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Version du 3 mai 2022 à 14:09

Cette page est dédié au programme et ressources du cours STIC IV du Master MALTT. Elle est En modification éternelle. Voir aussi les anciennes éditions.
Sous-pages associées au cours STIC IV:

Thèmes de l'édition 2021-22 - Capter les signes de changement avec l'électronique

Le thème de l'édition 2021-22 serait la communication du changement d'un état à un autre. Nous utiliserons l'électronique pour capter des données de l'environnement et les traiter avec l'électronique et le numérique pour les communiquer à travers un changement perceptible d'un objet programmé. Ce thème assez large fera l'objet d'une séquence pédagogique à développer, dont la réalisation de votre dispositif électronique en fera partie. La séquence et l'objet réalisé doivent servir à répondre à un objectif d'apprentissage disciplinaire, en plus des compétences numériques ou informatiques (p.ex. lié a l'humidité, la kinetique, la couleur et la lumière, ou autre phénonene).

Objectifs

Objectifs du cours

Au plan technique

  • Se familiariser à la programmation de cartes électroniques de type Arduino ou Adafruit Circuit Playground Express et Arduino
  • S'initier aux bases de l'électronique et la fabrication digitale
  • Consolider vos bases de programmation.

Au plan conceptuel

  • Adopter une démarche design thinking dans la conception et la fabrication numérique et l'ingénierie pédagogique
  • Réaliser une séquence pédagogique qui comprend la réalisation d'un objet numérique fabriqué et vise de développement de compétences numériques plus au moins une compétence disciplinaire autre que celles liées aux compétences numériques ou informatiques.

Objectifs pédagogiques

  • Développer des connaissances et compétences numériques comme le dessin vectoriel ou encore la programmation (Barlex, 2011[1]),
  • Développer des connaissances et compétences disciplinaires comme les mathématiques, les sciences (Blikstein, 2013[2]) ou encore l'art visuel (comme par exemple le cours de B. Emery et S.Lauper Conception assistée par ordinateur, enseignants au Collège Calvin à Genève).
  • Développer des compétences transversales dites compétences du 21e siècle comme la pensée critique (Blikstein, 2018 [3]), la résolution de problèmes (Blikstein, 2013), la créativité (Blikstein, 2013; Schön & al., 2014 [4]) et aussi des compétences en design (Brady, 2017 [5]).
  • Développer des compétences métacognitives à travers sa propre activité de conception et de fabrication en envisageant leurs apports pour votre propre apprentissage.
  • Appliquer des connaissances acquises en ingénierie pédagogique dans l'intégration d'un dispositif conçu pour un usage pédagogique prescrit.

Présentation du cours

Déroulement

Ce cours se déroule en deux temps :

Chaque période:

Réalisation d'activités hands-on tutorées destinées principalement à vous familiariser avec les technologies et la programmation de cartes électroniques et les technologies accessoires à fabrication numérique (découpe vinyle, la gravure-découpe laser, l'impression 3D, la broderie numérique).

  • Initiation à l'électronique
  • Initiations aux technologies de fabrication numérique (à faire indépendamment avec accompagnement sur rdv).
  • Ateliers midis du making + tutoriels existants

Réalisation d'un grand projet (sujet au choix à valider avec l'équipe enseignante) sur les technologies pour capter le changement. Vous devrez travailler avec les cartes électroniques et une ou plusieurs autres technologies de votre choix (gravure-découpe laser, impression 3D, Broderie numérique, découpe vinyle).

  • Grand projet : idées
  • Grand projet : consignes
  • Grand projet : template

Dates

Période 4 : Mardi 1 mars - après-midi, jeudi 3 mars - matin

Période 5 : Mardi 5 avril - après-midi, jeudi 7 avril - matin

Période 6 : Mardi 3 mai - après-midi, jeudi 5 mai - matin

Support et assistance

Questions / forum
  • Pour les questions génériques, utilisez la page discussion STIC Discussion:STIC IV (2021)
  • Pour les questions relatives à chaque activité (activités d'initiation, idées de projet), utilisez les pages discussions de ces activités.
Ateliers de support et de fabrication

En complément du cours, nous vous offrons plusieurs ateliers de supports pour vous aider dans la conception et la fabrication de vos objets. Pour une question d'organisation et de précautions sanitaires, ces ateliers auront lieu sur RDV. Inscrivez-vous dans la page STIC:STIC IV (2021)/Calendrier de RDV STIC IV.

