La robotique pédagogique pour la motivation et la persévérance scolaire

La robotique pédagogique pour la motivation et la persévérance scolaire au primaire et au secondaire a pour objectif de faire vivre aux élèves une série d’activités et défis reliés aux technologies robotiques comme moyen de transfert des apprentissages. Elle s’adresse tout particulièrement aux élèves ayant des difficultés ou des retards scolaires, des troubles de comportements ou des troubles de l’attention. Elle permet d’aider au développement de leurs compétences et de leurs connaissances dans les domaines disciplinaires de la mathématique, de la science et de la technologie (MST). Elle vise à augmenter la motivation scolaire et l’estime de soi des élèves ainsi qu’à diminuer le taux d’absentéisme à l’école. Les élèves, selon leur niveau scolaire, seront en mesure de construire des modèles de robots de plus en plus complexes à partir de plans et de gammes de fabrication, ils seront par la suite initiés à la programmation robotique par le biais des logiciels WEDO (préscolaire, 1er cycle et 2e cycle du primaire) ou LEGO MINDSTORMS NXT (2e cycle et 3e cycle du primaire/1er cycle et 2e cycle du secondaire).

Missions robotiques en mathématique, science et technologie (MST) avec Lego Mindstorms NXT

Afin de mettre à l’épreuve les compétences reliées aux mathématiques, sciences et technologies de nos jeunes roboticiens, nous vous proposons une série de missions robotiques. L’escouade d’interventions robotiques canadienne (E.I.R.C.) et ses missions sont présentées dans des contextes purement fictifs. Les élèves doivent auparavant avoir complété les exercices 1-20 dans la section Robot Educator du logiciel LEGO MINDSTORMS EDU NXT. Quand nous avons créé ces missions, un des objectifs était de propulser l’élève dans des situations signifiantes qui susciteraient l’intérêt dans la résolution de problèmes. Pour se faire, les jeunes devront : chercher et repérer les informations importantes, être créatifs en utilisant des concepts mécaniques et robotiques et répondre aux exigences des différentes missions. Les défis visent aussi l’intégration de matières comme sciences, mathématiques, anglais, géographie, etc. La majorité des élèves de notre classe éprouvent des difficultés en lecture qui freinent souvent le développement de compétences reliées aux mathématiques, sciences et technologies. Nous avons donc incorporé un support multimédia (audio et vidéo) aux différentes missions robotiques.

[DIR] Mission 1 [DIR] Mission 2 [DIR] Mission 3 [DIR] Mission 4 [DIR] Mission 5 [DIR] Mission 6 [DIR] Mission 7 [DIR]Mission 8 [DIR] Mission9 [DIR] Mission10 [DIR] Mission11

 

RÉCIT des régions de la Capitale-Nationale (03) et de la Chaudière-Appalaches (12) – Robotique pédagogique pour la persévérance scolaire

RÉCIT des régions de la Capitale-Nationale (03) et de la Chaudière-Appalaches (12) – Robotique pédagogique pour la persévérance scolaire par Yves Duchesne (Commission scolaire de Charlevoix), Patrick Gagnon (Commission scolaire de la Côte-du-Sud) et Alain Houle (Commission scolaire de la Capitale).

Plusieurs recherches, pratiques et observations dans le milieu scolaire nous démontrent que la robotique pédagogique a de nombreux impacts positifs sur les élèves ; principalement sur les élèves qui ont des difficultés d’adaptation ou d’apprentissage. Le présent document vise à répertorier les ressources qui abondent dans ce sens ainsi que les diverses approches techno-pédagogiques et stratégies d’utilisation gagnantes de la robotique.

À la lecture des bilans des projets issus de la mesure MELS 30054 de développement en technologies de l’information et de la communication (TIC), qui sont répertoriés sur le site du RÉCIT national en adaptation scolaire et de différents articles publiés sur le site Robot-TIC par le RÉCIT national en mathématique, science et technologie (MST) :

*RÉCIT national en adaptation scolaire – MELS/RÉCIT – Mesure TIC 30054 – Projets visant le développement pédagogique et l’acquisition de savoir-faire dans le domaine des technologies de l’information et de la communication (TIC) en adaptation scolaire :

*RÉCIT national en mathématique, science et technologie (MST) - Robot-TIC - Ressources pédagogiques en robotique scolaire :

