Catégorie : STEM-STEAM

De la carte à l’impression 3D du relief (partie 1)

2 mars 2018 2 mars 2018 by , , 1 Commentaire

Pour moi, une carte c’est un média. Elle fait donc partie des MITIC.

Minecraft, c’est génial pour développer la vision dans l’espace. Mais il ne faudrait pas oublier l’orientation dans le plan. Objectif: se repérer sur la carte, s’orienter et localiser les éléments connus (les amis, l’école, la gare…). Objectif secondaire: orienter la carte correctement selon les points cardinaux à l’aide d’une boussole.

Prochaine étape: lecture du relief sur la carte au 1:25000, avec l’aide de Google Earth et d’une impression 3D du relief local.

J’ai trouvé la maison de Yaëlle!

Robot Sphero SPRK+ et pédagogie

21 janvier 2018 21 janvier 2018 by , , , , , , , 0 Commentaire

Après avoir découvert et essayé le petit Sphero Mini, intéressons-nous maintenant à son grand frère, le Sphero SPRK+ (se prononce spark).

La différence de taille est notoire: le Sphero Mini a la taille d’une balle de ping-pong alors que le Sphero SPRK+ a la taille d’une balle de baseball.

Enfin, le Sphero SPRK+ est constitué d’une coque en polycarbonate dure et transparente qui ne peut pas s’ouvrir. Cela rend le Sphero étanche. Si le polycarbonate résiste bien, il se raie quand même.

L’intérieur du Sphero SPRK est plus sophistiqué que celui du Mini. Il faut dire qu’il y a plus de place.

Vous vous souvenez des tortues Logo? Ici, voici Seymour Papert, à l’origine du langage LOGO et en tant que tels des robots pédagogiques:

Regardez la tortue: elle est elle aussi transparente. Tout comme la dernière version du robot Bee-bot. Le précédent était jaune.

Tout comme le Sphero 2.0 est blanc.

La transparence indique donc que le Sphero SPRK+ est destiné au marché de l’éducation.

L’app Sphero Edu est néanmoins aussi compatible avec le Sphero 2. Dès lors, on peut utiliser le Sphero SPRK+ comme base d’apprentissage de la programmation. Et l’app permet de programmer soit avec une sorte de Scratch, soit en JavaScript. Le passage de l’un à l’autre est du reste transparent; on peut commencer à programmer avec l’interface visuelle, puis voir ce que cela donne en JavaScript!

Ainsi, voici le même programme (se déplacer en carré, avec une boucle), tantôt en version graphique, puis en JavaScript.

Interface graphique de programmation du Sphero

Interface de programmation en JavaScript pour le Sphero

Et par rapport au Sphero Mini, ce sont beaucoup plus de capteurs dont on a accès aux données sous forme de fichier .csv et de graphiques:

  • Emplacement
  • Orientation
  • Gyroscope
  • Accéléromètre
  • Vélocité
  • Distance

Et il est possible de jouer avec tout cela. Y compris dans l’interface graphique. Voici ce à quoi on a accès:

 

Autant dire qu’on en a pour un moment avant de faire le tour. On a des possibilités, au niveau de l’interface graphique, aussi riches qu’un Mindstorms ou un Mbot ou tout autre robot se programmant avec Scratch.

Mais n’oublions pas un élément important: les Sphero ne peuvent être exploités qu’avec des tablettes et smartphones. L’avantage est la très grande rapidité de mise en oeuvre et l’hypermobilité. À condition d’avoir des tablettes…

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Imprimer le relief terrestre en 3D

17 janvier 2018 21 janvier 2018 by , , , 0 Commentaire

L’ensemble des données altimétriques de la Terre est disponible gratuitement sur Internet. Dès lors, pourquoi ne pas les exploiter pour modéliser et imprimer le relief terrestre en 3D? C’est ce qu’a fait notre collègue bernois Gregor Lütolf, qui a imprimé en 3D le canton de Berne au 1:25’000! Les impressions ont été réalisées avec une Ultimaker 2.

Ce travail nécessite néanmoins de maîtriser des logiciels de Système d’Information Géographique (SIG), relativement complexes. Il existe maintenant une méthode plus simple, qui s’appuie sur les données altimétriques de GoogleEarth: Terrain2STL: http://jthatch.com/Terrain2STL/. Ce site web permet en effet de sélectionner un polygone n’importe où dans le monde et de l’exporter au format .stl, donc prêt pour l’impression en 3D. La résolution verticale est de 90m. Voici comment faire.

