Conception de l’outil Robo21-RP et usage de cet outil pour faciliter l’appropriation de la démarche de résolution de problèmes.

Conception de l’outil Robo21-RP et usage
de cet outil pour faciliter l’appropriation de
la démarche de résolution de problèmes.
Raoul KAMGA (raoul.kamga-kouamkam.1@ulaval.ca) et
Margarida ROMERO (margarida.romero@fse.ulaval.ca)
Département d’études sur l’enseignement et l’apprentissage
Faculté des Sciences de l’Éducation
Université Laval (Canada)
11 Octobre 2016
CIRTA 2016 Kamga & Romero (2016)

Intelligences numériques 2016. #DI2016 Romero, Richard & Kamga (2016)
 Introduction
 Compétence de résolution de problèmes
 Robotique pédagogique
 Outil Robo21-RP
 Usage de l’outil Robo21-RP : cas pratique
 Discussion et perspectives
Plan de la présentation

 Compétences du 21e siècle (Ananiadou & Claro, 2009; OCDE, 2005; P21, 2015;
Voogt & Roblin, 2012)
 Compétences transversales
 Composantes de la compétence de
résolution de problèmes (MÉLS, 2006):
Cerner un problème
Mettre à l’essai des pistes de solution
Adopter un fonctionnement souple
Compétence de résolution de problèmes
Compétence de résolution de problèmes

Robot: artefact physique et numérique
(Romero & Kamga, 2016).
Capteur
Moteur
Centre de traitement de l’information
Robotique: Domaine qui étudie l’usage des robots
Introduction à la robotique

La robotique pédagogique (RP)
La robotique pédagogique (RP) est l’usage pédagogique des technologies robotiques
pour l’atteinte d’objectifs d’apprentissage ou le développement de compétences en
contexte d’éducation formelle ou informelle.
(Romero & Kamga, 2016).

La Robotique pédagogique (RP) est un
« champ qui se trouve à la croisée entre la
psychologie, l’intelligence artificielle et les
sciences de l’éducation » (Gaudiello et Zibetti,
2013, p.3).
La robotique pédagogique (RP)
RP
Psychologie
Intelligence
artificielle
Sciences de
l’éducation
(Gaudiello et Zibetti, 2013)

Des robots et de la programmation
 Programmation avec
 logiciel propriétaire (WeDo, NXT)
 ou Scratch, logiciel de programmation visuelle développé par le MIT
NXT
WeDo
MBot

Outil Robo21-RP : Prototype 1
Observables au cours d'une
démarche de résolution de
problème en robotique
pédagogique.
Fig.1: Roue de résolution de problèmes

Outil Robo21-RP : Prototype 1
Fig.2: Fiche de résolution de problèmes

Défi 1: déplacer le robot du point A au point B
(2 unités de longueur)
Défi 2: déplacer le robot du point A au point C
en passant par le point B avec un angle de 90
degrés au point B.
Durée : 1h20 min
Seuls les résultats du défi 2 sont présentés
dans cette conférence.
Usage de l’outil Robo21-RP : cas pratique

 Participants: étudiants du cours d’exploitation
pédagogique des TIC à l’université Laval
(n=107)
 Nombres d’équipes: 12 (d’entre 6 et 9)
étudiant.e.s)
 Instruments: le kit robotique LEGO
MINDSTORMS NXT et l’outil Robo21-RP
 Méthodologie de collecte de données: fiche de
résolution de problèmes, journal des
apprentissages et observations
Participants, instruments et méthodologie
de collecte de données

Résultats
 Remplissage de la fiche de résolution de problèmes pour le défi 2 : 100 %.
 L’équipe 2A a rempli deux fiches de résolution de problèmes
 Les problèmes rencontrés par toutes les équipes étaient d’ordre de la
programmation(trouver le programme qui permet au robot de réaliser la tâche
précisément de tourner de 90 degrés vers la droite)

Résultats: Profils de pistes de solutions de différentes
équipes confrontées au même problèmes
Légende sur les pistes de solutions
A Vérifications de type matériel
B Vérifications de type logiciel
C Vérifications de connectivité
D
Demande d’aide à un co-équipier.e
ou une autre équipe
E Recherche d’information
F
Comparaison du robot ou de la
programmation avec un.e autre
équipe
G
Demande d’aide aux enseignants du
cours
H Modification du programme
I Modification de la structure du robot
J Essais et erreurs (tâtonnement)
K AjustementTableau 1: Profils de piste de solutions
Noms
des
équipe
s
Choix
1
Choix
2
Choix
3
Choix
4
Choix
5
Choix
6
Choix
7
Choix
8
Choix
9
équipe 2A H F D A
équipe 3A H
équipe 5A B C A G H / / / /
équipe 7B A G F H
équipe 9B H D G B I
équipe
10B (6B) M J H
équipe 1C G H
équipe 2C H G
équipe 3C
(4C) C H B D
équipe 5D
(7D) C D F G H
équipe 6D H I A C B E G D F
équipe 8D
(7D) H J K