- Robotique et motivation scolaire

- Contextes TIC et motivation
- Robotique, un témoignage
- Vidéos de présentation et de témoignages sur des activités pédagogiques en robotique
- Bilans de diverses compétitions ou amicales de robotique
- Bilans d’activités en robotique réalisés lors de Camps TIC

Nous sommes en mesure de dégager plusieurs constats (principalement chez les garçons) :
- augmentation de la motivation en classe
- augmentation de la persévérance scolaire
- augmentation de la participation
- diminution de l’absentéisme
- augmentation des résultats
- développement de stratégies de résolution de problèmes
— effectuer des observations et des mesures systématiques
— réaliser des essais objectifs en modifiant un facteur pour en observer ou en mesurer les effets
— penser de façon logique et créer un programme suivant un comportement précis
— réfléchir à la façon de trouver des réponses et imaginer de nouvelles configurations
— proposer plusieurs idées et entreprendre d’en réaliser quelques-unes
— réaliser des essais objectifs en modifiant un facteur pour en observer ou en mesurer les effets
- développement de la créativité
- élargissement du vocabulaire
- amélioration des capacités à communiquer sa démarche

Ces constats, très positifs, ne sont pas attribuables à la seule présence d’ensembles de robotique dans les classes mais à une multitude de stratégies d’enseignement et de ressources complémentaires. De façon générale, on suggère de :
- partir des thématiques proposées par les enseignants et s’inspirer des intérêts des élèves (les robots peuvent s’adapter à tous les thèmes) ;
- centrer le projet autour de la motivation/persévérance, pas de la discipline ;
- ne pas utiliser la programmation pour faire faire des calculs (on les fait faire par les élèves) ;
- travailler sur des demi-journées (en raison de la manipulation) est plus rentable que des périodes régulières (± 1 hre).
- impliquer les profs dans la production des activités/SA (leur en donner ne les aidera pas autant) ;
- se référer aux Progressions des apprentissages en mathématique et en Science et technologies (annotation du RÉCIT MST).

Dès le préscolaire, les élèves peuvent être initiés à la robotique. Le RÉCIT national à l’éducation préscolaire a développé une section de références et de stratégies documentées sur la robotique pédagogique (vidéos sur leur site) principalement basées sur le processus des 4C, inspiré du guide de l’enseignant Lego Éducation WeDo :

Source : RÉCIT national à l’éducation préscolaire

Se connecter Vous vous connectez à vos connaissances lorsque vous ajoutez de nouvelles expériences à celles que vous avez déjà, ou lorsque vous êtes initié à de nouvelles connaissances. Utilisez nos suggestions d’activités pour illustrer et s’inspirer d’une question mobilisatrice, pour stimuler les discussions autour d’un modèle proposé.

Construire On apprend en faisant, en manipulant, en s’engageant. « LEGO » propose 12 modèles à construire étape par étape. Consultez les plans adaptés pour les petits. Contempler Vous contemplez ce que vous avez créé pour approfondir vos apprentissages. En observant, vous faites des liens entre vos connaissances antérieures et les nouvelles. Les modèles construits permettront aux enfants d’être attentifs : aux effets des poulies, des engrenages, des cames sur les mouvements des modèles ; leur permettront de compter, de prendre certaines mesures, de vérifier la vitesse, la performance de certains modèles ; d’inventer des histoires, de les jouer, d’utiliser leurs modèles pour des effets visuels et sonores. Vous trouverez dans chacune des propositions d’activités cinq défis. C’est une phase importante pour vérifier les apprentissages des élèves.

Continuer Apprendre est toujours plus plaisant s’il y a des défis adéquats à relever. Cette phase permet d’aller plus loin, d’expérimenter des programmes plus avancés pour réaliser des défis plus complexes.

