OZOBOT À L'ÉCOLE Guide d'utilisation à destination des enseignants
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OZOBOT À L’ÉCOLE Guide d’utilisation à destination des enseignants Ozobot Bit 2.0 est un mini-robot qui permet de s’initier à la programmation à l’école. La mission départementale maths-sciences des Bouches-du-Rhône peut mettre à disposition des enseignants une mallette de 10 robots et propose une formation des équipes à leur utilisation. Ce guide est un résumé à destination des enseignants ayant suivi la formation et qui souhaitent utiliser des robots Ozobot Bit 2.0 dans leur classe. Ozobot à l’école – Guide pour les enseignants Sébastien Corréard – Mission départementale maths-sciences des Bouches-du-Rhône
1 - PRISE EN MAIN D’OZOBOT 1.A - OPÉRATIONS DE BASE Ozobot ne dispose que d’un seul bouton, disposé sur le côté, fonctionnant ainsi : Marche / arrêt Appuyez brièvement sur le bouton Étalonnage Appuyez 2 secondes sur le bouton Exécuter un programme Appuyez 2 fois sur le bouton pour exécuter votre programme 1.B - ÉTALONNAGE Pour une utilisation optimale pensez à étalonner régulièrement votre Ozobot. Au cours de son utilisation, Ozobot a tendance à se dérégler. Si vous observez un dysfonctionnement, ou si vous changez de support (papier/tablette), étalonnez-le à nouveau. Il est important que les élèves apprennent à effectuer cette opération pour être autonomes dans l’utilisation du robot. Il est utile de travailler cette procédure dès le début des séances. 1) Appuyez sur le bouton pendant 2s, jusqu’à ce que la 2) Relâchez le bouton et posez Ozobot au milieu du LED émette un clignotement blanc. disque noir. Vous pouvez tracer ce disque avec un feutre noir. 3) Si Ozobot avance puis clignote en vert, l’étalonnage 4) Ozobot est maintenant étalonné. Pressez à nouveau est effectué. le bouton M/A pour le remettre en marche. Si la LED clignote en rouge, recommencer l’étalonnage. Pour étalonner Ozobot pour un écran, se référer au paragraphe « Étalonnage avec Ozo-Blockly » p 9. Ozobot à l’école – Guide pour les enseignants – Février 2021 Sébastien Corréard – Mission départementale maths-sciences des Bouches-du-Rhône 2
1.C - RECHARGEMENT D’OZOBOT Ozobot fonctionne grâce à une batterie. Celle-ci se recharge via un câble micro-USB standard (comme celui de la majorité des smartphones), et procure une durée d’utilisation intensive d’environ 1h30. Lorsqu’Ozobot clignote en rouge, branchez son câble sur n’importe quel port USB pour le recharger. Il indique son état de charge ainsi : clignote ROUGE/VERT : charge basse clignote VERT : charge suffisante s’allume en VERT FIXE : pleine charge Illustration 1: Un câble USB standard permet de recharger Ozobot 1.D - PRINCIPES DE FONCTIONNEMENT D’OZOBOT Ozobot peut fonctionner de deux manières distinctes, qui seront développées ultérieurement : • mode « suiveur de ligne » Ce premier mode est très adapté pour une première approche de la programmation, et permet de réali- ser des programmes assez élaborés. Le robot suit une ligne, de 5mm de largeur environ. Il peut lire les TURBO (3s) couleurs de la ligne, et interprète les changements de couleur conformément à un code (cf Ozocodes) pour changer son compor- tement : choisir un côté à une intersection, changer de vitesse, etc. ESCARGOT (3s) Illustration 2: Exemples de codes couleurs • mode « programmation par blocs » Ce second mode est basé sur l’utilisation d’OzoBlockly, un logiciel qui permet une programmation sur le même modèle que Scratch : on enchaîne des blocs qui corres- pondent à des instructions données au robot. Pour passer ces instructions au robot, il faut le placer contre l’écran (tablette ou ordinateur) pendant que le Illustration 3: Avec Ozo-Blockly, les instructions s'enchaînent par blocs logiciel envoie des flashes colorés au robot. Cette manière est une excellente porte d’entrée vers la programmation séquentielle, et permet de concevoir des comportements très élaborés. Ozobot à l’école – Guide pour les enseignants – Février 2021 Sébastien Corréard – Mission départementale maths-sciences des Bouches-du-Rhône 3
