Concevoir, fabriquer et programmer une solution

CM2 · Concevoir, fabriquer et programmer une solution

Cahier des charges

Prénom : ____________________ Date : ______________

Prépare une maquette qui transporte un petit objet sur un parcours.

Besoin

Quel service rendre ?

Critères

Donne trois critères mesurables.

Contraintes

Dimensions, matériaux, temps et sécurité.

Essais

Comment vérifier chaque critère ?

CM2 · Concevoir, fabriquer et programmer une solution

Comparer des croquis

Prénom : ____________________ Date : ______________

Dessine deux solutions puis choisis en argumentant.

Montre structure, assemblages, matériau et partie commandée.

CM2 · Concevoir, fabriquer et programmer une solution

Propriété utile

Prénom : ____________________ Date : ______________

Classe le motif principal du choix.

Catégories : Rigidité · Légèreté · Souplesse · Conductivité électrique

CM2 · Concevoir, fabriquer et programmer une solution

Boucle et condition

Prénom : ____________________ Date : ______________

Atteins la cible en utilisant une répétition et une condition “si obstacle”.

Grille 6 × 6. Coordonnées depuis le coin supérieur gauche : x vers la droite, y vers le bas, départ à 0.

Départ : (0, 5), direction nord. Arrivée : (5, 0).

Obstacles : (0, 3) (2, 2) (4, 1)

Écrire un programme avec avancer, gauche, droite, repeter … fin, si obstacle … sinon … fin. Tracer le parcours pour le vérifier.

Plusieurs programmes peuvent convenir. Vérifier chaque déplacement, l’orientation et l’absence de collision ; le robot doit atteindre la case d’arrivée.

CM2 · Concevoir, fabriquer et programmer une solution

Comparer aussi la durée de vie et les ressources

Prénom : ____________________ Date : ______________

Compare deux solutions de maquette qui remplissent le même service. Une solution n’est pas meilleure pour l’environnement uniquement parce qu’elle paraît naturelle.

Service et résistance

Vérifie le même service et le même essai de résistance pour les deux solutions.

Ressources

Liste matériaux et quantités ; indique ce qui est déjà disponible ou réemployé et ce qui doit être acheté.

Durée de vie

Compare solidité, possibilité de remplacer une pièce et démontage sans casser. Distingue un essai effectué d’une durée supposée.

Après usage

Indique les parties réutilisables et les filières de tri réellement disponibles.

Choix

Justifie le compromis retenu ; précise les informations manquantes plutôt que d’inventer un bilan carbone.

CM2 · Concevoir, fabriquer et programmer une solution

Conduire le projet

Prénom : ____________________ Date : ______________

Remets les phases dans l’ordre.

• Rang : ___ · Modifier une solution puis retester.
• Rang : ___ · Tester avec les critères.
• Rang : ___ · Fabriquer la maquette.
• Rang : ___ · Planifier matériaux, tâches et contrôles.
• Rang : ___ · Proposer puis choisir un croquis.
• Rang : ___ · Analyser besoin, critères et contraintes.

CM2 · Concevoir, fabriquer et programmer une solution

Fabriquer et itérer

Prénom : ____________________ Date : ______________

Construis en équipe la solution préparée.

Étape 1

Répartir les rôles.

Étape 2

Contrôler les matériaux.

Étape 3

Fabriquer selon le croquis.

Étape 4

Mesurer les critères.

Étape 5

Programmer et tester.

Étape 6

Modifier un élément.

Étape 7

Reprendre exactement l’essai.

CM2 · Concevoir, fabriquer et programmer une solution

Choisir l’énergie d’un éclairage

Prénom : ____________________ Date : ______________

Compare deux contextes fictifs : un abri sans réseau, ensoleillé le jour, doit être éclairé une heure après la tombée de la nuit ; un appartement raccordé au réseau doit être éclairé le soir. Documents fournis : un panneau photovoltaïque convertit l’énergie reçue de la lumière en énergie électrique ; une batterie peut stocker de l’énergie ; le réseau apporte de l’énergie électrique.

Disponibilité

Pour chaque lieu et moment, indique lumière disponible, réseau présent et stockage nécessaire. Pourquoi le panneau seul ne répond-il pas au besoin nocturne ?

Solutions

Dessine pour l’abri panneau → recharge d’une batterie → lampe, et pour l’appartement réseau → lampe. Compare aussi une lampe à batterie rechargée ailleurs.

Choix raisonné

Justifie le choix avec autonomie, entretien, ressources, durée d’usage et sécurité. Les puissances et capacités ne sont pas fournies : indique qu’il faut les connaître pour dimensionner ; n’invente aucun rendement ou bilan carbone.

Maquette

Pour matérialiser le principe en classe, réutilise uniquement une lampe et une pile scolaires contrôlées par l’enseignant. Ajoute des cartes source/stockage/usage. Les liaisons au secteur restent exclusivement des dessins.

CM2 · Concevoir, fabriquer et programmer une solution

Les étapes de vie d’une gourde

Prénom : ____________________ Date : ______________

Replace les étapes dans l’ordre puis explique les relations.

• Rang : ___ · À la fin de cet usage, privilégier le réemploi si l’objet convient encore, sinon orienter ses composants vers les filières adaptées.
• Rang : ___ · Utiliser, nettoyer et entretenir la gourde ; réparer une pièce si possible.
• Rang : ___ · Assembler, emballer et distribuer la gourde, avec des transports.
• Rang : ___ · Transformer les matières et fabriquer les pièces de la gourde.
• Rang : ___ · Extraire des matières premières, par exemple un minerai métallique.

CM2 · Concevoir, fabriquer et programmer une solution

Repérer information et action dans un robot

Prénom : ____________________ Date : ______________

Objet de référence : un robot scolaire à deux roues motrices avec batterie, capteur de distance, carte de commande et deux moteurs. Ce cas est un schéma fonctionnel documenté par le texte ; si un robot réel est disponible, utilise aussi sa notice. Aucun modèle ou composant n’est présenté comme déjà possédé par la classe.

Repérer

Sur un dessin du robot, place capteur à l’avant, carte, batterie et moteurs aux roues. Associe détecter au capteur, traiter à la carte/programme, agir aux moteurs et alimenter à la batterie.

Chaîne d’information

Trace obstacle détecté → capteur → information à la carte → programme « si obstacle, pivoter ; sinon, avancer » → ordre envoyé aux moteurs.

Chaîne d’action

Trace batterie → commande de puissance → moteurs → rotation des roues → déplacement. Indique quelles flèches transmettent une information et lesquelles de l’énergie ou un mouvement.

Tester le raisonnement

Joue deux cas sur cartes : obstacle absent puis présent. Un élève montre la carte capteur, un autre applique la règle, un autre déplace la maquette. Compare avec le simulateur design-robot. La simulation ne prouve pas qu’un vrai capteur est monté.

Objet réel si disponible

Dans sa notice, retrouve capteur et actionneurs avant un essai encadré ; note les différences avec le modèle à deux moteurs et corrige le schéma.

CM2 · Concevoir, fabriquer et programmer une solution

Paramétrer deux objets qui communiquent

Prénom : ____________________ Date : ______________

Prévois deux cartes micro:bit et un ordinateur avec MakeCode. Le projet officiel « Teleporting duck » fourni en référence contient les blocs à ouvrir ; le simulateur permet la préparation. L’enseignant encadre le transfert et l’alimentation des cartes.

Lire les blocs

Repère initialisation du groupe radio, événement secouer, envoi du message, réception et affichage. Raconte le trajet de l’information entre les deux objets.

Tester

Charge le projet officiel sur les deux cartes avec le même groupe radio. Déclenche l’événement ; relève message envoyé et affichage reçu.

Modifier un paramètre

Change le groupe d’une seule carte ; prévois puis teste la réception. Rétablis ensuite un groupe identique et compare.

Interpréter

Consigne trois configurations et résultats. Distingue information échangée et image affichée. Si tu n’as utilisé que le simulateur, indique-le : l’essai sur les objets reste une étape prévue du protocole, pas une réalisation annoncée.

CM2 · Concevoir, fabriquer et programmer une solution

Protocole de classe

Matériel

• Matériaux de récupération contrôlés
• Outils scolaires adaptés
• Robot ou carte programmable si disponible
• Fiche d’essai

Déroulement

1. Répartir les rôles.
2. Contrôler les matériaux.
3. Fabriquer selon le croquis.
4. Mesurer les critères.
5. Programmer et tester.
6. Modifier un élément.
7. Reprendre exactement l’essai.

Trace et mise en commun

Journal daté : choix, mesures, panne, modification et nouvel essai.

• Quelle modification a réellement amélioré le critère ?
• Le programme observé correspond-il à la trace prévue ?

Outils, découpes, colles et composants uniquement sous les règles fixées par l’enseignant.