par Henri Boutet, Julien Pavageau
Utilisations pédagogiques
À premier abord, des applications simples peuvent nous venir à l’esprit, par exemple calculs d’aires, de volume, repérage dans le plan et dans l’espace.
Mais en cherchant un peu plus, nous pouvons trouver des applications de calcul littéral, des puissances, du Pythagore, de la trigonométrie, de la proportionnalité, des agrandissements dans l’espace...
Dans les différents onglets ci-dessous, dont deux sont rédigés par Julien Pavageau (Impression 3d et Programmation ainsi que quelques pistes dans le dernier onglet), vous trouvez de telles expériences menées en classe ainsi que des projets ou de simples pistes non encore testés mais qui me semblent prometteurs.
Calcul littéral
Je vais raconter ici une des expériences que j’ai pu mener en classe de 4ème.
Il s’agit d’une activité classique, où l’on fait un carré avec des carreaux mais on ne colorie que les carreaux du bord (celui là).
L’adaptation de cet exercice à Minetest est plutôt simple : effectuer la construction dans Minetest plutôt que sur feuille.
En classe, j’ai mené cet atelier de manière un peu improvisée. C’était en classe entière, dans une salle de classe normale, donc un seul ordinateur (avec vidéo projecteur). J’ai installé sur le jeu un élève peu scolaire aux résultats relativement faibles, mais dont j’étais sûr des compétences Minecraftienne.
Premièrement, faire la figure peut être pour certains élèves réfractaires aux maths une source de blocage (ou de motivation). Ici, l’élève au clavier et à la souris n’a pas éprouvé de difficulté à la reproduire. Le reste de la classe, attentif, observait la construction avec curiosité.
Après une construction pour 4 blocs puis 5 blocs de côté, j’ai alors demandé de trouver des techniques de calcul pour trouver le nombre de blocs utilisés pour construire la figure sans compter les blocs un par un. Sont alors apparus sur mon tableau les schémas de la question 2 de l’activité (ainsi, avec un peu d’aide, que celle avec la formule d’aire d’un carré).
Le passage de l’utilisation de « blocs » et « côté » à l’utilisation de la variable n a été plus dur. Néanmoins, je considère l’activité comme ayant bien fonctionné car j’ai pu motiver et donner envie de participer aux élèves, y compris ceux qui n’accrochent pas à un cours de mathématiques plus « classique ».
Calcul mental
Grâce au mod [1] « teaching » disposant de blocs de contrôle, j’ai créé une arène de calcul mental. Le but est simple : effectuer du calcul mental dans Minetest . D’abord une présentation en images :
Cette expérimentation a eu lieu avec une classe de 5ème de 22 élèves. Elle a duré une dizaine de minutes. Le jeu étant conçu pour 8 personnages jouant en même temps, des équipes de 2 ou 3 joueurs ont été faites. J’ai ensuite réparti les élèves dans la salle. Bien que les couloirs du début soient identiques (image 1), il y a au bout de ce couloir un télé-porteur qui emmènera le joueur dans une zone de difficulté adaptée à son profil. On aperçoit très bien ces zones sur l’image 2.
Outre le côté calcul mental, cette activité présente de nombreux avantages :
La difficulté des calculs est adaptée aux joueurs, chaque équipe peut mettre autant de temps qu’elle le souhaite pour répondre à un calcul. À noter qu’un bloc bien placé fera apparaître une récompense (un petit diamant virtuel dont l’élève devra se saisir). Ce diamant n’apparaîtra que si un bon nombre est posé sur le bloc de vérification. Sinon, l’élève peut retenter autant de fois qu’il le souhaite.
La récompense à l’aide des petits diamants virtuels rajoute un côté compétition que les élèves ont particulièrement apprécié, et comme les calculs sont différenciés, tout le monde a une chance de gagner. Notons également qu’il n’y a pas de barrières entre les zones et que les élèves sont libres d’aller où ils veulent dans l’arène. Cela rajoute un peu de motivation grâce au côté compétitif.
Parmi les points négatifs, il y a eu quelques bugs techniques (j’ai oublié de configurer certains blocs réponses) et chutes de l’arène (car pas de barrières sur les bords). Il y a aussi la durée de préparation : une dizaine d’heure pour l’arène (qui ne sera plus à refaire pour les prochaine fois car il suffira juste de changer les calculs) et quelques minutes de préparation de la salle informatique (pour gagner du temps sur l’allumage des pc et des sessions).
