Pourquoi et comment un enseignement de la robotique ?

A l’initiative de l’équipe FLOWERS du Centre de Recherche Inria Bordeaux Sud-Ouest, a été constitué un groupe de travail autour de l’enseignement de la robotique, composé d’enseignants de primaire, collège, lycée, rééducation professionnelle, et de chercheurs de l’équipe. Les travaux de l’équipe FLOWERS portent sur les apprentissages et sur la robotique développementale et sociale (http://flowers.inria.fr).

Cette initiative s’appuie sur la volonté d’Inria de développer les sciences du numérique, sur l’implication de Pierre-Yves Oudeyer, directeur de l’équipe FLOWERS et de Didier Roy, enseignant et chercheur sur les apprentissages membre de l’équipe.

Une des missions de ce groupe est de définir un curriculum robotique du primaire au lycée, en interaction avec un curriculum informatique.

Une autre mission est de participer à la création d’un module de découverte de la robotique pour les enfants de 6 à 11 ans, intitulé « IniRobot », avec notamment comme objectif de le mettre à disposition des animateurs du temps d’accueil péricolaire dans les municipalités qui le souhaitent.

A ce jour (août 2014), le module est terminé et est en phase de tests. Il sera bientôt finalisé et disponible sous forme open source sur le site.

Pour le module destiné aux enfants de primaire, le choix du robot s’est porté sur le Thymio 2, un petit robot conçu pour l’éducation par des chercheurs de l’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne. Ce robot est très bien adapté pour des activités en primaire, mais aussi en collège et au lycée. Opérationnel dans la seconde où on l’a branché (il n’y a rien à construire), il est accompagné d’un logiciel open source VPL (Visual Programming Language) pour une programmation graphique simple couplé à un logiciel de programmation textuelle utilisant un code simplifié.  Dans ce robot, tout est intelligemment pensé pour qu’il soit un support pédagogique de premier choix.

Quels peuvent être les objectifs d’un enseignement de la robotique ?

S’initier à la robotique est ludique et motivant, mais les enjeux sociétaux et éducatifs vont plus loin. Cette mise en perspective peut rendre cet enseignement plus consistant.

Des objectifs institutionnels

  • Promouvoir l’informatique et la robotique.
  • Promouvoir les filières de formation scientifique et technologique.
  • Lutter contre le décrochage scolaire.

Des objectifs éducatifs et pédagogiques

  • Développer des compétences en informatique et en robotique.
  • Amplifier le plaisir d’apprendre.
  • Apprendre à travailler en équipe autour de projets.

Au premier abord, la participation de l’initiation à la robotique à la « lutte contre l’échec scolaire » peut paraître présomptueuse mais à y regarder plus attentivement, elle y a son rôle à jouer. Elle suscite une pédagogie de projet, change le cadre d’enseignement en le rendant plus souple, moins stigmatisant, particulièrement pour les élèves en difficulté. Sa démarche de recherche active, son ouverture au débat, sont autant d’atouts pour faciliter l’expression d’élèves en rupture d’un cadre scolaire traditionnel et qui leur est mal adapté. A travers la robotique, il est légitime de travailler différentes disciplines, notamment le français et les maths, disciplines qui prenent tout leur sens pour exprimer ou comprendre. L’aspect tangible est également un atout pour amplifier ce sens. Et la composante ludique, facteur de plaisir d’apprendre, ne fait que renforcer une autre vision de l’apprentissage, moins rigide et davantage portée vers la valorisation des individus en situation de recherche.

Comment envisager une évaluation d’un enseignement de la robotique ?

Souvent considéré comme annexe quand il s’agit d’activités ludiques où l’on vise en premier le plaisir des élèves, il est pourtant important d’évaluer. Pour nourrir la réflexion sur les finalités, améliorer les stratégies et stimuler les initiatives.

Cette évaluation est à adapter aux objectifs visés et à l’âge des apprentis roboticiens. Il est très différent d’initier des enfants à la robotique sur le temps d’accueil périscolaire et de développer les compétences en programmation d’élèves de l’option ISN en terminale !

Une évaluation des compétences des élèves

  • Un portfolio numérique par équipe avec compte-rendu de missions, petits reportages, textes, photos, vidéos, … Carnet de voyage.
  • Une présentation du portfolio devant les autres équipes.
  • Une observation par l’adulte accompagnateur.
  • Des QCM de connaissances.

Une évaluation de l’enseignement

  • Des indicateurs :
    • Connaissances en informatique et en robotique.
    • Plaisir d’apprendre.
    • Qualité du travail en équipe.
    • Rigueur, méthode.
  • Des outils d’évaluation :
    • Questionnaire élèves en fin d’année.
    • Analyse des résultats aux tests de connaissance.
    • Analyse des observations durant les séances.
    • Analyse des portfolios et des présentations orales.

Quel accompagnement ?

L’équipe FLOWERS accompagne les structures (établissements d’enseignement, municipalités) souhaitant monter un projet d’enseignement de la robotique. C’est dans ce but qu’a été créé ce site. Ainsi, on y trouve des reportages (certains étant encore à venir) sur des établissements et municipalités actifs en éducation à la robotique : Collèges Rambaud à La Brède (33), Lestonnac à Carignan (33), Lycée Raoul Follereau (58), Ecole Flornoy à Bordeaux, Villes de Talence, de Lormont, de Lille, …

Cet enseignement de la robotique, et plus largement de l’informatique, est devenu indispensable dans une société où le numérique est à la fois si présent et si peu compris, où la technologie sépare les humains en deux catégories, celle composée des personnes qui l’utilisent sans en connaître les tenants et les aboutissants, sans en connaître les bénéfices mais aussi les pièges, et celle composée des personnes qui saisissent les fondements essentiels de la pensée informatique. Cette deuxième catégorie doit croître aussi rapidement et autant qu’il est possible si l’on veut assurer un usage maîtrisé et sécurisé des sciences du numérique, si l’on veut veiller à ce que personne ne soit mis de côté et encore moins esclave d’un monde qu’il ne comprendrait plus.