Les V-toys Enfants - niveau 2 (6 - 10 ans) programmation et géométrie
From OFSET Wiki
[edit] LES DEPLACEMENTS CHIFFRES ET LES FIGURES GEOMETRIQUES
Tout ce qui a été expliqué pour le niveau 1, concernant le maniement des briques, reste valable pour le niveau 2. Il est donc nécessaire d’avoir présentes à l’esprit les informations données dans le chapitre Les V-toys Enfants – niveau 1 (1ère partie) concernant les modes de déplacements et celles données dans le chapitre Les V-toys Enfants – niveau 1 (2eme partie) sur les briques de transformation et l’usage des différents écrans.
Cependant, au niveau 2, de nouvelles catégories de briques viennent s’ajouter aux anciennes ou les remplacer.
- Les briques de déplacement en particulier vont voir leur formule évoluer quand les enfants vont commencer à se familiariser avec les chiffres, car ils seront devenus aptes à donner eux-même une valeur numérique aux déplacements et aux pivotements des objets qu’ils manipulent.
- On va pouvoir aussi aborder avec eux l’idée d’associer plusieurs briques pour créer des mouvements continus gérés par des outils de démarrage et d’arrêt.
A côté des œuvres d’imagination, les V-toys pourront être associés à des activités plus variées pouvant se rattacher à des sujets vus en classe tels que le calcul, les sciences, l’écriture ou la communication .
D’autre part, si les mêmes outils sont utilisés pour la tranche d’âge de 6 à 10 ans, l’écart en termes de connaissances et de compétences entre des enfants issus des classes maternelles et ceux en passe d ‘entrer au collège, est assez important pour justifier des approches différentes . Cependant, nous n‘allons pas présenter des activités échelonnées selon les capacités et l’âge, mais seulement des domaines de recherche que chacun pourra adapter et moduler selon le programme et le niveau de ses élèves.
Nous allons donc, au niveau 2, examiner :
- les modifications apportées à certaines briques du niveau 1.
- aborder le problème de la mini-programmation.
- et étudier les possibilités offertes par quelques briques supplémentaires non utilisées jusqu’ici.
Dans ce chapitre nous nous intéresserons au 2 premiers points.
[edit] LES NOUVELLES BRIQUES DE DEPLACEMENT ET D’ORIENTATION
Dans le tiroir des outils v-Toys, les briques pré-programmées servant aux déplacements sont remplacées par des briques un peu plus élaborées . La flèche qui symbolisait initialement la nature du déplacement est remplacée par un sigle visuel composite plus imagé. Et l’on trouve un 2eme carré , à droite , qui est le désignateur du chiffre et qui va indiquer le nombre de pixels de l’avance d’un objet, ou le nombre de degrés de son pivotement ou de son orientation. Ces désignateurs bleus récupèrent une valeur dans l'objet désigné. Pour les nombres, on peut désigner un nombre (voir ci-dessous), mais aussi une brique représentant la valeur d'un nombre.
Pour inscrire la valeur numérique d’un déplacement ou d’un pivotement à l’intérieur d’une brique il faut faire appel à un chiffre extérieur que l’on va trouver dans une catégorie nouvelle du tiroir des outils V-toys la catégorie des chiffres et des opérations.
Nous laisserons de côté pour le moment les briques des opérations pour ne nous intéresser qu’au rectangle cerné de noir auquel nous donnerons le nom de tuile chiffrée. On peut facilement déplacer une telle tuile en cliquant sur la bordure et en glisssant en suite.
Déposée sur l’écran cette tuile se place à côté du script auquel elle va donner sa valeur. A l’intérieur du cadre noir, le chiffre se comporte comme un fragment de texte que l’on peut modifier en utilisant les touches du clavier comme dans un traitement de texte ordinaire Il suffit ensuite de répéter, à partir du carré bleu situé à droite de la brique, l’opération d’attribution déjà utilisée pour les objets ( cliquer sur le carré , puis, avec la souris en forme de croix, sur le chiffre), le chiffre vient s’inscrire dans le carré bleu.
A noter, en passant, que chaque fois que le chiffre sera modifié dans le carré noir, la modification interviendra automatiquement dans le carré bleu.