Liste des participant-e-s

Veuillez SVP inscrire votre prénom/nom si vous souhaitez suivre le cours STIC IV au semestre de printemps 2022.

  • Jérôme Humbert
  • Anne Sorin
  • Tamara Crétard
  • Arthur Deschamps

Machines et matériel

Ce cours nécessite du matériel et de l'équipement. Nous allons mettre les machines de TECFA à disposition en S01 à Uni Pignon (cf. calendrier de RDV) ou dans le bureau 510. Nous allons aussi vous fournir le matériel nécessaire pour vos exercices. Concernant les projets, nous avons commandé du matériel, mais nos réserves sont limitées. Selon l'ambition de votre projet, il se peut que vous ayez à vous procurer du matériel vous-même.

Hardware (composants)

  • Carte Arduino REv3
  • Kit Circuit Playground Express (1 kit par personne)

Plus de détails concernant le matériel disponible sous Matériel à disposition et besoins éventuels.

Logiciels

Dessin vectoriel

Utilisé pour la découpe laser ou vinyle et la broderie

  • Inkscape : Installer la dernière version stable inkscape 1.0.2 Attention: Inkscape ne soutient pas encore des écrans à haute résolution ("High DPI"). Lisez les instructions dans l'article Edutech wiki Anglais.

Électronique

  • MakeCode, plateforme en ligne, utilisée pour les cartes Adafruit Circuit Playground Express mais aussi d'autres cartes.
  • Arduino, logiciel standalone ou plateforme en ligne, utilisé pour coder les cartes Arduino, mais aussi d'autres cartes.
  • Tinkercad, plateforme en ligne pour la conception de circuits électroniques
  • CircuitLab éditeur en ligne de dessin de schéma électronique (aucune sauvegarde sans abonnement)
  • Circuit Diagram Web Editor, éditeur en ligne de dessin de schéma électronique
  • EasyEDA, editeur de schéma de circuit et convertisseur en PCB (printed circuit board)
  • Fritzing editeur source libre (mais demande un don de 10 euros, bien mérités) de schéma de circuit visuel, graphique et convertisseur en PCB (printed circuit board)

3D

Broderie numérique

  • InkStitch, une extension de Inkscape pour la broderie. Si vous ne savez pas installer une extension dans Inkscape, consulter la page extension ou cette page pas à pas d'installation
  • Design Era/Stitch Era : peu de licences disponibles. Ces licences sont installées sur les PC de TECFA. Si vous avez un projet axé sur la broderie numérique nous recommandons ce logiciel qui est très bien documenté au niveau tutoriels dans ce wiki. Voir à ce propos le guide de tutoriels Stitch Era.
Laser

Pour la préparation à la découpe et la gravure : paramètres selon le choix de support (matériel à découper). Ces logiciels nécessitent d'être connecté à la machine pour afficher les options.

  • Logiciel propriétaire de Trotec Speedy 100R (installé sur notre ordinateur "contrôleur")
Vinyle

Pour la préparation à la découpe : paramètres selon le choix de support (matériel à découper). Ces logiciels nécessitent d'être connecté à la machine pour afficher les options.

Machines

Sources d'images vectorielles

Programme et productions

Installations de base en préparation

Avant la semaine présentielle

Veillez à installer ou ouvrir un compte pour un accès aux logiciels suivants

  • MakeCode, plateforme et logiciel en ligne, utilisée pour les cartes Adafruit Circuit Playground Express mais aussi d'autres cartes.
  • Arduino, logiciel standalone ou service en ligne, utilisé pour coder les cartes Arduino, mais aussi d'autres cartes.
  • Tinkercad, plateforme et logiciel en ligne pour la conception de circuits électroniques
  • CircuitLab éditeur en ligne de dessin de schéma électronique (aucune sauvegarde sans abonnement

Pour les ateliers d'initiation :

Découpe laser ou vinyle : Inkscape, Installer la dernière version stable inkscape 1.1.1

  • Attention: Inkscape ne soutient pas encore des écrans à haute résolution ("High DPI"). Lisez les instructions dans l'article Edutech wiki Anglais.

Broderie : InkStitch, une extension de Inkscape pour la broderie. Si vous ne savez pas installer une extension dans Inkscape, consulter la page extension ou cette page pas à pas d'installation

3D : Utlimaker Cura (en:Slicers and user interfaces for 3D printers), OpenScad (langage de programmation 3D)

En cas de besoin, contactez-nous via la page discussion si vous rencontrez des difficultés lors de l'installation. L'objectif est que vous ayez tout-es des logiciels prêts à être utilisés sur votre machine.

Période 4

Activités en séance

  • Introduction au making et design thinking dans l'éducation
  • Introduction à l'électronique Part 1
  • Environnements et logiciels de conception et dessin de circuits
  • Processus de fabrication multitechnique et planification

Activités hands-on et démonstrations de 3 technologies making (partie 1/2)

    • realisation d'un monstre interactif
Déroulé
Mardi 1 Mars 2022, orientation dessin vectoriel et circuits de base

Activités hands-on et démonstrations de 2 technologies making (partie 1/2)

Jeudi 3 Mars 2022, 3D + broderie

Activités hands-on et démonstrations de 2 technologies making (partie 1/2)

Activités à distance

Activités en présence à compléter

Tous les fichier et sources code sont à déposer sur la page Atelier d'initiation mult-technique sous votre nom, 48 heures avant votre RDV atelier.

Circuit

  • Préparer votre circuit pour le monstre en suivant le tutoriel sur la page Atelier d'initiation mult-technique
  • Rendre une photo du circuit placé sur le feutre pour donner une idée de son placement.

Impression du porte-LED

  • Finaliser et déposer vos fichiers STL. Nous allons les imprimer lors de votre RDV atelier.

Broderie

  • Finaliser et déposer vos fichiers SVG et PES. Nous allons les broder lors de votre RDV atelier.
Faire au moins 2 des 4 activités d'initiation
  • 3D
  • broderie
  • découpe vinyle
  • découpe laser
Grand Projet
  • Définir problématique, sujet du grand projet et objectifs d'apprentissage de la séquence à développer. Développer cette partie en utilisant le template en bas de la page STIC:STIC IV (2021)/Grand projet:idées

Période 5

Programme des deux demi-journées Lors de ces deux demi-journées, nous allons 1) revenir sur les activités initiées lors de la période précédente (activités d'initiation, évaluation), 2) continuer la découverte des principes de bases de l'électronique (manipulation de signaux et d'informations électriques) avec les cartes électroniques 3) réaliser quelques activités hands-on électronique et 4) présenter et discuter vos projets.

Activités en séance

Mardi

Activités d'initiation : état des lieus (20')

  1. Présentation des fichiers et/ou objets réalisés
  2. Discussion : échanges de bonnes pratiques et de tips, suggestions d'amélioration des objets.

Présentation des critères d'évaluation du cours (10')

Principes de base en électronique cont'd (45')

Jeudi

Principes de base en électronique cont'd (2h)

  • Initiation aux cartes électroniques : Arduino
    • capteurs électroniques
    • affichage
  • Environnements et logiciels
    • conception et dessin de circuits Arduino
    • programmation
    • Présentation du matériel à disposition pour vos projets (notamment capteurs analogiques)

Pitchs projet

  • Présentation et discussion des projets (45')
    • Présentation (y compris besoin en matériel)
    • Discussion collective des idées de projet
  • Présentation des activités à distance (30')
    • Présentation des activités à distance et discussion
    • Questions diverses des étudiant-es, discussion P6 (dates/horaires)

Activités à distance

  • Modifier un projet Arduino ou Adafruit existant : apporter 2 modifications (input ou output)
  • Commandes de matériel particulier
  • Scénarisation de la séquence et présentation du design de l'objet qui sera réalisé dans la séquence

Période 6

Activités en séance - mardi

Partie 1 - Présentation des activités d'initiation - état des lieux (20')

Chacun-e dispose de 5' pour présenter ses objets/ Il s'agit de présenter vos fichiers et/ ou vos objets réalisés à partir des descriptifs des pages :

Initiation traceur de découpe
Initiation à la gravure-découpe laser
Initiation à la broderie numérique
Initiation à l'impression 3D
Initiation à l'électronique
Discussion/bilan : bonnes pratiques, difficultés, suggestions d'amélioration des objets etc.

Partie 2 - Présentation des activités wiki (45')

  • Moment de travail pour remplir le tableau de suivi
  • Chacun-e a 5' (maximum) pour présenter ses activités wiki en partant du tableau de suivi vers la présentation de votre contribution (event.).

Partie 3 - Travail sur les projets en version agile (60')

  • Présentation de la gestion de projet agile Scrum et EduScrum (10') :
    • Scrum est une méthode de gestion de projet agile avec des boucles de prototypages rapides (cf. en:Rapid prototyping, blog l'agiliste pour une description rapide). A l'origine, cette méthode concernait le développement de produits logiciels en informatique mais cette méthode s'est étendue à d'autres domaines. En ingénierie pédagogique, il existe des méthodes d'ingénierie pédagogique analytique (ex: ADDIE) et des méthodes agiles (ex: SAM).
    • EduScrum : transposition de Scrum dans l'éducation. Il s'agit d'accomplir des des tâches (en équipe) selon un rythme fixé en déterminant vos propres activités et montrant vos progrès.
  • Utilisation de Eduscrum : un premier pitch suivi de 2 sprints.
    • Pitch de présentation (40')
      1. Préparation des pitchs (20') : au moins petite description à partir de votre sous-page projet (ou 1 ou 2 slides), prototype, 2 grandes étapes ou difficultés à franchir d'ici demain !!
      2. Pitchez ! 3' par projet, une personne présente.
    • 2 x (Sprint -> pause - > pitch)

⏰ Pomodoro : https://pomofocus.io/ (40' pitch, 10' pause, 20' pitch)

Activités en séance - jeudi

Partie 1 - Démo/tuto Jérôme - bluetooth +application (45')

Installer l'application MIT App Companion sur iOs : https://apps.apple.com/us/app/mit-app-inventor/id1422709355 ou Android : https://play.google.com/store/apps/details?id=edu.mit.appinventor.aicompanion3&hl=fr&gl=US

Ajouter l'extension pour le Bluetooth BLE sur App Inventor : https://mit-cml.github.io/extensions/

Partie 2 Travail agile sur les projets

  • Déroulement : 2 sprints (40') + pause (10') + pitch (20' i.e 3' par projet, 1 personne présente)
  • Revue des travaux à faire et les délais

Activités à distance - P6

  • Prise de RDV (1 juin)
  • Materiel à commander (12 mai)
  • Article Wiki (18 juin)
  • Finalisation du projet (2 septembre)
    • Realisation du dispositif et sa documentation dans eduTechWiki
    • Scénario pédagogique : Réalisation du tutoriel pour la réalisation de l'objet qui sera réalisé dans la séquence (instructions pour les apprenant-e-s) ou pour son usage éducatif (scénario d'apprentissage détaillé pour l'équipe enseignante).
    • Participation à la communauté : partage de l'objet/scénario sur réseau (communauté de pratique making)
  • 5 objets des ateliers d'initiation (18 juin)

Références

  1. David Barlex. 2011. Dear minister, this is why design and technology is a very important subject in the school curriculum. Design and Technology Education, 16, 3 (November 2011), 9-18
  2. Paulo Blikstein. 2013. Digital fabrication and ‘making’ in education: The democratization of invention. In FabLabs: Of machines, makers and inventors, J. Walter-Herrman and C. Büching (Eds.). Transcript Publishers, Bielefeld, Chapter 1, 1-21
  3. Paulo Blikstein. 2018. Maker Movement in Education: History and Prospects. In Handbook of Technology Education, M. J De Vries (Eds.). Springer International, Cham, Chapter 30, 419-437
  4. Sandra Schön, Martin Ebner and Swapna Kumar. 2014. The Maker Movement. Implications of new digital gadgets, fabrication tools and spaces for creative learning and teaching. ELearning papers, 39 (July 2014), 14-25
  5. Corey Brady, Kai Orton, David Weintrop, Gabriella Anton, Sebastian Rodriguez and Uri Wilensky. 2017. All Roads Lead to Computing: Making, Participatory Simulations, and Social Computing as Pathways to Computer Science, IEEE Transactions on Education, 60, 1 (February 2017), 59-66. DOI: https://doi.org/10.1109/TE.2016.2622680