Création du fichier .stl

Aller sur http://jthatch.com/Terrain2STL/ et sélectionner la partie du monde voulue.

Cliquer sur Model Details. Modifier Box size. Ce paramètre permet de sélectionner la taille de la zone de sélection du terrain.

Box Scalling Factor permet d’augmenter la taille de la zone de sélection au-delà de la taille maximum. Cela permet de prendre en compte de très grandes régions; mais souvent, le serveur patine et retourne une erreur avec les très grandes zones.

Box Rotation permet de faire tourner la zone de sélection.

Enfin, et c’est très important, Vertical Scalling permet de modifier le facteur de l’axe Z. Cela permet d’accentuer le relief. Voici un premier exemple:

Dans le cas du Mont Everest, on peut remarquer qu’une échelle de l’axe Z similaire aux axes X et Y suffit pour bien percevoir le relief.

Voici maintenant le cas d’Ecublens et de sa moraine. Avec une échelle 1:1 pour les axe X, Y et Z, la perception du relief est difficile, contrairement à une échelle 4:1 pour l’axe Z.

Évidemment, on ne va pas traiter la Hollande comme le Népal! Une approche pédagogique intéressante, pour la Suisse, est de générer un modèle des Alpes avec un facteur de multiplication de l’axe Z de 2 et de l’imprimer. Puis de refaire la démarche avec un facteur de 1. Dans ce cas, la hauteur des montagnes est proportionnelle aux axes horizontaux. Cela permet de relativiser la hauteur réelle des Alpes…

Enfin, les dernières options Water and Base Settings permettent de baisser le niveau des océans, afin de mettre en évidence les côtes (Water Drop) et d’augmenter la hauteur de la base du modèle 3D (Base Height).

Finalement, il suffit de cliquer sur Create and Download pour générer et télécharger un fichier au format .stl, qui peut ensuite directement être utilisé dans un slicer pour générer les instructions nécessaires à l’imprimante 3D. Le modèle étant souvent de très grande taille, supérieure au volume d’impression maximum d’une imprimante 3D, il convient de le réduire à une taille correcte.

 

L’impression

Comme l’axe X et Y ont souvent une résolution supérieure à l’axe Z, il est souvent plus intéressant d’imprimer le fichier verticalement. Attention néanmoins avec des reliefs prononcés, qui s’imprimeront mal, faute de support. C’est le cas dans l’image qui suit, de toutes les parties en rouge.

Le relief vert a été imprimé verticalement. Le blanc horizontalement. L’avantage de l’impression horizontale, même si la résolution est moindre, est que chaque couche fait comme une courbe de niveau.

Aller plus loin

Sans aller jusqu’à se former sur de complexes systèmes d’information géographique, il est possible de pousser le concept un peu plus loin. Un nouveau site est en effet apparu, similaire à Terrain2STL, mais qui offre beaucoup plus de paramètres de configuration. Enfin, il offre sur l’ensemble de la planète une résolution de 30m au lieu de 90. Ce site se trouve à l’adresse http://touchterrain.geol.iastate.edu/ et a été créé par l’Université de l’Iowa. Il permet entre autres de paramétrer des zones de sélection beaucoup plus finement que les zones préconfigurées de Terrain2STL.

 

 

Sphero Mini: un outil pédagogique?

26 décembre 2017 26 décembre 2017 by , , , , , 1 Commentaire

L’entreprise américaine Sphero commercialise depuis quelques années une petite boule robotisée appelée Sphero (mais aussi des droïdes Star Wars comme BB8). Ces petits robots se pilotent à l’aide d’une tablette ou d’un smartphone.

Si le Sphero conventionnel à la taille d’une balle de baseball, le Sphero Mini, dernière venue, a la taille d’une balle de ping-pong. Surtout, son prix est près de trois fois inférieur à celui du Sphéro SPRK+ (moins de 60.- pour la Mini, alors que la SPRK+ est proche des 170.-). Petit prix, petite taille, mais tout d’une grande, comme cette petite vidéo publicitaire le montre.

Car oui, outre les activités ludiques, Sphero a développé une plateforme éducation; les Sphero (y compris les modèles droïdes Star Wars) peuvent se programmer avec une plateforme proche de Scratch ou directement en JavaScript. Il est même possible de définir une trajectoire en la dessinant! Les possibilités s’étendent donc de l’enfantine au gymnase!

Et là, je dois dire que c’est vraiment bien conçu. Voici un petit exemple: le carré, avec changement de couleur (oui, parce qu’il y a des LEDs RGB dans les Sphero).