Sous le sigle visuel de la brique se trouve un petit rectangle chiffré avec flèches. C’est un indicateur témoin qui se modifie quand on active la brique, entre autre avec le point d’exclammation, pour se mettre en accord avec la nouvelle valeur. Lorsque l'on tire la brique du tiroir, c'est cet indicateur qui est désigné, dans ce cas le brique prend la valeur indiquée par cet indicateur, valeur que l'on peut modifier avec les flèches vertes ou en éditant le nombre.On peut toujours revenir à ce comportement en désignant l'indicateur (cliquer sur le fond vert en dessous du nombre.) Celà revient en fait à utiliser l'indicateur à la place d'un nombre extérieur.
Activer ensuite la brique attribuée à un objet en appuyant avec la souris sur le point d'exclamation fait se déplacer cet objet de la quantité numérique en degrés ou en pixels indiquée dans le carré bleu. Ici, l’étoile se déplace de 5 pixels . Laisser la souris appuyée sur le point d'excalamation provoque un déplacement en continu. L'usage du point d'exclamation transforme la souris en MINI-SCRIPT.
Pour programmer un parcours, nous allons voir que l’on ne peut pas utiliser la même tuile pour donner des valeurs chiffrées différentes à 2 briques, car la tuile impose le même chiffre à tous ses désignateurs.
Cette dernière explication n’est pas à l’usage des enfants auxquels il est préférable de faire découvrir la nécessité et les raisons d’avoir une tuile chiffrée par brique .
On trouve également, dans la réserve, une brique d’orientation chiffrée qui va faire pivoter l’objet pour qu’il puisse se déplacer dans une des directions déterminées par les points cardinaux.
On indiquera, dans la tuile, le chiffre correspondant à l’angle de pivotement désiré, en considérant que la position 0 correspond à la direction Nord . Ensuite, le pivotement se poursuit vers la droite ou à l’Est, et passe par le Sud pour revenir au Nord en évoluant de 0 à 360° (les chiffres négatifs n’étant pas au programme des enfants de ces tranches d’âge). S’il y a une trop grande difficulté de compréhension pour les plus jeunes, la brique qui détermine l’orientation de l’objet en utilisant le joystick que l’on trouve au niveau 1 a été conservée au niveau 2. Nous avons désormais en main l’équivalent des briques de déplacement non chiffrées du niveau 1et nous allons pouvoir aborder le problème des déplacements continus et de la mini-programmation.
[edit] L’INITIATION A LA MINI-PROGRAMMATION - LES V-SCRIPTS
Nous allons maintenant passer d’un mode de fonctionnement qui utilisait les différentes briques de façon individuelle et séparée à des regroupements de commandes appelés V-Scripts dont l’action sera gérée par des horloges de démarrage ou d’arrêt.
Les V-Scripts sont les équivalents visuels des scripts Etoys.
Nous trouvons, dans le tiroir V-toys, de nouveaux outils qui vont nous permettre de construire les V-Scripts.
- un récipient (A) qui est programmé spécialement pour accueillir les différentes briques. Présentées au-dessus du récipient elles s’intègrent à l’intérieur en se juxtaposant . On peut en insérer successivement autant que nécessaire, le récipient s’agrandit à chaque inclusion
- Les horloges (B et C) dont le carré marron doit être mis en relation avec le container de commandes( et non la commande elle-même) pour démarrer ou stopper en même temps tous les ordres qui sont regroupés dans un même container.
[edit] Programmer une seule commande : le déplacement continu
[edit] Regrouper 2 commandes ou plusieurs à l’intérieur d’un même container
On a pris ici, comme exemple, le déplacement en continu d’une méduse disparaissant d’un côté et réapparaissant du côté opposé . Le V-Script regroupe la brique AVANCE, la brique ‘ENROULE’, plus la brique SONORE qui produit un bruit au croisement d’un deuxième objet (ici le poisson rouge). Deux de ces briques n’ont pas de point d’exclamation, ce qui veut dire qu’elles ne peuvent être actves qu’au sein d’un container et que c’est l’horloge qui va les activer ou les interrompre quand elle fera démarrer ou arrêtera le V-Script.
A partir du moment où l’enfant a compris le système de la construction d’un V-Script, il est capable de construire de façon à ce qu’ils tournent en CONTINU tous les déplacements évoqués dans les chapitres précédents.
Il pourra même organiser des déplacements simultanés en construisant et activant en même temps, les V-Scripts de plusieurs objets.
