Éducation

De Wiki hackable Devices.

Hackable-devices est une plate-forme et une boutique spécialisée dans le « matériel libre », notamment ludo-éducatif.

• Libre parce que les produits proposés garantissent à l'utilisateur la possibilité d'utiliser, d'étudier, de modifier et de redistribuer le produit avec un minimum de restrictions imposées par ses concepteurs.^[1]

• Ludo-éducatif car nous créons et distribuons des kits pour leur valeur ludique et éducative. La pratique nous a en effet convaincus qu'en matière d'apprentissage, l'expérimentation est un complément essentiel à la théorie. Elle assure que l'utilisateur a bien compris les fondamentaux et qu'il ou elle ne « récite pas sa leçon ». Cette démarche permet aussi de ne perdre personne en route, en captant l'attention dès le départ, y compris pour les moins scientifiques ou techniciens chez les plus jeunes d'entre nous.

Notre objectif est donc d'apporter des outils à toutes celles et ceux qui revisitent les méthodes d'apprentissage, dans l'esprit de « La Main à la pâte »^[2], « Les petits débrouillards » ou « Planète Sciences. Nous n'avons d'autre ambition que d'apporter de modestes éléments de réponse à cette question d'avenir: « comment parer à la désaffection actuelle pour les filières scientifiques, dans un monde qui devient toujours plus technique, toujours plus dépendant à l'égard de la science ? ».^[3]

Pour ce faire, quelques produits attirent plus particulièrement l'attention des professionnels de l'éducation:

Sommaire 1 Arduino 2 Pollux'nz City 3 ExpEYES 4 Thing-O-Matic 5 Milkymist 6 Matrice d'intérêt pédagogique potentiel par filière 7 Notes et liens externes

[modifier] Arduino

Arduino est une plate-forme de prototypage électronique facile d'accès. Elle doit son succès à sa simplicité de mise en œuvre et à sa licence libre. En effet, c'est ce qui a permis l'émergence de nombreuses bibliothèques de code, applicables à tous types de projets. Grâce à ces caractéristiques, elle est allée bien au delà de son public technophile initial pour conquérir d'autre communautés de pratique et d'usage, tels que les designers, prototypeurs, artistes et professeurs. Les domaines d'applications sont aujourd'hui très vastes, de l'apprentissage à l'expérimentation en passant par des projets des plus audacieux. On retrouve ainsi l'Arduino et ses variantes dans des domaines aussi divers que l'impression 3D, les véhicules autonomes (Drones), la robotique, les compteurs Geiger, la synthèse audio, etc.. Pour ce qu'on peut en faire, l'imagination en est la seule limite.

Dans un objectif de partage des connaissances et compétences, des kits d'initiations ont été mis au point par la communauté Arduino. Vous retrouverez ces kits dans notre boutique en ligne :

• Le « Starter Pack » qui permet de débuter l'électronique par des expérimentations avec des composants de bases ;
• Le « Workshop Kit » permet d'aller plus loin en associant des capteurs et des composants de base pour faire des montages plus avancés ;
• L' « Experimenter's Pack » est une bonne base pour démarrer des projets, et découvrir des montages types grâce aux patrons de prototypages fournis qui sert d'excellent support d'éducation ;
• Le kit « Lilypad », dérivé de l'Arduino, est destiné à servir de base pour associer la couture et l'électronique.

[modifier] Pollux'nz City

Pollux est une station de mesure environnementale basée sur Arduino, qui permet la mesure, via 5 capteurs dédiés, des éléments suivants:

• Monoxyde de carbone
• Dioxyde d'azote
• Température
• Bruit
• Particules en suspension

Cette plateforme est composée d'un module capteur fonctionnant en autonomie d'énergie, alimenté par des panneaux solaires. Ce dernier envoi les données recueillies vers un récepteur qui, lui, permet de remonter ces informations vers des silos de données sur Internet. À partir de ces données, il sera alors possible de les exploiter afin de générer des graphiques et des interactions entre les utilisateurs.

[modifier] ExpEYES

« ExpEYES » (Experiments for Young Engineers & Scientists – expériences à destination des jeunes ingénieurs et scientifiques) est un outil bon marché, conçu par des enseignants afin de favoriser l'étude par l'expérimentation dans les classes dès le collège.

L'« ExpEYES » est d'abord un boîtier muni d'entrées/sorties ayant la même architecture qu'un Arduino, en intégrant en plus des générateurs de fonctions, et des montages à ampliops. Une fois connecté à un ordinateur (par USB), il permet l'intéraction par les applications proposées. Son intérêt principal réside dans les nombreuses expériences qui lui sont associées (une cinquantaine à l'heure actuelle, chacun étant libre d'en proposer de nouvelles), allant de la simple comparaison entre courant continue et alternatif, jusqu'à la mesure de la vitesse du son ou la visualisation des effets d'une transformée de Fourier. C'est un excellent outil pour confronter de manière tangible et visuelle la théorie à des mesure pratiques, illustrant au passage un des fondamentaux de la démarche scientifique.