Le RÉCIT national en mathématique, science et technologies (MST) a aussi développé et répertorié plusieurs ressources pour venir en support aux enseignants désireux de se lancer dans l’aventure de la robotique pédagogique (http://robot-tic.qc.ca/)

En exemple, voici une représentation graphique des impacts de la robotique pédagogique sur la motivation et la persévérance scolaire :

Source : Récit national Mathématique, Science et Technologie

Lorsque les concepts sont bien compris, il faut aussi se donner des stratégies de gestion de classe qui vont permettre à l’enseignant d’optimiser le temps consacré à l’utilisation de la robotique. À cet effet, le guide de l’enseignant, fourni avec le logiciel Lego éducation WeDo propose deux modèles de gestion de classe. Ces modèles sont autant applicables aux élèves plus jeunes qui utilisent les blocs Lego WeDo qu’avec les plus vieux qui utilisent les Lego NXT :

Méthode A : Activités thématiques précédées de la Mise en route

Commencez par présenter les idées de construction et de programmation pour initier vos élèves aux principes de construction LEGO de l’Ensemble de construction WeDo et du logiciel LEGO Education WeDo ou les activités proposée dans la section Palette commune du logiciel Lego Mindstorm NXT. Commencez ensuite les activités thématiques.

Vous pouvez demander aux élèves de choisir l’une des trois activités de chaque thème. Si vous avez davantage de temps, ils peuvent essayer toutes les activités. Il est possible que certains groupes soient plus rapides et terminent les trois activités quand les autres n’en termineront qu’une ou deux.

Les Notes à l’enseignant de chacune des activités proposent des idées de prolongation. Certaines d’entre elles consistent à faire des combinaisons avec les modèles d’autres projets. Ils constituent ainsi une bonne façon d’encourager la coopération.

Enfin, vous pouvez clore cette unité d’apprentissage en organisant une exposition.

Méthode B : Activités thématiques seules

Commencez par les activités thématiques, en y consacrant davantage de temps pour encourager l’expérimentation.

Vous pouvez demander à vos élèves d’essayer toutes les activités. Si vous n’en avez pas le temps, vous pouvez leur demander de choisir une activité par thème. Il est possible que certains groupes soient plus rapides et terminent les trois activités quand les autres n’en termineront qu’une ou deux.

Aidez-vous de la section Mise en route. Les Notes à l’enseignant de chacune des activités proposent des idées de prolongation.

Enfin, vous pouvez clore cette unité d’apprentissage en organisant une exposition.

Organisation de la classe Nous vous présentons ici une liste aide mémoire pour vous aider à préparer les séances de travail :
- installer le logiciel sur chaque ordinateur ou sur votre réseau ;
- installer l’Ensemble d’activités WeDo sur chaque ordinateur ou sur votre réseau ;
- ouvrir chaque Ensemble de construction ;
- ranger les pièces détachées dans la boîte de rangement ;
- arranger l’ordinateur et l’espace de travail pour chaque élève ou chaque groupe ;
- libérer un espace d’environ 60 centimètres sur 40 centimètres (24 pouces sur 20 pouces) à côté de chaque ordinateur pour la boîte de rangement et la construction des modèles.
- Si vous n’en avez pas déjà dans votre classe, prévoir une boîte d’outils à mesurer contenant notamment des règles ou des mètres à ruban ainsi que du papier pour les tableaux. Il peut être utile de disposer de chronomètres, mais cela est facultatif.
- Pour assimiler vous-même le contenu, donnez-vous une heure pour effectuer l’activité .

Voici d’autres recommandations faites par des enseignants d’expérience qui utilisent les outils éducatifs LEGO Education.
- Numéroter chacun des Ensembles de construction. Cela vous permettra d’attribuer le même ensemble à chaque élève ou équipe pour toutes vos périodes d’activités.
- Ranger les ensembles dans un placard, sur un chariot ou dans une salle de rangement entre les séances. Les modèles inachevés peuvent être rangés dans des boîtes ou sur une étagère à part. Si vous les rangez séparément, déposez-les dans une petite boîte ou sur un plateau.
- Réserver un espace ou une table aux documents portant sur les sujets à l’ordre du jour, par ex., livres, photos, cartes et autres ressources liées au thème Animaux sauvages.
- Pour décorer ou prolonger les projets, préparer des fournitures d’art plastique, par ex., papier de couleur, papier cartonné, papier aluminium, rubans et ciseaux.
- Pour encourager l’organisation, la prise de notes et la réflexion tout au long des projets, demander à vos élèves de tenir un journal papier ou électronique de leurs inventions.

Au préscolaire, l’expérience nous démontre qu’il est préférable de travailler en atelier avec un ensemble, sur une plus longue période. Généralement, on peut jumeler des élèves d’un niveau supérieur avec ceux du préscolaire.