[edit] Le déplacement simultané de plusieurs objets
L’exemple des insectes (récit fictif) :
« Aujourd’hui on est allé dans le petit bois à côté de l’école, et on a cherché des insectes. On en a trouvé sous des feuilles et on les a mis dans des boites. En classe on a cherché les photos et les noms dans le livre. J’étais avec Denis, il avait une chenille et un grillon , moi j’avais des fourmis et une coccinelle . On les a mis dans une grande boite et on a voulu les montrer avec l’ordinateur. On les a dessinés et on a essayé de les faire bouger. Pour faire la boite on a pris une SCENE dans le magasin des accessoires et on a écrit leur nom en se servant des lettres du TEXTE qui est, lui aussi, dans le magasin des accessoires».
le projet Insectes:
- De la ‘SCENE’
Prendre une SCENE dans le magasin des accessoires et la tirer sur l’écran . Elle se comporte comme un écran miniature et, à l’intérieur, les objets en déplacement se heurtent à ses limites. En faisant apparaître son halo, et en se servant de la poignée jaune on peut modifier ses dimensions.
- Du ‘TEXTE’
A prendre également dans le magasin des accessoires – ce sujet sera traité ultérieurement.
- DE LA VITESSE DES DEPLACEMENTS
Quand on travaille avec les Etoys, on peut accélérer ou ralentir la vitesse de déplacement des objets avec l’aide de l’horloge du script . Les V-toys ne possèdent pas ce système, par conséquent la vitesse de déplacement d’un objet ne peut être modifiée qu’en augmentant ou diminuant l’importance du déplacement( 2, 5, 15 etc.)
[edit] A LA DECOUVERTE DES FORMES GEOMETRIQUES
Les premiers exercices de construction des V-Scripts vont demander aux enfants, surtout aux plus jeunes, un gros effort de concentration pour enchaîner toutes les manœuvres nécessaires pour programmer tel ou tel type de circuit, et les voir réussir ce premier point peut être considéré comme très positif . Cependant, le même type d’exercice peut servir également pour partir à la découverte de certaines données liées à la nature des déplacements. En effet si on fait tourner la coccinelle en lui demandant, en même temps , de rendre visible son déplacement par une trace quelle laisse sur l’écran en rajoutant dans son script la brique CRAYON BAISSE VRAI , on voit se matérialiser la nature de son tracé et l’on peut le décrire ou lui donner un nom.
Dans l’exercice précédent :
- la coccinelle tourne en rond , le tracé s’apparente à un cercle.
- la chenille va tout droit du haut en bas de l’écran, c’est une verticale.
- la fourmi se déplace aussi tout droit mais dans des directions encore différentes dont on dit qu’elles sont obliques.
Le cercle est une ligne qui entoure une surface, le disque. Les autres lignes sont des droites et, toutes appartiennent à l’univers des formes géométriques.
Tout au long de ses apprentissages répartis sur plusieurs années, l’enfant est confronté régulièrement aux formes géométriques élémentaires qu’il va apprendre à connaître, à nommer, puis à construire.
Suivent quelques exemples qui veulent montrer que, partant du déplacement et du pivotement chiffrés, la programmation V-toys, est un outil intéressant pour faire découvrir expérimentalement et apprendre à construire concrètement quelques figures simples de la géométrie de base en utilisant d’autres procédés et d’autres outils que la règle , l’équerre ou le compas, mais qui se révèlent tout aussi efficaces et précis .
Tout ne peut pas être fait à n’importe quel moment et à n’importe quel âge , et il appartient à chaque maître, chaque animateur, ou à un spécialiste de savoir quand il devient possible d’aborder tel ou tel point , puis d’ introduire une réflexion sur la nature des parcours, et obtenir de l’enfant qu’il découvre par lui-même l’influence des chiffres sur les formes et les directions.
Des essais peuvent être faits très tôt en incitant les enfants à varier la valeur numérique des chiffres qu’il connaît et que l’on inscrit dans les différentes tuiles. On leur demandera ensuite d’observer les résultats obtenus et l’on notera les conclusions qu’ils en tirent.
Suivant le cas, ils seront capables :
- de décrire et de qualifier.
- de retenir ce qui est caractéristique de telle ou telle forme (ou de le noter pour le reproduire).