Et voici le même carré, avec une boucle et une variable définissant la direction et s’incrémentant de 90° à chaque face

Et comme le Sphero est bourré de capteurs (accéléromètre, gyroscope…), on peut vraiment pousser la programmation en mode graphique très loin; plus loin que ce que permet un Thymio, par exemple, et proche de ce que permettent des Lego Mindstorms; mais pour bien moins cher.

Personnellement, j’aime beaucoup le retour en direct des capteurs sous forme de graphique, lorsqu’on exécute le programme.

Visuellement, c’est très parlant de confronter les données issues des capteurs à la réalité du déplacement. Une autre chose que j’aime beaucoup avec le Sphero, c’est que comme pour le Thymio (et contrairement aux Lego Mindstorms), on peut directement commencer la programmation, sans passer par une phase de montage souvent chronophage et difficile à gérer avec des jeunes élèves. Contrairement au Thymio, par contre, il n’y a pas d’interaction avec l’environnement. Il n’y a, par exemple, pas tous les capteurs de distance du Thymio. On se concentre donc sur la gestion des mouvements.

 En cherchant, j’ai trouvé plein d’activités géniales (et dont beaucoup pourraient être adaptées pour d’autres robots pédagogiques). Surtout, j’ai apprécié les approches artistiques du Sphero. Voici quelques exemples…

Peindre comme Pollock:

Faire du light painting:

On peut aussi utiliser un ou plusieurs Sphero pour réaliser des chorégraphies, comme cet exemple sur Pierre et le loup. Je vous encourage à aller voir le diaporama suivant: https://docs.google.com/presentation/d/1N5fWKOBDAP0DPNH9ZpVppFHrqVeYlbcGH7IZvxzWogQ/edit?usp=sharing

Et si en plus, on a des Sphero et une imprimante 3D, c’est le gros lot:

On trouve de très nombreuses créations en impression 3D pour le Sphero, librement partagée sur Internet: https://www.thingiverse.com/search/page:1?q=sphero.

Celle-ci est particulièrement impressionnante:

 

A part la taille, quelles différences entre le Sphero 2 ou SPRK+ et le Sphero Mini? Les premières sont dotées d’une coque circulaire en polycarbonate qui ne peut pas s’ouvrir. Le Sphero est donc étanche. La recharge se fait par induction. Le Sphero Mini a une coque plus fragile (mais interchangeable le jour où on les trouvera dans le commerce) et la charge se fait par un câble USB. A part cela, l’un comme l’autre permettent de réaliser la plupart des activités pédagogiques. Et le coup de génie, c’est que pour l’enseignant, la prise en main est rapide. La construction d’un cours aussi. L’application Sphero EDU permet à la fois l’enregistrement en tant qu’élèves qu’en tant qu’enseignant. Dans ce dernier cas, on peut créer sa classe, y ajouter ses élèves et gérer ainsi le cours.

Comme je l’ai déjà dit, le Sphero peut s’utiliser de l’enfantine au gymnase. Il permet non seulement de travailler l’introduction au code informatique, mais aussi la créativité, les mathématiques, les sciences… Surtout, il s’agit, comme tous les robots pédagogiques, d’une approche physique et pas abstraite de l’informatique. Aujourd’hui, avec tout ce qui est automatisé autour de nous et l’avènement de l’Internet des objets, il est important de sortir de l’écran et de faire communiquer l’informatique avec le monde réel.

Mais si un petit robot à moins de 60.- pour le Mini ou 160.- pour le SPRK+ est aussi polyvalent, pédagogiquement aussi riche, pourquoi donc est-il quasi inexistant dans les écoles vaudoises? Peut-être simplement parce que son utilisation nécessite une tablette ou un smartphone… deux objets jusqu’ici quasi rigoureusement bannis de nos classes!

 

RTS: « Un frémissement » pour la Suisse numérique

19 novembre 2017 19 novembre 2017 by , , 0 Commentaire

Décidément, il ne se passe plus une semaine sans qu’on parle du numérique dans les médias, et en particulier du numérique à l’école. A nouveau, la Radio Suisse Romande qui nous offre une réflexion. Ça devient particulièrement intéressant pour l’école à 13’55 »:

Le discours sur l’analphabétisme informatique, choisi et consenti par la population, est très intéressant. L’école est au centre. Les Digital Native sont surtout des Digital Naïves!