Au primaire et au secondaire, par contre, il semble plus intéressant de disposer de plusieurs ensembles pour que toute la classe soit en réalisation d’activités de robotique.

PFÉQ et PDA
Liens avec le Programme de formation de l’école Québécoise et la Progression des apprentissages.

http://robot-tic.qc.ca/Robotique-et-PFEQ

Voici un schéma représentant les multiples liens entre le programme de formation du domaine de la Mathématique, de la Science et de la Technologies (MST) et la robotique :

Source : Récit national Mathématique, Science et Technologie

Suggestions d’activités et défis pour aller plus loin…

Voici des liens vers des sites qui proposent des activités et des défis à réaliser en lien avec le PFÉQ et la progression des apprentissages
- Schéma de défis(exemples de défis)
- Robot et EHDAA (des missions)
- Panique à la centrale nucléaire : SAÉ de Nicole Corbin et Alain Houle (CS de la Capitale)
- NXT - Activités complémentaires à la section « Palette commune »

Voici quelques suggestions d’activités complémentaires à proposer aux élèves afin de les inciter à utiliser une démarche de résolution de problèmes, en mathématique et en programmation. Il est à noter qu’il est important de garder des traces de la démarche (hypothèse, mesures et calculs ainsi qu’une brève description de la démarche).

Activités proposées aux amicales de robotique 03-12
- 2007
- 2008
- 2009
- 2010- Primaire
- 2010- Secondaire
- 2011
- 2012

- 2013

- Activités proposées sur le site du RÉCIT MST
- Fiches de montage du site Robo-TIC.qc.ca
- Chaine Youtube du site Robo-Tic.qc.ca

Nous espérons que cette recension d’articles et de ressources sur l’utilisation de la robotique en pédagogie et de son impact sur la réussite des élèves vous fournira les arguments et stratégies nécessaires à l’implantation de la robotique pédagogique dans votre milieu.

Cité des sciences et de l’industrie – Feriez-vous un bon psycho-roboticien ?

Avec l’écrivain Isaac Asimov, les robots rentrent dans le rang : ils doivent respecter « trois lois de la robotique » censées protéger l’homme.

http://www.cite-sciences.fr/francais/ala_cite/expositions/science-et-fiction/medias/manipulations/asimov/index.html

Les trois lois de la robotique, formulées par l’écrivain de science-fiction Isaac Asimov, sont des règles auxquelles tous les robots positroniques qui apparaissent dans sa fiction obéissent.

Les trois lois sont :

Agence spatiale canadienne (ASC) – Introduction aux systèmes robotisés et automatisés

Ce document d’introduction à la robotique fournit aux éducateurs des renseignements sur les différentes composantes et utilisations des robots. On y propose une activité de remue-méninges en groupe afin d’identifier les différents types de robots utilisés dans la vie courante et des activités individuelles qui permettront aux élèves de dessiner leur propre robot et d’en expliquer l’usage.

Cette introduction à la robotique a été préparée à l’intention des enseignants qui ne possèdent pas de formation dans ce domaine. Elle vise à offrir une occasion aux élèves à développer et pratiquer leurs aptitudes au niveau de l’observation, de l’application d’un esprit de synthèse et de la conceptualisation de leurs cheminement et résultats. Les enseignants trouveront dans cette partie du document un certain nombre de définitions de base qui aideront les élèves à se familiariser avec la robotique ainsi que les systèmes automatisés et leurs différentes composantes. Une deuxième partie proposera des activités reliées aux thèmes développés. Une liste des mots de vocabulaire à réviser avec les élèves vous est accessible pour consultation à l’annexe A.

La définition d’un robot ou d’un système automatisé est « une machine ou un dispositif qui fonctionne de façon automatique ou en réponse à une commande à distance ». Le terme « robot » nous vient du mot tchèque « robota » qui signifie travailleur compulsif. Bien que l’image d’un androïde ou d’une quelconque machine ayant une forme humaine nous vienne à l’esprit lorsque nous parlons de robots, la définition de ce terme s’applique tout aussi bien aux systèmes automatisés tels que grille-pain automatiques et cuisinières électriques.

http://www.asc-csa.gc.ca/pdf/educator-robot_edu_f.pdf

RÉCIT national en adaptation scolaire – Projet mesure MELS 30054 – Mathé-Robot pour la réussite en mathématique

