extrait du document ressource stabilité

24 Lycée Jacques Prevert, 30 route de Saint Paul, Pont-Audemer Extrait du document ressource transmission

25 Lycée Jacques Prevert, 30 route de Saint Paul, Pont-Audemer Extrait du document ressource puissance mécanique

26 Lycée Jacques Prevert, 30 route de Saint Paul, Pont-Audemer Environnement de programmation, exemples de programmes


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