Quand mathématique, robotique et art se rencontrent !

Depuis plusieurs années, le mouvement STEM a pris de l’ampleur en éducation. Pour faire court, il s’agit d’un regroupement de quatre disciplines qui sont nécessaires à une société avancée technologiquement : science, technologie, ingénierie et mathématique. Encore plus récemment, une cinquième discipline s’est ajoutée à cet acronyme : STEAM. En fait, il est de plus en plus reconnu que les arts font partie intégrante des avancées technologiques.

C’est en voyant une image toute simple que j’ai eu l’idée de créer une activité touchant nos notions de géométrie et de mesure en y ajoutant un aspect artistique.

Sur le portail des activités fournies par la compagnie d’Ozobot, j’ai pris connaissance de l’activité EvoVac – Robotic Vacuum Cleaner Simulation.

Image appartenant à Richard Born

J’ai regardé attentivement le faisceau lumineux et je me suis dit que ce serait intéressant de faire des œuvres artistiques avec ce principe.

Je vous propose donc un exemple d’intégration des technologies qui ajoute une plus-value à notre enseignement des mathématiques : programmation d’un faisceau lumineux reproduisant des polygones.

NB : La précision des déplacements des robots varie beaucoup d’un robot à l’autre. Voici un exemple d’une boucle de 4 mouvements « égaux » (carré) du robot MBot.

Matériel requis
  • Un robot ayant une lumière
  • Un appareil permettant de capturer des « Long exposure photography »

Dans notre cas, nous avons utilisé l’application Light Painting de Wow!Stuff sur nos iPad.

Compétences transversales visées
  • Résoudre des problèmes
    • Analyser les éléments de la situation
    • Évaluer sa démarche
    • Imaginer des pistes de solution
    • Mettre à l’essai des pistes de solution
    • Adopter un fonctionnement souple
  • Mettre en œuvre sa pensée créatrice
    • Imaginer des façons de faire
    • S’engager dans une réalisation
    • Adopter un fonctionnement souple
  • Se donner des méthodes de travail efficaces
    • Analyser la tâche à accomplir
    • Analyser sa démarche
    • Accomplir la tâche
    • S’engager dans la démarche
  • Exploiter les technologies de l’information et de la communication
    • S’approprier les technologies de l’information et de la communication
    • Évaluer l’efficacité de l’utilisation de la technologie
    • Utiliser les technologies de l’information et de la communication pour effectuer une tâche
Compétences visées en mathématique
  • Raisonner à l’aide de concepts et de processus mathématiquesCerner les éléments de la situation mathématique
    • Mobiliser des concepts et des processus mathématiques appropriés à la situation
    • Appliquer des processus mathématiques appropriés à la situation
  • Communiquer à l’aide du langage mathématique
    • S’approprier le vocabulaire mathématique
    • Établir des liens entre le langage mathématique et le langage courant
    • Interpréter ou produire des messages à caractère mathématique
Progression des apprentissages

Domaine de la mathématique

Géométrie

Figures planes
Décrire des triangles : triangle scalène, triangle rectangle, triangle isocèle, triangle équilatéral
Classifier des triangles
Frises et dallages
Décrire des triangles : triangle scalène, triangle rectangle, triangle isocèle, triangle équilatéral
Observer et produire des frises et des dallages : à l’aide de la translation

Mesure

Angles
Estimer et mesurer des angles en degrés

Voici plusieurs exemples de figures géométriques à réaliser :

  • Tracer un carré
  • Tracer un rectangle
  • Tracer un triangle équilatéral
  • Tracer un triangle rectangle
  • Tracer un triangle isocèle
  • Tracer un triangle rectangle isocèle
  • Tracer un triangle scalène
  • Tracer un losange
  • Tracer un pentagone
  • Tracer un hexagone

Comment les programmer ? Voici des exemples de codes qui créent des polygones. Pourrez-vous les deviner ? 😉

Lorsque les élèves seront habitués à manipuler les déplacements du robot, ils pourront être plus créatifs et faire des oeuvres plus artistiques comme des frises, par exemple.