« L’école c’est un pivot ». « Il y a zéro heure de prévue pour l’enseignement de l’informatique durant toute la scolarité ».

Le constat est sans appel…

 

Pour des Humanités numériques

5 novembre 2017 5 novembre 2017 by , , , , , 0 Commentaire

Pour des Humanités numériques: la place de l’Homme face à la machine, ou la machine priée de rester à sa place.
« On va avoir du numérique dans tout, mais tut ne se réduit pas au numérique ».
Plaidoyer pour une culture du numérique à l’école pour préparer le post-digital, mais inutile de vouloir faire de nos élèves des informaticiens; ils seront de futurs chômeurs remplacés par des IA. Point de vue intéressant sur ce que devraient être les cours de culture numérique à l’école.

La Radio Suisse Romande a diffusé ce samedi une émission très intéressante sur le sujet, avec comme invité Dominique Vinck, professeur à l’UNIL. L’émission se réécoute ici.

Du coup, je me suis empressé de commander le livre de Dominique Vinck: Humanités numériques : La culture face aux nouvelles technologies (ed. Le Cavalier Bleu).

Semaine suisse de sensibilisation à l’informatique

3 novembre 2017 3 novembre 2017 by , , , , 0 Commentaire

La semaine suisse de sensibilisation à l’informatique (notre équivalent de la Code Week, qui tombe toujours pendant les vacances d’automne) aura lieu cette année du 4 au 10 décembre 2017. Durant cette semaine, les enseignants sont invités à réaliser avec leurs élèves des petits exercices de programmation à la portée de toutes et tous.

On trouve deux exercices réalisés par la Haute École Pédagogique FHNW, destinés aux élèves de 7P à 11S. A cela s’ajoutent tous les exercices de la « Hour of Code », traduits en français. Ces exercices sont prévus pour durer une ou deux périodes et permettre aux élèves une introduction à la programmation informatique.

Le Service de promotion des sciences de l’EPFL propose aussi des activités pour cette semaine.

A part cela, vous pouvez toujours réaliser une activité avec la Bee-Bot en enfantine, ou utiliser les robots Thymio II pour participer vous aussi à la Semaine du Code!

Inscrivez-vous!

Vis ma vie d’enseignant

22 janvier 2017 22 janvier 2017 by , , , , 0 Commentaire

« Décrivez une journée-type de votre travail »

Comment dire… après avoir mis en panne un téléphérique hier, j’ai participé, ce matin, au montage d’une antenne FM en montagne, dans la neige par -15°C et à l’installation d’un émetteur FM dans une cave, avant de regagner la base, entourée de gros ballons de toutes sortes, tout en suivant l’interview d’une conseillère d’Etat et en cherchant un bouvier et son boeuf. Bref, la routine du boulot d’enseignant!

Incompatibilité d’humeur entre l’antenne et le téléphérique. Le divorce est inévitable.

C’est beau, un antenne dans la montage… c’est aussi glacial!

Une vraie carte postale!

Sur la photo: une cave d’un particulier squattée, un émetteur FM, un patron sympa, un modem 4G, une carte son et un Mac pour récupérer la webradio, avant de l’envoyer dans l’émetteur FM. Je vous laisse identifier qui est qui.

Retour à la base. Si la Semeuse est le café que l’on savoure, le RadioBus, c’est la radio qu’on écoute!

Et une Conseillère d’Etat devant les micros!

Le Valais envahit le Pays de Vaud. Au premier plan, il s’agit de mini-mongolfières, radiocommandées.

Ça se bouscule!

Tout gamin, je passais une semaine en février, chaque année, à Château d’Oex, pour faire du ski. Cette montgolfière a toujours accompagné mes vacances. C’est sympa de la retrouver dans un cadre professionnel, 30 ans plus tard.

Création d’un tampon encreur à la découpeuse laser et imprimante 3D

18 janvier 2017 7 mai 2024 by , , , , , , 4 Commentaires

Ma femme Carine, pour l’un de ses cours AC sur l’art postal, a besoin d’un faux tampon postal d’Attalens, d’un diamètre de 6.5 cm.

La réalisation d’un tampon sur mesure par une entreprise spécialisée est trop onéreux… et surtout pas dans l’esprit maker.