RÉCIT national en adaptation scolaire – Projet mesure MELS 30054 – Mathé-Robot pour la réussite en mathématique - lundi, 6 février 2012

Enseignant responsable du projet en milieu scolaire : Richard Lahaie

Conseiller pédagogique TIC : Yves Duchesne

Clientèle visée : Adaptation scolaire, Premier Cycle du Secondaire

École : Centre éducatif Saint-Aubin de Baie-Saint-Paul (Commission scolaire de  Charlevoix)

Présentation du projet

Le projet Mathé-Robot a pour objectif de faire vivre aux élèves en difficultés d’apprentissage des groupes à effectifs réduits (GER) de l’adaptation scolaire, une série d’activités reliées aux technologies robotiques afin d’aider au développement des compétences en mathématique (première année du premier cycle du secondaire). Les élèves utiliseront la technologie robotique LEGO MINDSTORMS NXT comme instrument de transfert des diverses notions mathématiques du programme de formation de l’école québécoise améliorant ainsi la réussite des élèves. Ce projet vise à la réalisation d’activités pédagogiques et de situations d’apprentissage en utilisant la robotique comme moyen de transfert, particulièrement pour les concepts prescrits et savoirs essentiels dans les domaines disciplinaires de la mathématique, de la science et de la technologie (MST). En premier lieu, une formation est offerte sur les machines simples (plan incliné, engrenage, poulies, leviers). Par la suite, les élèves sont initiés au logiciel LEGO MINDSTORM NXT, qui permet la programmation des robots. Dans un deuxième temps, les élèves ont créé un robot qui pouvait se déplacer. Grâce à cette création, ils ont réalisé les défis d’initiation à la programmation LEGO EDUCATORS, ce qui a amené à la réalisation des défis de classe. Site Internet du projet : http://robotique.planete-education.com

Problématique et contexte

Dans le souci d’augmenter la motivation scolaire des élèves en difficultés, il devient impératif de créer des activités pédagogiques et des situations d’apprentissage signifiantes afin d’aider les élèves à développer davantage leurs compétences académiques dans le domaine des mathématiques.

Un des objectifs premiers de ce projet, était de diminuer le taux d’absentéisme et les interventions disciplinaires, pour ainsi augmenter l’intérêt et réussite face en mathématiques.

Les intervenants impliqués dans ce projet étaient, bien sûr le conseiller pédagogique RÉCIT, l’enseignant en mathématique ainsi que la technicienne en travaux pratiques (TTP).

Compte-rendu

Dans un premier temps, la technicienne en travaux pratiques a offert un atelier sur les concepts de machines simples. Par la suite, l’initiation au logiciel LEGO MINDSTORM pour la programmation NXT a été offerte par l’enseignant et enfin une présentation des pièces robotiques aux élèves en adaptation scolaire.

Dans un deuxième temps, les élèves ont créé un robot qui pouvait se déplacer. Grâce à cette création, ils ont réalisé les défis d’initiation à la programmation LEGO EDUCATORS (tutoriel), ce qui a amené par la suite à la réalisation des défis Mathé-robot relié aux concepts prescrits et les savoirs essentiels du programme de formation de l’école québécoise (PFEQ) dans le domaine des mathématiques.

Il faut préciser que les échéanciers pour ce projet ont été respectés. Toutefois, des aspects du projet ont dû être réaménagés :

Nous avions prévu 2 façons différentes de procédé

1) l’enseignant amène les notions mathématiques en mini-leçon théorique. Par la suite les élèves sont invités à réaliser un défi relié à cette même notion.

2) les élèves sont invités à réalisé un défi Mathé-robot sans avoir aucune idée de la notion mathématique reliée au défi. Suite au défi l’enseignement amène sous forme de mini-leçon la notion mathématique reliée au précédent défi. Suite à notre expérimentation, nous avons décidé de laisser tomber la deuxième façon de faire pour se concentrer sur la première. Les raisons qui ont justifié notre décision sont que la 2e façon de faire n’est pas appropriée pour cette clientèle scolaire, ça prenait trop de temps à faire les défis et la notion.