2 - PROGRAMMATION EN MODE « SUIVEUR DE LIGNE » Placé au sol, Ozobot « lit » les couleurs de la surface sur laquelle il se trouve. S’il est sur une surface colo- rée (non blanche), il va évoluer au hasard jusqu’à rencontrer un « bord » (une zone blanche). Ce faisant, il allume sa LED d’une couleur proche de celle du sol (ou en bleu clair pour une surface noire). Si Ozo- bot est placé sur une ligne, il va la suivre en s’illuminant d’une couleur proche. Par défaut, voici comment Ozobot se comporte lorsqu’il suit une ligne : • il se déplace à une vitesse constante ; • s’il atteint une extrémité sur son parcours, il s’arrête et clignote en bleu clair ; • s’il arrive à une intersection, il choisit une direction aléatoirement et poursuit son chemin. 2.A - CODES COULEURS Ces comportements peuvent être modifiés en donnant des instructions au robot, par l’intermédiaire des codes couleurs, ou Ozo Codes : Directions Vitesse tourne à droite BRV saute à droite RVR doucement RNR normal VNV va tout droit BNR saute tout droit VBV vite BNB Maxi BVB tourne à gauche VNR saute à gauche VRV escargot (3s) RVB turbo (3s) BVR Exemples : Si Ozobot rencontre le code (VNR) sur son chemin, alors à la prochaine intersection, il prendra le chemin de droite. S’il lit le code (RVR), alors la prochaine fois qu’il se retrouve à une extrémi- té, il tournera à droite puis avancera jusqu’à retrouver une ligne. Parcours Chrono pause de 3s RBR compte à rebours de 30s RNBV demi-tour BRB annulation du compte à rebours VBNR Pendant le compte à rebours, Ozobot clignote. Au demi-tour en fin de ligne BR bout de 30s, il clignote rapidement puis s’éteint. Notez que certains codes sont interprétés différemment selon leur sens de lecture. Ozobot à l’école – Guide pour les enseignants – Février 2021 Sébastien Corréard – Mission départementale maths-sciences des Bouches-du-Rhône 4
Ozobot peut aussi réaliser des petites figures, de manière momentanée : Mouvements spéciaux (momentanés) tornade RVRV rotation VRVR zigzag BNVR marche arrière RVNB Ozobot peut marquer la fin d’un parcours avec une petite figure montrant qu’il a gagné. Il peut ensuite continuer ou s’arrêter Fin de parcours gagné, recommence VB gagné, arrête VR Enfin, pour aller encore plus loin dans les scénarios possibles, Ozobot dispose de plusieurs « comp- teurs ». Quand un compteur démarre, il compte des événements (intersections, changement de couleur de la ligne…) : au bout de 5, il s’arrête. Compteurs compteur de changement de direction RBVB compteur de points RBRV compteur de changement de couleur RVBR +1 point RBV -1 point VBR Quand le compteur de points est enclenché, compteur d’intersections VRBV Ozobot dispose de 5 points. Il s’arrête lorsqu’il atteint 0 point. 2.B - CRÉER UN PARCOURS POUR OZOBOT Les codes listés ci-dessus permettent de modifier le comportement d’Ozobot, mais ses capteurs lui im- posent certaines limitations dont vous devez tenir compte pour créer un parcours. TRACER DES LIGNES La largeur idéale d’une ligne est de 5 à 6 mm. Un marqueur noir biseauté ou un feutre à pointe large peuvent convenir : procédez à des essais avant de commencer une séance. La ligne ne doit être ni trop fine, ni trop large. Elle doit également avoir une largeur assez constante. Trop fin Trop épais Irrégulier Parfait Ozobot peut suivre une ligne de n’importe quelle couleur, mais seule une ligne noire permettra de pla- cer des instructions sous forme d’Ozo Code. Ozobot à l’école – Guide pour les enseignants – Février 2021 Sébastien Corréard – Mission départementale maths-sciences des Bouches-du-Rhône 5
TRACER DES VIRAGES : COURBES ET ANGLES Retournez Ozobot pour observer ses 5 capteurs : c’est grâce à eux que le robot peut suivre une ligne. Mais si les virages sont trop abrupts, il ne pourra pas interpréter ce qu’il perçoit et Trop serré Bien Trop "pointu" Bien Bien son comportement sera erratique. Préférez les virages doux ou les angles droits (pas d’angle aigu). Deux lignes doivent être suffisamment écartées pour qu’Ozobot ne les confonde pas. COLORIER LES CODES Pour colorier les Ozocodes, utilisez des feutres assez clairs, et faites des essais préalables. Assurez-vous que les cases de couleur soient à Espaces blancs peu près carrées : idéalement, elles mesurent 5 à 6 mm de longueur. Couleurs superposées Ces cases doivent être jointives : pas d’espace blanc entre chaque. Elles ne doivent pas pour autant se superposer : cela pourrait fausser Trop sombre l’interprétation des couleurs. Enfin, veillez à ne pas placer les Ozo Codes dans un virage, ni trop près d’une intersection : Ozobot ne parviendrait pas à interpréter convenablement le code, ou n’en aurait pas le temps. De la même manière, il faut éviter de placer un Ozo Code en bout de ligne, à l’exception des 3 codes sui- vants : (gagné, arrête), (gagné, continue) et (demi-tour en bout de ligne). OZO CODES ET VIRAGES OZO CODES ET INTERSECTIONS Dans un virage Eloigné d'au moins 1 à 2 cm Trop près d'une intersection Eloigné d'au moins 1 à 2 cm 2.C - EXPLOITATION DU MODE « SUIVEUR DE LIGNE » EN CLASSE Le mode de programmation « suiveur de ligne » est très adapté à l’école : il est exploitable très facile- ment, dès le cycle 2, car il suffit pour cela de disposer de feuilles blanches et de feutres. L’enseignant-e peut : • imprimer ou photocopier des parcours en noir et blanc, que les élèves compléteront ; • proposer de créer leur propre parcours. ; • utiliser des tablettes si la classe en dispose, avec le logiciel dédié Ozobot Les possibilités sont nombreuses, et plusieurs séquences sont envisageables en fonction du niveau des élèves, du temps que l’on souhaite consacrer à cette activité et des objectifs que l’on souhaite travailler. Ozobot à l’école – Guide pour les enseignants – Février 2021 Sébastien Corréard – Mission départementale maths-sciences des Bouches-du-Rhône 6
Les « compteurs » permettent de concevoir des programmes assez élaborés en mode « suiveur de ligne ». L’utilisation du mode suiveur avec l’application pour tablette a des avantages : cela permet d’exploiter les Ozo Codes de manière assez pratique : pas besoin de feuilles ni de feutre, on peut explorer beau- coup de parcours. Divers défis logiques à résoudre avec Ozobot sont proposés. En contrepartie, il faut gérer l’aspect matériel des tablettes (transport, rangement). 3 - PROGRAMMATION PAR BLOCS AVEC OZO-BLOCKLY Ozo-Blockly présente des avantages et des inconvénients qu’il vous appartient de peser avant de com- mencer à l’utiliser avec vos élèves. Ayez en tête les contraintes qu’il implique, et surtout frottez-vous à son utilisation avant de commencer avec les élèves. Ce guide a été rapidement dépoussiéré en février 2021, mais nécessiterait une mise à jour assez pro- fonde, tant le logiciel Ozoblockly a été amélioré ces deux dernières années. 3.A - CONTRAINTES D’UTILISATION Ozo-Blockly est un logiciel de programmation par blocs très similaire au langage Scratch. Il s’utilise sur tablette ou ordinateur, en se rendant à l’adresse https://ozoblockly.com/ et nécessite : • une connexion internet ; • une forte luminosité de l’écran ; • un étalonnage différent (mais pas plus compliqué). Son interface, en anglais par défaut, est accessible en français en cliquant sur (tout en bas à droite) et en choisissant le français dans le menu déroulant. 3.B - AVANTAGES D’UTILISATION • Une aide intégrée Ozo-Blockly offre une aide claire et bien illustrée. Un tutoriel est disponible pour guider l’utilisateur pas à pas. Le principe de fonctionnement par bloc est bien décrit, et il est expliqué comment disposer les blocs avec la souris. Pour les enseignants qui comptent utiliser Ozoblockly avec leur classe, il est vive - ment conseillé de suivre ce tutoriel. Des exemples d’utilisation sont également fournis, pour que les élèves puissent examiner des pro- grammes « tout prêts » et leur interprétation par le robot. Un glossaire est également présent. • Une interface qui s’adapte au niveau des élèves Les instructions ne sont plus représentées par des Ozo Codes, mais par des blocs de couleur. L’interface s’adapte au niveau des élèves : il y a 5 niveaux, de possibilités et complexité croissantes. À moins de se lancer dans un projet d’envergure, le niveau 3 (intermédiaire) devrait être suffisant pour des élèves de cycle 3. Ozobot à l’école – Guide pour les enseignants – Février 2021 Sébastien Corréard – Mission départementale maths-sciences des Bouches-du-Rhône 7
Pré-lecteur Débutant Intermédiaire Le niveau « pré-lecteur » peut être intéressant pour les élèves les plus jeunes, car les blocs présentent uni- quement des schémas et des nombres. Il peut également constituer une première approche de la pro - grammation par blocs. C’est à partir du niveau « débutant » que la notion de boucles est introduite. Le niveau « intermédiaire » introduit la notion de test, ainsi que les aspects liés au suivi de ligne. Il faudra utiliser le niveau « avancé » pour pouvoir exploiter des variables, mais l’interface sera considé- rablement plus encombrée : elle introduit les notions des possibilités de calcul ainsi que la notion de fonctions. 3.C - OZO-BLOCKLY ET OZOBOT Le programme est élaboré visuellement, en agençant des blocs logiques représentant des instructions (tourne, avance, illumine-toi en bleu, etc.). Voici un programme conçu depuis l’interface « pré-lecteur », puis son équivalent conçu en niveau « débutant ». Ozobot à l’école – Guide pour les enseignants – Février 2021 Sébastien Corréard – Mission départementale maths-sciences des Bouches-du-Rhône 8
Zigzag Illumine en rouge Quart de tour horaire Avance de 5 pas Pause 2s Illumine en cyan Demi-tour anti-horaire Recule de 10 pas L’interface pour lecteurs offre déjà des possibilités plus fines, et permet de concevoir des programmes plus concis, en combinant plusieurs paramètres sur une même ligne (ex : direction, nombre de pas et vitesse). Par ailleurs, le choix dans les paramètres est plus grand (ex : plus de couleurs, de vitesses, etc.). Les possibilités vont croissantes avec le niveau de l’interface, mais la complexité aussi. • Étalonnage avec Ozo-Blockly La procédure d’étalonnage est détaillée dans le logiciel : Avec des tablettes, il est plus pratique de poser les tablettes à plat sur la table, et de poser ozobot des - sus. Attention : il convient de régler la luminosité de l’écran au maximum, sur tablette comme sur ordinateur. Ozobot à l’école – Guide pour les enseignants – Février 2021 Sébastien Corréard – Mission départementale maths-sciences des Bouches-du-Rhône 9
• Transmission du programme Pour « envoyer » le programme au robot, il faut le placer face à l’écran, sur une zone particulière (sil- houette blanche d’Ozobot), et cliquer sur « Load Bit ». Une estimation du temps de transmission est in- diquée à droite du bouton : Une série de flashes de couleur est alors envoyée à l’écran, et interprétée par le robot, qui doit clignoter en vert. À la fin de l’opération, un double-clic sur le bouton d’Ozobot lance le programme. En cas de problèmes à répétition dans la transmission du programme : - vérifier que la luminosité de l’écran est à son niveau maximal - il est désormais possible de régler la vitesse de clignotement, en cliquant sur puis Choisir « LENT » peut permettre de régler certains problèmes. • Défis Ozo-Blockly Différents défis sont proposés dans Ozo-Blockly, qui permettent de se familiariser progressivement avec l’interface ainsi qu’avec les notions qui sont introduites progressivement. 4 - PROPOSITION DE SÉQUENCE La séquence « les contes d’Ozobot » est disponible sur le site de la Mission maths-sciences des Bouches du Rhônes, ou en suivant ce lien : https://frama.link/contes-ozobot. Elle a été élaborée en collaboration par le centre pilote « La main à la pâte » et la DANE. Elle est très bien construite et détaillée, et l’on pourra s’appuyer dessus même dans le cas où l’on ne souhaite pas utiliser les Ozobots en lien avec un album. Dans tous les cas, si les élèves n’ont jamais utilisé de robot, il est souhaitable de consacrer une séance à faire émerger leurs représentations, puis à manipuler les Ozobot sans consigne autre que la découverte. Ozobot à l’école – Guide pour les enseignants – Février 2021 Sébastien Corréard – Mission départementale maths-sciences des Bouches-du-Rhône 10
Il faudra également fournir (ou découvrir avec les élèves) la liste des instructions sous forme d’Ozo- codes. Une affiche avec du papier coloré est envisageable, ou bien des fiches individuelles ou par groupe, à imprimer en couleur ou à colorier. Les fiches d’exercices fournies avec ce guide sont issues de documents sur le site en anglais (https://portal.ozobot.com/lessons) qui regorge d’idées. Ozobot à l’école – Guide pour les enseignants – Février 2021 Sébastien Corréard – Mission départementale maths-sciences des Bouches-du-Rhône 11
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