Résultats: Démarches adoptées par les équipes
pour la résolution de problèmes
Fig.4: Diagramme du nombre de pistes de solutions explorées par équipe
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
équipe
2A
équipe
3A
équipe
5A
équipe
7B
équipe
9B
équipe
10B
équipe
1C
équipe
2C
équipe
3C
équipe
5D
équipe
6D
équipe
8D
Nombre de pistes de solutions différentes explorées par équipe

Résultats: Démarches adoptées par les équipes
pour la résolution de problèmes
Fig.5: Diagramme du nombre d’équipes en fonctions de la solution finale adoptée pour
résoudre le problème
0
1
2
3
4
5
6
7
Vérifications de
type matériel.
Modification du
programme
Modification de la
structure du robot
Demande d’aide
aux enseignants
du cours
Demande d’aide à
un co-équipier.e ou
une autre équipe
Comparaison du
robot ou de la
programmation
avec un.e autre
équipe
Ajustement
Nombred’équipes
Solutions ayant résolu le problème

 Toutes les 12 équipes ayant pris part à l’étude ont rempli la fiche de résolution de
problème et ont adapté une démarche de résolution de problèmes
 Pour réaliser le défi, les 12 équipes ont rencontré un problème lié à la
programmation
 Aucune des 12 équipes n’a adopté le même choix ordonné de pistes de solutions
identiques à celle d’une autre
Discussion

Améliorer la qualité de l’outil Robo21-RP dans le but de le rendre mieux
exploitable par les élèves;
Réaliser de nouvelles expériences avec la version améliorée de l’outil Robo21-
RP et évaluer l’impact de l’usage de cet outil sur le développement de la
compétence de résolution de problèmes chez les élèves engagés dans une
activité de RP
Évaluer la perception des étudiants quant à l’apport de l’outil Robo21-RP sur la
démarche de résolution de problèmes.
PERSPECTIVES

Sélection de références
 Ananiadou, K., & Claro, M. (2009). 21st Century Skills and Competences for New
Millennium Learners in OECD Countries (OECD Education Working Papers No.
41). Consulté à l’adresse http://www.oecd-ilibrary.org/education/21st-century-skills-
and-competences-for-new-millennium-learners-in-oecd-countries_218525261154
 Gaudiello, I., & Zibetti, E. (2013). La robotique éducationnelle : état des lieux et
perspectives. Psychologie Française, 58(1), 17-40.
https://doi.org/10.1016/j.psfr.2012.09.006
 MÉLS. (2006). Programme de formation de l’école québécoise: enseignement
secondaire, premier cycle. [Québec]: Éducation Québec. Consulté à l’adresse
http://collections.banq.qc.ca/ark:/52327/56123
 Organisation pour la Coopération et le Développement Économique (OCDE).
(2005). The definition and selection of key competencies. Consulté à l’adresse
http://www.oecd.org/pisa/35070367.pdf

Sélection de références
 Partnership For 21st Century Learning. (2015). P21 Framework Definitions.
Consulté à l’adresse
http://www.p21.org./storage/documents/docs/P21_Framework_Definitions_New_Lo
go_2015.pdf
 Romero, M., & Kamga, R. (2016). Usages de la robotique pédagogique en
éducation primaire selon son intégration disciplinaire et le développement des
compétences du 21e siècle. Présenté à la conférence internationale sur
l’intelligence numérique, Québec.
 Voogt, J., & Roblin, N. P. (2012). A comparative analysis of international frameworks
for 21 st century competences: Implications for national curriculum policies. Journal
of Curriculum Studies, 44(3), 299-321.
https://doi.org/10.1080/00220272.2012.668938

Conception de l’outil Robo21-RP et usage de cet outil
pour faciliter l’appropriation de la démarche de
résolution de problèmes.
Merci pour votre
attention
Raoul KAMGA (raoul.kamga-kouamkam.1@ulaval.ca) et
Margarida ROMERO (margarida.romero@fse.ulaval.ca)
Département d’études sur l’enseignement et l’apprentissage
Faculté des Sciences de l’Éducation
Université Laval (Canada)

Diversité des trousses robotiques à la FSÉ
 Disponibles pour utilisation dans les cours pour étudiants et professeurs (réservation au
Centre de services et de ressources technopédagogiques)
 Diversification des trousses robotiques (BeeBot, Cubelets, WeDo, Mbot, NXT)
 Potentiel pédagogique du préscolaire au post-secondaire.
LEGO NXT
LEGO WeDo
Cubelets
MBot
Préscolaire
Primaire
Secondaire et post-secondaire
BeeBot

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Notes de l'éditeur