LA FABRIK DES MATHS : grands axes & thématiques

LA FABRIK DES MATHS : LES GRANDS AXES

Le projet se décline sur 4 grands axes :

1. Conception, création et fabrication d’outils pédagogiques et scientifiques par le Fablab du LOREM
2. Intervention de l’équipe du Fablab dans les classes en soutien des Profs qui le souhaitent
3. Proposition d’ateliers Fablab destinés aux élèves volontaires
4. Organisation et/ou participation à des événements ludo-scientifiques et artistiques (Art Numérique)

Conception, création et fabrication d’outils pédagogiques et scientifiques
Il s’agira de « démonstration par la concrétisation », en créant des outils et/ou des kits manipulables par les Elèves et les Enseignants.

Ces outils seront différenciés selon le type d’établissement et les demandes spécifiques des Profs.
Le Fablab, centre de ressources, modélisera en 3D et fabriquera des outils, soit issus d’une idée interne, soit sur proposition des Profs, voire sur suggestion des élèves.

Cela pourra aller d’une simple reproduction de machine existante à la création ex-nihilo de modules ou kits issus d’une réflexion interne au Fablab ou sur une idée des Profs.

Intervention de l’équipe du Fablab dans les classes
Ces interventions seront effectuées en priorité dans le domaine des Maths, mais pourront concerner également les disciplines scientifiques (Physique-Chimie, Technologie, SVT, …), et même s’étendre aux Arts Plastiques et à la Musique, voire à des matières comme le Français, puisque des outils comme l’IA peuvent être utilisés dans les classes.

Afin de protéger le matériel utilisé (robots, bras robotiques, casques VR, ordinateurs portables, machines de calcul, …) et d’éviter le déplacement quotidien de matériel lourd et sensible, le projet prévoit une demande de financement d’investissement parallèlement à celui de fonctionnement.

Les Profs auront ainsi le matériel de base nécessaire déjà sur place et il en sera de même pour les intervenants de l’équipe du LOREM.

Les membres du Fablab viendront en appui et uniquement sur sollicitation de l’établissement et des enseignant.e.s concerné.e.s. Leur intervention sera d’abord technique et toujours sous la direction de l’établissement et de l’enseignant.e.s.

Proposition d’ateliers Fablab destinés aux élèves volontaires
Ces ateliers seront hebdomadaires et à des plages horaires prédéfinies (fixes). Ils seront prioritairement axés « Ludothèque Numérique » :

• Arduino : programmation et conception système électronique (jeux de lumières, …
• Programmation de jeux vidéo (RPG Maker, langage Ruby, …)
• Robotique : programmation par blocs, programmation Python, programmation bras robotique, …
• Fabrication numérique : modélisation et impression 3D, dessin vectoriel, découpe laser, …
• Pratique de la photo et vidéo (y compris 3D stéréoscopique), création lenticulaire
• VR (Réalité Virtuelle/Réalité Mixte) : pratique et création de contenu VR/MR.

Organisation et/ou participation à des événements ludo-scientifiques et artistiques (Art Numérique)
Ces animations viennent en complément des interventions en classe et les créations/fabrications d’outils pédagogiques, afin de mettre en évidence l’ensemble des réalisations et de susciter et stimuler l’imagination créative. Exemples :

• Expo des outils créés (grand format) : « singe calculateur », balances de calcul, pendules harmoniques, …
• Journées Portes Ouvertes du Fablab
• Expos thématiques basées sur les créations du Fablab : billard elliptique à 1 trou (Maths), Cubes-miroirs infinis (Physique), instruments de musique fabriqués au Fablab (Musique, Physique, …)
• Expos de créations artistiques basées sur des constructions lumineuses (Maths, Physique, Arts Plastiques, …) : Fleurs interactives grand format (3m de diamètre) avec programmation Arduino, …

…

LA FABRIK DES MATHS : LES THEMATIQUES

Le détail du projet sera à élaborer avec les différents intervenants et notamment les Profs, mais une trame servant d’appui et facilitant la rédaction et la concrétisation du projet pourrait se baser sur des exemples de création dans les thématiques suivantes :

• MATHS & ROBOTIQUE (Programmation)
  Exemples : 
  • Initiation à la programmation par blocs (programmation Blockly), via les bras robotiques NED2 de Niryo (Primaire, Collège)
  • Initiation à la programmation en langage Python, via les bras robotiques NED2 de Niryo (Collège, Lycée)
  • Création par le Fablab de modules préprogrammés, directement utilisables par les Profs et les élèves dans les classes ainsi que lors de démonstrations (expos, ateliers, …).
  • Utilisation de « robots-compagnons » du type Buddy (« robot émotionnel » de Blue Frog Robotics) dans les classes, aussi bien comme aide technique que d’apprentissage.
• MATHS & VR-AR-MR (Réalité Virtuelle – Réalité Augmentée – Réalité Mixte)
  Exemples : 
  • Création de contenu 3D adapté aux programmes de Maths du Collège et du Lycée
  • Utilisation des casques VR et MR pour une approche ludique des Maths (résolution de problèmes)
• MATHS & IA (Intelligence Artificielle)
  Exemples : 
  • Génération par l’IA de problèmes diverses de Maths (Profs/Primaire, Collège et Lycée)
  • Utilisation de l’IA pour la résolution de problèmes diverses de Maths (Elèves et Profs/Collège et Lycée)
  • Génération de code de programmation (Elèves et Profs/Collège et Lycée)
  • Génération de textes et d’images (TODO : à étudier !!!)
• MATHS & FABLAB (« La Fabrik des Théorèmes »)
  Exemples : 
  • Fabrication d’outils de calcul (Primaire)
    • Bouliers,
    • Balance de l’addition,
    • Singe calculateur,
    • Balance de la multiplication
  • Utilisation de machines et outils créés ou reproduits par le Fablab (Primaire et Collège)
    (avec le soutien et la participation active de l’équipe de l’« Aventure du Calcul », partenaire du LOREM, https://onvaessayer.org/aventureducalcul/introduction.php, laquelle intervient déjà dans les classes de Maths du Collège François Villon) 
    • caisses enregistreuses,
    • Pascaline,
    • bâtons de Neper
  • Utilisation de machines et outils créés ou reproduits par le Fablab (Primaire et Collège) et ayant le soutien et la participation active de membres du Palais de la Découverte, partenaire du LOREM et pour lequel le Fablab réalise des constructions qui y seront visibles dès sa réouverture prochaine.
  • Création de kits manipulables des identités remarquables (Collège)
    • Des kits complets sont déjà modélisés et fabriqués et directement utilisables. Des variantes, y compris avec des matériaux différents, sont envisagées.
  • Création de kits de « démonstration » de théorèmes, comme par exemple pour le Théorème de Pythagore, dont les modules pourront être déclinés sous différentes formes (Collège) :
    • Créations utilisant des boules ou de microbilles
    • Kits en forme de puzzles
    • Modules utilisant des bacs étanches remplis de liquide coloré
    • Triangle égyptien (corde à 13 nœuds)
    • Les Maths et la modélisation 3D (Collège, Lycée)
    • Les Maths et le Dessin vectoriel (Primaire, Collège)
    • Les Maths et la Programmation (programmation de LEDs via Arduino / approche ludique)