- de comprendre et d’expliquer la relation entre le chiffre et la forme.
NB – le même V-script peut servir à plusieurs objets différents. Il suffit de changer le destinataire dans le désignateur d’objet (ici remplacer la chenille par la coccinelle par exemple, elle se déplacera en ligne droite).
[edit] La coccinelle et les formes géométriques
Si l’on considère le cas de la coccinelle qui laisse une trace circulaire, on voit que le V-script qui la programme ne contient que 2 briques de déplacement. Activé par la première horloge, le V-script déclenche le mouvement de la coccinelle qui tourne en continu sauf si elle est stoppée par la 2eme horloge. On demande à chaque enfant de différencier la longueur de l’avancée de l’ampleur du pivotement , donc d’utiliser 1 tuile chiffrée pour chaque brique. On va alors lui demander de changer plusieurs fois les chiffres à l’intérieur des tuiles et de regarder ce qui se passe.
Cela va conduire automatiquement à toutes sortes de tracés circulaires, plus grands, plus petits, sortant ou non de l’écran. Dans cet ensemble de recherches, beaucoup d’essais seront ratés et vont nécessiter l’emploi de la brique d ‘effacement pour nettoyer l’écran et repartir à zéro.
Il est important de faire noter les couples de chiffres et d’essayer de faire émerger la raison qui provoque des courbures plus ouvertes ou plus fermées.
Des simulations physiques (je pivote d’un pas , de 2 ou de 5 , j’avance un petit peu, puis je pivote de nouveau etc.) peuvent amener à la compréhension. Il y aura les petits chiffres produisant des formes assimilables au cercle et les chiffres plus élevés qui vont produire soit des rosaces soit des polygones réguliers. Quand le chiffre de la brique TOURNE passera par certaines valeurs numériques, les hasards de la recherche finiront par amener certains enfants à trouver les CHIFFRES DE PIVOTEMENT PRIVILEGIES (45, 60, 90, 120 par exemple) qui provoqueront le tracé en continu de formes géométriques précises comme les polygones, le carré ou le triangle équilatéral.
Ici, groupes de chiffres AVANCEE/ANGLE de : 60/47, 90/73 et 900/73, 100/230, 100/60, 70/90, 80/120.
NB. On peut noter au passage l’importance du travail de groupe , où chacun peut apporter sa participation et faire part de ses découvertes.
Quand le couple de chiffres produit un polygone, plusieurs choses peuvent être faites qui vont dépendre du niveau et de l’âge des enfants :
[edit] construire un V-Script descriptif pour fabriquer une surface géométrique donnée
Il va falloir compter le nombre des côtés de sa surface et le nombre de pivotements, puis mettre dans un container autant de briques ‘AVANCE et de briques TOURNE qu’il y a de côtés et d’angles, et leur donner les valeurs numériques appropriées . Activé, ce type de V-Script produit, par l’intermédiaire du déplacement de la coccinelle, une surface en forme de carré ou de triangle, etc., et le tracé s’interrompt quand la surface a fini de se dessiner (il n’y a plus de déplacement en continu). Si on compare ce dernier V-script au précédent , on peut dire qu’il y a une version longue et une version courte du V-script pour la construction de la même figure géométrique. En utilisant la version longue, déplacer la coccinelle tant que le V-Script est actif,( sa couleur doit être bleue comme celle de l’horloge de démarrage) dessine autant de triangles que de fois où l’on dépose la coccinelle sur l’écran , ce qui peut inciter à des jeux graphiques.
[edit] faire la somme de la valeur numérique des angles de pivotement de plusieurs surfaces pour les comparer – les briques des opérations
L’enfant peut faire un calcul classique avec crayon et papier, ou bien il peut apprendre à utiliser les outils de l’ordinateur et se servir des briques numériques qu’il va trouver dans le tiroir des chiffres . Il devra sortir une brique ‘MULTIPLIER’ et 2 tuiles chiffrées. La brique est composée de 3 désignateurs, plus les signes MULTIPLIER et EGAL:
- le premier désignateur (à gauche) sera mis en relation avec le chiffre de pivotement (déjà présent sur l’écran).
- le deuxième, au centre, après le signe de la multiplication, sera mis en relation avec une nouvelle brique qui accueillera le chiffre multiplicateur (4 pour le carré, 3 pour le triangle, 5 pour le pentagone, etc).