De retour en classe, j’ai pris le temps de discuter de l’expérience avec les élèves. Bien sûr, les bugs sur les blocs réponses ou des vols de diamants (sic) ont été relevés mais les élèves ont beaucoup apprécié l’activité. Je cite : « On fait des maths et on s’amuse », « on est tous ensemble dans l’arène », « Minetest c’est sympa », « on aime bien la compétition avec les diamants », « on peut ré-essayer plusieurs fois pour trouver la bonne réponse ».
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Impressions 3d
L’équipe du Poitou-Charentes de l’association “Les petits débrouillards” a mis au point une procédure qui permet d’exporter des constructions faites dans Minetest vers une imprimante 3d. Tout le nécessaire, accompagné d’un tutoriel complet est accessible à cette adresse.
Il est alors possible de réaliser physiquement toute construction modélisée dans l’environnement du jeu comme par exemple, ci-dessous, l’église de « Notre Dame La Grande » de Poitiers ou l’éponge de Menger :
Ces deux réalisations font l’objet d’un article déjà présenté dans cette brève qui décrit également une activité plus pédagogique que j’ai expérimentée à l’occasion de rencontres CM2/6ème et dont vous trouverez ci-dessous les grandes lignes (vous trouverez plus d’informations et tous les documents nécessaires dans l’article précédemment cité ou sur cette page du site de mon collège).
Les 80 ans du cube Soma avec Minetest
Le cube Soma fait partie des nombreux puzzles dont les pièces sont des polycubes et dont la réalisation sous Minetest est par conséquent extrêmement simple. Dans cette activité, la majeure partie du temps est consacrée à une recherche exhaustive des pièces [1] sur papier pointé.
Minetest n’est utilisé qu’en fin de séance pendant une très courte durée mais son intérêt est multiple :
– motivation : permet d’éveiller dès le début de l’activité l’intérêt des élèves
– collaboration : contribue à cet aspect essentiel de la rencontre dont l’objectif premier est de permettre aux élèves de CM2 d’échanger avec les élèves de 6ème
– “remédiation” : offre la possibilité aux élèves qui en éprouvent le besoin de “donner vie” aux perspectives réalisées sur papier car l’écran utilise cette représentation (les objets étant peu profonds, la différence avec la perspective cavalière n’est pas vraiment gênante) tout en autorisant à tourner autour de la pièce.
Vous trouverez ci-dessous une vidéo qui commence par une capture du travail collaboratif des élèves sous Minetest puis se termine par l’impression des pièces après exportation :
Programmation
Il s’agit d’une utilisation du jeu en lien direct avec le nouveau programme en particulier avec celui de cycle 3 où on trouve les connaissances et compétences suivantes :
– Se repérer, décrire ou exécuter des déplacements, sur un plan ou sur une carte.
– Accomplir, décrire, coder des déplacements dans des espaces familiers.
– Programmer les déplacements d’un robot ou ceux d’un personnage sur un écran.
– Réaliser une figure simple ou une figure composée de figures simples à l’aide d’un logiciel.
Faute de n’avoir pas encore trouvé de mod suffisamment développé pour être utilisé avec des élèves, je n’ai pas encore eu l’occasion d’expérimenter en classe la programmation sous Minetest . Cependant, l’arrivée récente du très prometteur projet “TurtleMiner” me laisse espérer que cela puisse devenir très rapidement envisageable. Ce mod, initié par Birgit Lachner qui enseigne les mathématiques et la chimie en Allemagne, ajoute à Minetest des tortues que l’on peut piloter à distance à l’aide d’une télécommande. Dans la page du forum où elle présente le projet, on peut lire qu’une programmation visuelle basée sur blockly est envisageable dans la mesure où il existe déjà un module permettant d’exporter en LUA (langage de programmation utilisé pour les mods). A l’heure où j’écris ces quelques lignes, cette possibilité n’existe pas encore mais la programmation dans un langage simple est en très bonne voie (il sera probablement opérationnel quand cet article paraîtra). Dans l’immédiat, je n’ai pas résisté à l’envie d’ajouter quelques fonctionnalités (enregistrement/lecture et script dans un langage très simple) qui permettent d’ores et déjà de répondre en grande partie aux éléments du programme énoncés ci-dessus. On pourra également faire le lien entre l’usage des parenthèses dans les scripts (inspiré du robot peintre du concours castor 2013) et leur utilisation dans les calculs pour ainsi souligner des propriétés communes à la fois en terme priorité mais aussi de « distributivité » (voir par exemple, dans la vidéo à suivre, l’escalier réalisé avec le script 4(5(PAB)D) où il est intéressant de noter que l’instruction B sera répétée exactement 20 fois afin de correspondre parfaitement à la hauteur de la tour).