Le manuel d'utilisation (wiki ou pdf), les expériences et le logiciel sont d'ores et déjà disponibles en français pour Linux et Windows, grâce l'implication de Georges Khaznadar. Autre avantage, et non des moindres, ce kit est livré complet dans un boîtier plastique. Il peut donc sortir lorsque les salles de classe ferment leurs portes, permettant aux étudiants de continuer l'expérimentation chez eux, en dehors des sentiers battus.

Enfin, le kit comprenant des composants courants ou facile à trouver et l'électronique du boîtier étant intégralement en composants traversants (donc faciles à changer, à réparer), ce kit peut être réparé, modifié ou amélioré par les professeurs pour mieux s'adapter à leurs programmes pédagogiques.

[modifier] Thing-O-Matic

La Thing-O-Matic, imprimante 3D livrée en kit ou pré-montée, est une machine à commande numérique « de bureau ». Elle permet de matérialiser n'importe quel prototype provenant d'un modèle tridimensionnel virtuel. Simplement dit, à partir d'un objet 3D scanné ou modélisé par ordinateur grâce à un logiciel dédié (tel que Blender, Solidworks...^[9]) ou récupéré sur internet via des sites communautaires comme Thingiverse. Vous obtenez grâce à cette imprimante, l'objet réel, imprimé à partir de plastique^[10], matérialisation de votre fichier numérique d'origine.

De par sa richesse et son ouverture, elle est, au delà d'une imprimante permettant un prototypage rapide, un formidable support éducatif, car elle peut s'appréhender sous divers angles. Grâce à elle, vous avez en mains un support pédagogique, amusant, curieux et captivant, vous permettant d'aborder la modélisation à deux ou trois dimensions, la programmation de haut ou de bas niveau, la mécanique, la commande numérique et la découpe laser, la plasturgie ou encore l'électronique.

[modifier] Milkymist

Milkymist est une plateforme offrant de nombreuses entrées et sorties standard^[11] permettant d'appliquer des traitements numériques en temps réel entre ces entrées et sorties. Avant tout destinée aux « Video-Jockeys », afin de leur permettre de manipuler et créer des effets vidéos, elle a un très large champ des possibles. Concrètement, c'est une machine autonome, dont les effets sont programmables à l'aide d'un langage algébrique^[12] proche des langages utilisés par des applications comme Adobe AfterEffects. Cet outil est idéal pour s'intégrer aux cursus portant sur l'audiovisuel.

Dans le cadre des études supérieures, notamment dans les filières étudiant les microprocesseurs ou les microcontrôleurs, cette plateforme peut être un excellent outil pédagogique. En effet, basée sur un FPGA (Field-Programmable Gate Array, réseau de portes programmables in situ)^[13], elle peut permettre l'étude, de manière tangible, d'une architecture par l'expérimentation en reflashant les parties d'intérêt. Mais l'architecture proposée est-elle même intéressante, c'est un SoC complet basé sur l'architecture LM32 (LatticeMico32).

Plate-forme totalement ouverte, du code source aux schémas des circuits électroniques, même les outils de compilation et flashage FPGA sont libres. C'est donc un outil de choix pour l'apprentissage de la programmation en C, en VHDL ou pour la simulation d'architectures matérielles.

[modifier] Matrice d'intérêt pédagogique potentiel par filière

Produit	Collège		Seconde				Baccalauréat Général		Baccalauréat Technologique		Baccalauréat Professionnel			Enseignement Supérieur
	Confort et Domotique	Projets pluridisciplinaires	SI	CIT	MPS	S&L	SI	SVT	STI	STL	AMA	IG	SEN	IUT, BTS, Université
Pollux'nz City	X	X	X	X	X	X	X	X	X	-	-	X	X	X
Babyfoot	-	X	X	X	-	X	-	X	X	-	-	X	X	X
Arduino	X	X	X	X	X	X	-	X	X	X	-	X	X	X
Expeyes	-	-	X	X	X	X	-	-	X	X	-	X	X	X
Makerbot	-	X	X	X	-	X	-	X	X	X	X	X	X	X
Milkymist	-	-	X	X	-	X	-	X	X	-	-	X	X	X

[modifier] Notes et liens externes

1. ↑ Voir la définition du matériel libre sur wikipédia
2. ↑ Programme éducatif initié par George Charpak, Pierre Léna et Yves Quéré
3. ↑ Voir la description du programme « La Main à la pâte » sur Wikipédia
4. ↑ Science de la Vie et de la Terre
5. ↑ Science de l'ingénieur
6. ↑ Sciences et Technologies Industrielles
7. ↑ Sciences et Techniques de laboratoire
8. ↑ Systèmes Électroniques Numériques
9. ↑ ou tout autre modeleur 3D capable de générer des fichiers au format .stl
10. ↑ ABS ou PLA
11. ↑ Son analogique, DMX512, MIDI, Réseau/OSC
12. ↑ Flickernoise basé sur milkdrop
13. ↑ Le FPGA est au processeur ce que le CD-RW est au CDROM. Voyez le comme du «silicium réinscriptible», qui peut être reprogrammé logiquement après sa fabrication.