- le troisième à droite, après le signe égal , sera mis en relation ave la tuile TOTAL qui accueillera le résultat de l’opération quand on aura activé la brique.
On va obtenir le chiffre 360 pour le carré.La même opération sera réalisée pour une ou deux autres surfaces que l’on a construites sur l’écran et qui feront apparaître cette vérité :
Le total est toujours égal à 360 quel que soit le nombre de côtés du polygone.
[edit] s’interroger sur le chiffre de 360 - la notion d’angle et l’idée d’une unité d’angle – la brique ‘diviser’ - le rapporteur
On peut faire chercher quelques hypothèses pour expliquer ce résultat, et arriver ou non, suivant l’âge à faire émerger la notion d’unité d’angle et les nécessités d’une convention. On peut demander aussi de faire l’opération inverse de ce qui a été fait précédemment , et chercher quelle valeur on doit donner à l'angle d'un polygone quand on a choisi le nombre de ses côtés (ici 10). Ce qui va amener à diviser le chiffre de 360 par le nombre de côtés. On utilisera pour cela la brique DIVISER dont la structure est identique à celle de MULTIPLIER, en dehors du signe de la division.
On peut aussi regarder le rapporteur et voir qu’il a la forme d’un demi cercle et que sa graduation permet de tracer un polygone qui aurait 360 côtés de 1 degré de largeur et on le prouve en réajustant les chiffres du V-script .
On peut se référer à des choses apprises en classe , mais pas nécessairement . Il faut surtout maîtriser le système des opérations. Et si ces découvertes sont faites avec Squeak avant que ces sujets ne soient abordés en classe, la compréhension sera plus facile et plus rapide parce qu’il y aura référence à des expériences concrètes.
Il faut, ensuite que l ‘enfant quitte le plan de la théorie et se lance dans les réalisations graphiques.
[edit] LES REALISATIONS GRAPHIQUES
- Comment programmer un rectangle ?
- je veux faire un escalier.
- Je veux dessiner un motif en étoile avec des traits qui partiront d’un point unique et qui pourront être ou plus courts, ou plus longs, ou plus rapprochés.
[edit] une construction avec le carré
- Un carré programmé par un V-scripts en version longue et dont on peut changer la taille en modifiant le chiffre dans la tuile de sa brique AVANCE ( ici 25 ).
- Une brique d’orientation pour diriger le déplacement de la coccinelle.
- Une brique de déplacement ( et non un V-script) qui permet de déplacer la coccinelle pas à pas et d’une longueur égale à celle du côté du carré.
« Il suffit de placer la coccinelle n’importe ou sur l’écran et d’activer le V-script du carré, la surface se dessine aussitôt. Si je change la longueur du côté (25, 50, 75, 100 ) j’obtiens une série de carrés emboîtés ayant un point de départ commun.
Si je veux que la coccinelle trace un trait, je désactive le V-script et j’active une ou plusieurs fois la brique AVANCE.
Si je veux créer une échelle verticale j’active la brique d’orientation qui positionne la coccinelle en direction du nord avec le chiffre 0, j’active le V-script avec l’horloge et ensuite il suffit d’activer plusieurs fois la brique Avance pour obtenir des carrés superposés .
A partir de là je peux créer plusieurs types de combinaisons et même orienter mes carrés en oblique si je le désire. »
Le projet Carres
De nombreuses recherches sont à effectuer avec d’autres formes géométriques.
[edit] LES PLAISIRS ET LES JEUX
Et puis quand on s’est bien concentré sur la programmation , pourquoi ne pas aller faire un tour sur l’espace Dessin en appuyant sur le bouton gris de la SCENE et rajouter quelques petites fantaisies à notre graphisme.
On peut aussi changer la couleur de la Scene en appuyant sur le fond pour faire apparaître le halo . En sélectionnant le MENU ROUGE, on choisit l’option style de remplissage, puis sélectionner la couleur qui donne accès au nuancier .
Des précisions seront apportées ultérieurement sur ce point particulier.
NB. les projets ne contiennent que les commandes utiles à leur fonctionnement. Un projet 2eme niveau complet sera fourni ultérieurement.
[edit] Les projets outils
Les projets OUTILS sont dans le chapitre Les V-Toys Enfants2 - Si un objet en rencontre un autre..