La petite vidéo ci-dessous montre dans un premier temps quelques exemples d’automatisation de constructions qui sont vraiment justifiées dans le contexte du jeu (décapage d’un terrain, construction d’une clôture, d’un escalier,…) et qui sont particulièrement utiles pour la réalisation de l’esquisse d’un élément d’architecture ou dans le cadre de l’impression 3D. Je propose également à la fin, comme piste de réflexion, de détourner le jeu pour mener des investigations sur les spirolatères.
Dans ma précédente vidéo, que vous trouverez ICI, vous pourrez également constater qu’il est possible de faire quelques constructions intéressantes (pont pour franchir un précipice, tunnel pour traverser rapidement une montagne,...) sans utiliser les scripts (uniquement par simple enregistrement et lecture d’une séquence) et que la possibilité de continuer l’enregistrement pendant la lecture permet de simuler une boucle de répétition (à chaque pression sur le bouton lecture le nombre d’instructions est doublé tant que l’enregistrement n’est pas stoppé) [2].
Pour tester ou suivre l’évolution du projet, voire même pour participer, il suffit de se rendre sur la page GitHub de la branche principale (https://github.com/BiLachner/TurtleMiner) ou sur la mienne (https://github.com/JulienPavageau/TurtleMiner)
En atelier (Expérience)
Sur la pause méridienne, il est possible de mettre en place un atelier Minetest . Cet atelier peut avoir l’avantage d’être vraiment considéré comme un loisir, mais permet de travailler sur énormément de compétences du socle commun : recherche d’information, travail collaboratif, utilisation des ressources informatique.
Prenons l’exemple classique consistant à faire construire le collège. Les élèves vont devoir trouver le plan du collège auprès de la gestionnaire, récupérer des images aérienne sur google maps, trouver une échelle et travailler avec. Le travail fait appel à la collaboration entre élèves (répartition des tâches). Pour prolonger le projet, on pourra ajouter des améliorations faisant appel aux énergies renouvelables. J’ai personnellement réalisé cet expérience dans le collège René Cassin de l’Isle Jourdain. Je partage également l’expérience très bien expliquée de Frédéric Véron, professeur de SVT : voir son site, ainsi que celle de svtcalvin sur framacolibri.
Pour la construction d’un bâtiment historique, les informations peuvent être trouvées auprès d’un professeur d’histoire par exemple.
Pour partager cette expérience avec plus de monde, l’association Framasoft a ouvert ses propres serveurs, dont un spécifiquement destiné à un usage pédagogique : Framinetest.
Autres pistes
Géométrie dans l’espace
C’est sans doute une des activités les plus simple à mettre en place.
En 6ème, les parallélépipèdes rectangles sont au programme, il pourrait s’agir de créer une carte et demander aux élèves de se déplacer dedans pour estimer combien de cubes composent tel ou tel solide, leur demander s’il est possible de construire un pavé droit de 60m3 qui contienne au moins deux blocs par direction ou encore de calculer le nombre de cubes contenus dans une éponge de Menger.
En 3ème, on peut travailler sur les agrandissements dans l’espace (et dans ce cas précis, la manipulation du jeu permettra de bien comprendre l’enjeu des trois dimensions pour trouver le coefficient d’agrandissement du volume).
Pour que les élèves soient vraiment actifs, on peut aussi imaginer de lancer des défis de constructions sous contraintes :
– fournir un polycube (ou simplement un pavé) et demander de « réagencer » tous ses cubes pour former un polycube de volume égale mais d’aire latérale minimale ou plus simplement imposer un volume et demander de construire tous les pavés possibles (recherche de diviseurs, décomposition en facteurs premiers par exemple...) ou celui d’aire latérale minimale.
– demander de reproduire une figure un peu complexe avec le moins de cubes possible en ayant comme contraintes plusieurs vues d’un objet ou en fournissant un dessin en perspective sur le modèle des deux fiches ci-dessous de l’IREM de Paris-Nord :
EPI
Minetest peut être utilisé comme outil d’une production finale d’un EPI. Par exemple, un EPI histoire et maths (étude d’un monument historique, puis construction en suivant une échelle. Un montage vidéo peut ensuite être effectué puis commenté avec des anecdotes historique et de construction, un peu comme le fait le youtubeur Roi_Louis :
Ou David Plumel, professeur de technologie :
En arts plastiques
Une petite pensée pour ma collègue d’art plastique qui est venu me trouver pour que je lui parle et lui montre un peu le jeu afin de l’exploiter pour l’utilisation de la perspective (en 3ème).