Voilà le résultat:

Réalisation du tampon

Création du design

Un tampon postal est graphiquement relativement simple. Comme il est réalisé à l’aide d’une découpeuse laser (on le verra plus loin), il nous faut une image vectorielle, au format SVG. Pour la réaliser, on peut utiliser différents logiciels, comme Illustrator (MAC/PC, payant et très cher), Inkscape (MAC/PC, open source et gratuit) ou Intaglio (MAC, payant, mais présent sur le master cantonal vaudois).
Intaglio est clairement le plus simple d’accès (inspiré de l’ancien module vectoriel d’AppleWorks), mais aussi le plus limité en fonctions.

Pour créer le château, j’ai importé une photo et ai simplement suivi les bords avec l’outil Trait.

Le tampon est réalisé en assemblant les différents éléments: texte, château, cercles…

Une fois le tampon réalisé, il faut le mettre en négatif et en miroir, avec le choix de couleur correspondant à la fonction marquage de la découpeuse laser. Comme la découpeuse laser du FabLab de Fribourg est pilotée depuis Inkscape, j’utilise ce programme pour finaliser mon projet.

On envoie ensuite le tout à la découpeuse laser. Il existe une matière de type caoutchouc spéciale pour faire les tampons sur les découpeuses laser. Cette dernière va commencer par graver le tampon, avant de faire un tour de découpe.

La découpe a été réalisée sur la découpeuse laser du FabLab de Fribourg. On trouve aussi des FabLabs à Renens, Nyon, Neuchâtel, Sion, Bienne, Ins, Genève, Berne, ainsi qu’à la HEP Vaud.

Réalisation de la poignée

La poignée a été créée directement sur Thingiverse. En supprimant le texte; on se retrouve avec un fond plat pour y coller le tampon.

On imprime ensuite la poignée avec une imprimante 3D.

Au final, le résultat donne un tampon personnalisé parfaitement fonctionnel, pour un coût entre 3 et 5 CHF.

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Lego Mindstorms EV3 Education disponible gratuitement

16 janvier 2017 16 janvier 2017 by , , , 0 Commentaire

Le programme Lego Mindstorms EV3 Education est maintenant disponible librement à l’adresse suivante:

https://education.lego.com/en-us/downloads/mindstorms-ev3

 

On y trouve aussi de nombreuses activités pédagogiques en anglais autour des EV3

L’esprit maker: le miracle au quotidien

2 janvier 2017 2 janvier 2017 by , , , 0 Commentaire

Pour commencer 2017 sur une note positive, je vous propose une belle histoire qui résume tout ce que j’aime dans mon métier: l’esprit maker pour rendre le monde meilleur.

Lorelei, la fille de 5 ans de Bodo Hoenen est tombé gravement malade. Elle a eu son bras gauche presque totalement paralysé. Sans aucune expérience dans le domaine, son papa a décidé de lui créer une prothèse de rééducation myoélectrique à l’aide d’imprimantes 3D et d’Arduino.

Cette prothèse de coude, munie d’un actuateur linéaire, doit aider à la rééducation de Lorelei. Le papa a sollicité et reçu de l’aide de makers du monde entier pour créer cette prothèse. Elle est dix fois plus légère et dix fois moins chère qu’une prothèse standard. Ce qui est particulièrement important pour une enfant de 5 ans en pleine croissance et qui devra donc voir ses prothèses d’adapter à son évolution morphologique.

Son papa a présenté le projet dans cette vidéo:

Où comment un papa se découvre des compétences de makers et expérimente la solidarité de la communauté pour aider sa fille. Le travail réalisé, autant par le papa que par Lorelei est impressionnant.

Vous pouvez suivre le projet sur la page Facebook du papa: « Our kids can do anything ».

 

Source: http://www.additiverse.com/video-un-pere-fabrique-une-prothese-de-coude-par-impression-3d-pour-sa-fille-handicapee/

 

 

Découvrir le monde avec un simulateur de marche

21 décembre 2016 21 décembre 2016 by , , , 0 Commentaire

Randomstreetview.com est un site qui se base sur le service Streetview de Google et qui nous téléporte virtuellement, instantanément et surtout de manière aléatoire n’importe où sur le monde, pour peu qu’il soit couvert par Streetview.

Il s’agit d’un moyen très ludique d’explorer le monde, de visiter des lieux au hasard. Et pour cela, pourquoi ne pas construire un simulateur de marche?

On peut se déplacer dans Streetview avec les touches de direction. Sur https://randomstreetview.com, la barre espace permet de sauter au hasard ailleurs sur la planète. Alors voici notre simulateur de marche:

Un MakeyMakey fait le lien avec l’ordinateur.

Et c’est parti pour une promenade en Afrique du Sud, dans la pampa argentine ou à Tokyo!