Résultats

Grâce à ce projet, nous avons remarqué l’intérêt soutenu des garçons du secteur de l’adaptation scolaire face aux périodes de mathématiques et de projet pédagogique

Les moyens d’évaluation qui ont été retenus sont : le registre des absences, le registre de fréquentation de la salle de travail et les résultats aux évaluations mathématiques.

En dernier lieu, l’appréciation de l’enseignant de mathématique a aidé grandement à faire le bilan exhaustif de ce projet. Suite à ce constat, nous avons réalisé que les garçons avaient beaucoup plus de facilité à effectuer le transfert de connaissances en manipulant et en programmant les prototypes de robots.

Ainsi, avec ce projet, le taux d’absentéisme et les interventions comportementales se voient grandement diminuées. On remarque que pour le cours de projet pédagogique, dans cette classe de cheminement particulier, que le taux d’absence et le taux d’expulsions sont inférieurs à ce qui prévaut habituellement. Il y a, dans les deux cas, une différence de 10 %.

Par la présente, nous confirmons que 25 % des élèves du groupe à effectif réduit (GER3) vont intégrer la première année du 1er cycle au secondaire régulier en 2011-2012.

La grande satisfaction des parents face aux différents projets robotiques qui sont vécus dans la classe, ainsi qu’un message positif des jeunes ont grandement contribué à la réussite des élèves du groupe dans l’apprentissage des mathématiques.

Le projet de robotique a permis aux jeunes de développer leur estime de soi à tel point que cela a eu une influence positive dans l’accomplissement de leurs travaux et dans la passation de leurs évaluations scolaires.

Diffusion du projet

Le site Internet du projet technopédagogique « Mathé-Robot » propose aux élèves en difficultés d’apprentissage, une série d’activités et défis reliés aux technologies robotiques afin d’aider au développement de leurs compétences et connaissances en mathématique :

http://robotique.planete-education.com

Afin de mettre à l’épreuve les compétences de nos jeunes roboticiens, nous proposons une série de missions robotiques. Quand nous avons créé ces missions, un des objectifs était de propulser l’élève dans des situations signifiantes qui susciteraient l’intérêt dans la résolution de problèmes. Pour se faire, les jeunes devront : chercher et repérer les informations importantes, être créatifs en utilisant des concepts mécaniques et robotiques et répondre aux exigences des différentes missions.La majorité des élèves de notre classe éprouvent des difficultés en lecture qui freinent souvent le développement de compétences et connaissances reliées aux mathématiques, sciences et technologies. Nous avons donc incorporé un support audio et multimédia aux différentes missions pour soutenir les élèves ayant des besoins particuliers dans leurs apprentissages et évaluations : utilisation de la voix enregistrée avec Audacity, création de livres numériques avec Didapages et enregistrement de capsules vidéo.

http://robotique.planete-education.com

L’enseignant Richard Lahaie a été convié au colloque de l’Association québécoise en troubles d’apprentissage (AQETA) 2011 afin de présenter les projets technopédagogiques en lien avec les apprentissages des élèves en cheminement particulier.

Publication d’articles sur divers sites dédiés à la robotique pédagogique ainsi que sur les pratiques innovantes en éducation.

Messages auprès des diverses listes de diffusion du RÉCIT ainsi que les réseaux pédagogiques.

Possibilités de transfert

L’expérience de ce projet est médiatisée par divers sites RÉCIT nationaux et locaux lors de formations sur la robotique pédagogique en classe, dès lors, les intervenants scolaires intéressés à créer et développer un projet similaire peuvent avoir accès aux diverses ressources technopédagogiques ainsi que des capsules multimédias (vidéos) disponibles sur notre site Internet. Nous croyons fermement qu’un tel projet peut être réalisable autant au niveau primaire (3e cycle) qu’au niveau secondaire pour permettre le développement des compétences et connaissances en mathématique des élèves ayant des difficultés d’apprentissage :

http://robotique.planete-education.com

Conditions particulières

Tout d’abord, le fait que l’enseignant ait été formé en robotique a facilité sans aucun doute le transfert des connaissances auprès des jeunes ayant des difficultés d’apprentissage.

L’aménagement de la grille-matières et de la grille horaire a aussi aidé à sa réalisation (deux périodes de projet pédagogique subséquentes en avant-midi et en après-midi). Ainsi, la différenciation des groupes filles/garçons a été des plus facilitantes grâce à l’ajout d’une ressource additionnelle pour le groupe, soit une technicienne en éducation spécialisée.

L’utilisation d’un tableau blanc interactif (TBI) permet aux élèves une meilleure visualisation des éléments de programmation en lien avec les concepts et notions mathématiques

La majorité des élèves de notre classe éprouvent des difficultés en lecture ce qui freine souvent le développement de compétences reliées aux mathématiques. Nous avons donc incorporé un support multimédia (audio et vidéo) aux différentes missions robotiques sous la forme de livres numériques Didapages.

Prolongation du projet

Nous explorons actuellement la possibilité de faire participer les élèves EHDAA de 5e et 6e année afin de faciliter le passage primaire-secondaire.

L’an prochain deux classes de cheminement particulier seront jumelées en période de mathématique, nous pourrons alors séparé les garçons des filles afin de continuer le projet Mathé-robot.

Il a été convenu que la robotique pour la réussite scolaire fasse partie intégrante de la grille-matières du Centre éducatif Saint-Aubin au niveau de l’adaptation scolaire, et ce, dans les cours de projet pédagogique.

Commentaires

Nos approches différenciées dans la réalisation des projets avec les technologies robotiques rendent les élèves intéressés par l’école grâce à un milieu de vie intéressant et stimulant pour leurs apprentissages.

RÉCIT national en adaptation scolaire – Projet mesure MELS 30054 – Robotique en adaptation scolaire

RÉCIT national en adaptation scolaire – Projet mesure MELS 30054 – Robotique en adaptation scolaire - lundi, 21 juin 2010.

Enseignant responsable du projet en milieu scolaire : Richard Lahaie

Conseiller pédagogique TIC : Yves Duchesne

Clientèle visée : Adaptation scolaire, Premier Cycle du Secondaire

École : Centre éducatif Saint-Aubin de Baie-Saint-Paul (Commission scolaire de  Charlevoix)

Résumé du projet

Ce projet visait à l’élaboration et la réalisation d’activités pédagogiques et de situations d’apprentissage en utilisant la robotique comme moyen de transfert, particulièrement les concepts prescrits et savoirs essentiels dans les domaines disciplinaires de la mathématique, de la science et de la technologie (MST).

En premier lieu, une formation est offerte sur les machines simples (plan incliné, engrenage, poulies, leviers). Par la suite, les élèves sont initiés au logiciel LEGO MINDSTORM, qui permet alors de procéder à la construction et à la programmation de robots.

Problématique

Dans le souci d’augmenter la motivation scolaire des élèves en difficultés, il devient impératif de créer des activités pédagogiques et des situations d’apprentissage signifiantes afin d’aider les élèves à développer davantage leurs compétences académiques dans les domaines disciplinaires de la mathématique, de la science et de la technologie (MST).

Un des objectifs premiers de ce projet, c’était de diminuer le taux d’absentéisme et les interventions disciplinaires, pour ainsi augmenter l’intérêt face aux matières académiques.

Les intervenants impliqués dans ce projet étaient, bien sûr le conseiller pédagogique RÉCIT, l’enseignant en mathématique, science et technologie ainsi que la technicienne en travaux pratiques (TTP).

Compte-rendu

Dans un premier temps, la technicienne en travaux pratiques a offert un atelier sur les concepts de machines simples. Par la suite, l’initiation au logiciel LEGO MINDSTORM pour la programmation a été offerte par l’enseignant et enfin une présentation des pièces robotiques aux élèves en adaptation scolaire.

Dans un deuxième temps, les élèves ont créé un robot qui pouvait se déplacer. Grâce à cette création, ils ont réalisé les défis d’initiation à la programmation LEGO EDUCATORS, ce qui a amené par la suite à la réalisation des défis de classe qui comportaient les concepts prescrits et les savoirs essentiels du programme de formation de l’école québécoise (PFEQ) dans les domaines disciplinaires de la mathématique, de la science et de la technologie (MST).

Il faut préciser que les échéanciers pour ce projet ont été respectés. Toutefois, des aspects du projet ont dû être réaménagés :

Au départ, tous les élèves du groupe (14 élèves) devaient participer à ce projet. Nous avons rapidement remarqué que les filles n’adhéraient pas au projet tel que souhaité, même après plusieurs tentatives de motivation auprès de celles-ci. