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Algora Lille : à la découverte de la programmation

Nos écoles de programmation Algora proposent deux cursus pour les enfants : un cursus de deux ans pour les 6/9 ans et un cursus de trois ans pour les 9/14 ans. Mais avant de s’engager pour au moins quelques trimestres d’apprentissage, il est rassurant pour les enfants et les parents de se conforter dans l’idée que l’on peut apprendre à programmer en s’amusant : c’est là tout l’intérêt de nos ateliers découverte.

Lors d’un atelier découverte de la programmation, les enfants découvrent notre méthode (“la méthode Algora”) : les livrets que nous avons conçu, les briques Artec que nous utilisons pour concevoir nos robots programmables ainsi que le logiciel utilisé pour apprendre à coder en Scratch.

Cet atelier découverte a pour but de démystifier la programmation et de montrer aux enfants que c’est amusant d’apprendre tout en construisant des robots. Ils sont ainsi plus sereins à l’idée de s’inscrire à un cursus de programmation pour au moins un an.

En vidéo, l’atelier découverte de la programmation du mercredi 2 septembre qui a eu lieu dans l’école Algora de Lille :

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L’heure de la rentrée a sonné ! Nous profitons de cette occasion pour sortir notre 3^e manuel d’apprentissage du langage Python pour le collège. Tout comme le précédent, il s’agit d’un manuel de programmation appliquée qui propose de s’exercer et de manipuler toutes les notions acquises jusque-là sur la programmation en langage Python. Pour ce faire, les élèves sont invités à élaborer un nouveau robot inspiré cette fois-ci des véhicules utilisés dans les usines : le transporteur.

Consulter le manuel Python n°3 : Programmation appliquée (collège) Caractéristiques du manuel : Nombre d’heures de cours estimées : 4H Nombre de pages : 16 pages Environnement de programmation : l’éditeur Mu Matériel nécessaire : le kit robotique ESPeRobo – édition collège + 1 servomoteur, 1 demi-cube C

Progression didactique du manuel Python n°3 pour le collège

Beaucoup plus concis que le manuel de programmation appliquée précédent, le manuel Python n°3 n’introduit pas de nouvelle notion majeure, mais est davantage un cahier d’exercices. Ce cahier d’apprentissage du Python ne propose cependant pas plusieurs petits exercices, mais un exercice long présenté sous la forme d’une mission pour lequel les élèves seront amenés à réutiliser bon nombre des notions de programmation vues jusque-là.

Prérequis : Pour réaliser cet exercice de programmation, il est nécessaire d’avoir acquis les compétences enseignées dans les manuels n°1 et n°2, notamment pour maîtriser la programmation des moteurs, du servomoteur et des photoréflecteurs IR. Les collégiens auront alors toutes les cartes en main pour accomplir la mission qui leur est confiée : programmer un transporteur tout droit inspiré d’un robot d’usine, le véhicule à guidage automatique.

Composition du cahier d’exercices de programmation en Python

1. Fiche de présentation de la mission et mise en contexte du robot
2. Guide de construction du robot en pas-à-pas
3. Consignes : les grandes lignes directrices décrivant le comportement attendu du robot
4. Mini fiche pour introduire une nouvelle notion : les opérateurs booléens
5. Fiche de solution du professeur

Les étapes de la mission

1. 1. Programmer le transporteur à rouler le long d’une ligne noire : Les élèves devront d’abord faire rouler leur véhicule le long d’une ligne noire. Pour ce faire, ils devront réutiliser les notions vues dans le manuel n°1 “Les bases de la programmation” dans le chapitre portant sur la voiture de circuit.
   2. Programmer le transporteur à s’arrêter quand il détecte une ligne noire horizontale : Ils devront ensuite programmer les moteurs de leur transporteur à s’arrêter dès que ses photoréflecteurs infrarouges détectent en même temps une ligne noire.
   3. Programmer le transporter à déposer le bloc qu’il transporte une fois arrivé : Enfin, ils devront réutiliser ce qu’ils ont appris sur le servomoteur dans la leçon portant sur la barrière automatique pour programmer le bras de leur transporteur à déposer le cube au point d”arrivée.

Besoin de plus d’infos ?

Pour en savoir plus sur l’esprit et la structure du cursus de programmation pour le collège, nous vous invitons à consulter l’article “Le nouveau cursus de programmation Python pour le collège : les grandes lignes“.

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Tout problème complexe peut être résolu en apportant une série de solutions simples…
Ce qui pourrait être la maxime de ce 4^ecours illustre parfaitement cette manière de penser si propre aux programmeurs et à laquelle notre cursus Python pour adultes propose de vous initier. Un enseignement profitable à tous et pour tout puisqu’il vous apprend à appréhender les obstacles – surtout ceux qui paraissent insurmontables – avec réflexion, méthode et patience.

Avec le parking intelligent, les étudiants avaient déjà eu l’occasion de reproduire le fonctionnement d’un objet programmé simple. Or, dans ce 4^e cours Python pour adultes, les étudiants se pencheront sur un robot en apparence simple, mais derrière lequel se cache une grande complexité. Comment résoudre cette dernière à ce stade de connaissances du langage Python ?

Le ramasseur de balles, un objet programmé plein de complexité

Les étudiants s’intéresseront cette fois-ci à un objet programmé qui se promène sur les terrains de sport et nous épargne de grands efforts : le ramasseur de balles. À première vue, on pourrait croire qu’il s’agit là d’une technologie simple avec des roues, un moteur et de quoi stocker les balles.

Mais à bien y réfléchir, cette technologie est bien plus complexe qu’il n’y paraît, puisqu’elle est notamment censée pouvoir repérer les balles, mais aussi repérer sa propre position pour être capable d’amener les balles dans la zone de collecte ou encore se rendre dans sa zone de recharge.

Ajoutons à cela que les caractéristiques du ramasseur de balles seront assez différentes selon qu’il parcourra le terrain plat et restreint d’un court de tennis ou la superficie vallonnée et immense d’un terrain de golf. Bref, un objet plein de complexité comme on vous disait !

Programmer un robot…ou plutôt deux

A défaut de pouvoir reproduire des robots aussi sophistiqués à ce stade d’apprentissage du Python par des adultes grands débutants, le concepteur de ce cours propose de simplifier le ramassage de balles en scindant cette tâche complexe en deux tâches simples effectuées par deux robots : l’un ramasse, l’autre déblaie.

Durant un 1^er atelier de 2h, les étudiants se concentreront sur la construction et la programmation du robot déblayeur. Son rôle sera de déblayer les balles poussées aux abords du terrain par le robot ramasseur pour les déposer dans une zone de collecte déterminée.

Mission de codage : programmer le robot ramasseur

Durant une mission de 2h, les étudiants construiront et programmeront en binôme le robot ramasseur. Il devra se déplacer dans une zone sans en sortir pour pousser les balles sur les abords de son terrain, matérialisés par une ligne noire. S’il leur reste du temps, le binôme pourra même programmer les 2 robots à se synchroniser par messages radio.

Qu’apprendront à programmer les étudiants dans ce 4^e cours de codage ?

Durant ce cours d’apprentissage du Python, les étudiants :

• programmeront pour la 1ère fois des moteurs,
• se familiariseront avec les conventions d’écriture du camel case et du snake case,
• aborderont la structure if/else ou encore les opérateurs and/or,
• apprendront à programmer divers composants robotiques (moteur CC, photoréflecteur IR ou encore LED).

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En prenant pour sujet d’étude le tournesol, ce 3^e atelier du cursus de codage en Python pour adultes se place résolument sous le signe de l’été et n’aurait jamais pu être autant en adéquation avec les chaleurs caniculaires de ce mois d’août. Une fois encore, la nature sera, en effet, la Muse des étudiants, puisqu’ils s’inspireront du comportement de cette fleur pour améliorer une technologie existante : le panneau solaire.

Le tournesol ou l’art de suivre la course du Soleil

C’est bien connu, la large corolle du tournesol suit avec précision la course du Soleil de l’aube à son coucher, tirant ainsi au maximum parti de cette source d’énergie que sont la lumière et la chaleur. Ce comportement, appelé héliotropisme, discret chez la plupart des fleurs, est particulièrement exacerbé chez le tournesol. Cette capacité d’adaptation face à un environnement changeant est particulièrement intéressante dans le cas des énergies renouvelables, car produire son énergie à partir d’une ressource inépuisable comme la lumière du Soleil, c’est bien, la produire efficacement au moindre coût, c’est encore mieux.

Programmer le phénomène d’héliotropisme

L’objectif de ce cours est donc de concevoir une technologie de panneau solaire qui imite le comportement du tournesol pour décupler son efficacité, autrement dit un suiveur solaire. Cette démarche qui consiste à imiter le vivant est employée par une branche de l’ingénierie moins coûteuse en termes d’environnement et d’énergie qui s’appelle le biomimétisme. Pour reproduire le mouvement du suiveur solaire, les étudiants programmeront en Python, les boutons intégrés de la carte, un servomoteur et un capteur de lumière.

Qu’apprendront à programmer les étudiants dans ce 3^e cours de codage ?

Ce 3^e atelier marque une étape importante de ce début de cursus, puisque les étudiants se lanceront pour de bon dans l’écriture de lignes de code en Python ! Pour rappel, durant les deux premiers ateliers, les étudiants se sont servi du langage Scratch pour appréhender et se familiariser plus facilement avec les grands principes de l’écriture d’un programme.

Les étudiants apprendront :

• à programmer 2 nouveaux composants robotiques : le capteur de lumière et le servomoteur,
• à comprendre et respecter la structure d’un programme Python,
• à écrire des boucles while True et des conditions if,
• à manipuler des variables.

Mission de codage : un suiveur solaire aux mouvements plus élaborés

Dans la mission, les étudiants devront ajouter un axe à leur suiveur solaire pour qu’il suive la lumière non plus seulement sur un axe horizontal (gauche-droite), mais aussi sur un axe vertical (haut-bas). Ils devront, pour cela, ajouter à leur robot un 2^e servomoteur et adapter leur programmer en conséquence.

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Algora vous met au défi de trouver sujet plus original que celui abordé dans ce 2^e cours de programmation pour adultes : la parade nuptiale des lucioles !

Vous trouvez l’idée saugrenue ? Ce serait mal connaître les sujets d’inspiration de la robotique de la juger ainsi, car la nature tient bel et bien la 1^ère marche du podium. En effet, même si cela peut paraître étonnant, bon nombre de technologies ne font qu’imiter les mécanismes ingénieux qu’elle a mis en place au fil de l’évolution.

Sous ses dehors amusants, ce cours de codage illustre parfaitement l’une des ambitions de ce cursus d’apprentissage du Python pour adulte : battre en brèche les idées reçues pour avoir une connaissance réelle de ce qu’est la robotique et la programmation, mais aussi vous emmener sur les sentiers peu parcourus dans les cours traditionnels.

La parade des lucioles

Le créateur de ce cours de programmation est parti d’un phénomène naturel dont le spectacle est digne d’un décor de conte de fées et que vous pouvez observer de nuit, là où se réunissent lesdites lucioles, aussi appelées vers luisants. Nous voulons parler de leur parade nuptiale qui se présente à nous sous la forme de lumières qui scintillent en plein cœur de la nuit.

Les mâles, pourvus d’ailes, volent et clignotent pour attirer les femelles qui, à à leur tour, clignotent pour signaler leur présence. Leurs clignotements au départ désordonnés finissent par “s’harmoniser” en s’allumant à l’unisson.

Programmer ce phénomène de synchronisation

Cette parenthèse entomologique fermée, venons-en à l’intérêt que présente un tel sujet. L’idée de cet atelier de codage est de reproduire le mécanisme de synchronisation à l’oeuvre chez les lucioles. Concrètement, les panneaux LED des cartes programmables de l’ensemble du groupe devront communiquer ensemble pour clignoter à l’unisson petit-à-petit. On peut saluer l’originalité du sujet qui, l’air de rien, permet de travailler la cohésion du groupe puisque les étudiants devront programmer leurs cartes pour qu’elles se mettent sur la même longueur d’onde.

Qu’apprendront à programmer les étudiants dans ce 2^e cours de codage ?

Nous n’en dirons pas plus sur les détails de ce cours, si ce n’est que les étudiants verront :

• la notion de modélisation (pour modéliser l’horloge interne des lucioles et la reproduire sur leur robot)
• la notion de variable
• comment programmer les LED de leurs cartes programmables pour qu’elles émettent des clignotements
• comment programmer la communication entre plusieurs cartes programmables par signal radio, etc.

Mission de codage : programmer une guirlande lumineuse

Cet atelier est suivi d’une mission durant laquelle les étudiants réutiliseront tout ce qu’ils ont appris pour, cette fois-ci, programmer une guirlande lumineuse. L’objectif n’est plus de clignoter en même temps, mais de clignoter les uns à la suite des autres.

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