Lorsque les étudiants participent aux activités des cours VEX AIM, ils utilisent un processus cyclique de va-et-vient entre la conduite du robot avec le contrôleur VEX One Stick, puis le codage du robot avec VEXcode AIM. Cet article décrit le cycle, pourquoi il est important et comment le faciliter en classe.
Qu'est-ce que le cycle de conduite et de codage ?
Le cycle de conduite et de codage est un processus d'apprentissage itératif dans lequel les étudiants conduisent d'abord manuellement le robot pour effectuer une tâche, créant un modèle physique du comportement souhaité, puis utilisent ce modèle pour informer leur codage. En pilotant le robot à l’aide du contrôleur, les élèves expérimentent directement les mouvements du robot et ses interactions avec les objets et les environnements. Ces expériences pratiques guident ensuite les étudiants dans le codage du robot pour qu'il fonctionne de manière autonome, les connaissances issues du codage affinant à leur tour leurs futures stratégies de conduite.
Pourquoi le cycle est-il important ?
Les recherches indiquent que la combinaison d’expériences concrètes et de représentations abstraites améliore considérablement l’apprentissage par rapport à l’utilisation de l’une ou l’autre méthode seule1. Le cycle fournit aux étudiants un processus pour passer du concret à l'abstrait et inversement, afin de faciliter la résolution de problèmes avec un robot.
Création d'un modèle physique en conduisant
Conduire le robot pour terminer une tâche avant de coder donne aux étudiants un moyen pratique et tangible de visualiser :
- Comment le robot se déplace dans l'espace, y compris la vitesse, la direction et le rayon de braquage.
- Comment le robot réagit aux entrées du capteur, par exemple à quelle distance le capteur de vision IA peut reconnaître un certain objet.
- Comment le robot interagit avec les objets, tels que les obstacles sur le terrain qui doivent être évités ou ramassés et déplacés.
- Comment différents chemins peuvent être utilisés pour atteindre le même résultat final.
Cette représentation concrète des différents comportements des robots peut ensuite être traduite en concepts de codage plus abstraits nécessaires pour créer un projet de codage réussi. La documentation des découvertes faites pendant la conduite fournit une source de soutien supplémentaire à laquelle les étudiants peuvent se référer lorsqu'ils passent à l'étape de codage.
Création d'un modèle informatique par codage
TLe modèle mental physique que les étudiants ont créé en conduisant peut ensuite être appliqué à leurs projets de codage. Les étudiants peuvent partir des connaissances qu'ils ont développées en conduisant pour planifier et construire leur projet de codage, qui est devenu plus concret car ils s'appuient sur l'expérience concrète et concrète de la conduite. Une fois que les étudiants ont testé leurs projets de codage, ils peuvent revenir au monde concret de la conduite pour les aider à itérer et à améliorer leurs projets.
La documentation des projets et de toutes les modifications qui y sont apportées au cours de la phase de codage du cycle fournit à nouveau aux étudiants un outil métacognitif qu'ils peuvent utiliser pour les aider à itérer sur leurs projets de codage.
Faciliter le cycle de conduite et de codage
La section Pratique guidée de chaque leçon et défi d'unité d'un cours VEX AIM fournit des instructions étape par étape permettant à l'étudiant et à l'enseignant de s'engager dans cette partie de la leçon. Des liens vers des fiches de tâches imprimables pour la partie conduite du cycle et le cycle de codage sont fournis. Pour en savoir plus sur l’utilisation des cartes de tâches, l’article Utilisation des cartes de tâches avec les élèves
Faciliter la phase de conduite
- Établissez des attentes en matière de collaboration pour garantir que chaque membre du groupe participe à la partie pratique guidée de la leçon. Pour plus d'informations sur la collaboration lors du codage, consultez l'article Utilisation de la programmation en binôme pour la collaboration entre étudiants.
- Partagez la carte de tâche de conduite avec les élèves. Assurez-vous que tous les élèves comprennent l’objectif de la tâche et ont configuré leurs champs comme indiqué sur la page de leçon.
- Circulez dans la salle pendant que les élèves effectuent à tour de rôle la tâche de conduite comme indiqué sur la fiche de tâche. Les élèves doivent utiliser les questions de discussion sur la carte de tâches pour guider leur conversation pendant qu'ils conduisent. Lorsque vous visitez chaque groupe, utilisez les questions des notes de l’enseignant fournies pour guider les élèves vers l’élaboration d’une hypothèse sur la meilleure façon de commencer à coder leurs projets, en fonction de leur expérience de conduite.
- Les étudiants doivent utiliser les critères de réussite et la liste de contrôle sur la fiche de tâches pour s'assurer qu'ils ont terminé la partie conduite de la pratique guidée. Une fois qu'ils l'ont fait et qu'ils ont documenté leur pratique en utilisant la racine de la phrase et le dessin au bas de la carte de tâche, ils doivent vous contacter pour partager l'hypothèse que leur groupe a formée pendant la conduite, ainsi que les preuves dont ils disposent pour la soutenir.
Faciliter l'étape de codage
- Distribuez la carte de tâche de codage, en rappelant aux élèves d'utiliser l'hypothèse qu'ils ont établie pendant la phase de conduite pour commencer à construire leur projet VEXcode AIM.
- Circulez dans la salle pendant que les élèves effectuent à tour de rôle la tâche de codage comme indiqué sur la fiche de tâche. Les élèves doivent utiliser les questions de discussion sur la fiche de tâches pour guider leur conversation pendant qu'ils codent. Au fur et à mesure que vous visitez chaque groupe, utilisez les questions des notes de l’enseignant fournies pour faire ressortir la compréhension des élèves sur le contenu de la leçon et les guider vers des conclusions.
Passez de la conduite au codage selon vos besoins
Une fois que les élèves ont créé leur projet de codage initial et documenté leurs tests sur leur fiche de tâches de codage, ils doivent effectuer des allers-retours entre la conduite et le codage pour améliorer leur projet autant de fois que nécessaire. Les étudiants doivent toujours être encouragés à choisir une idée à tester et à améliorer à la fois, plutôt que d’apporter plusieurs modifications à la fois. Continuez à circuler dans la salle, en demandant aux élèves d’expliquer où ils en sont dans le processus, quels changements ils ont apportés à leur projet et pourquoi.
En facilitant efficacement le cycle, les enseignants peuvent aider les élèves à s’engager dans des concepts de codage de manière à la fois abstraite et concrète, favorisant ainsi une compréhension plus approfondie. Des informations détaillées sur la mise en œuvre du cycle sont disponibles dans le cours d'introduction VEX AIM de PD+.
1 Pashler, Harold, et al. Organiser l’enseignement et l’étude pour améliorer l’apprentissage des élèves (NCER 2007-2004). Centre national de recherche en éducation, États-Unis Ministère de l'Éducation, 2007.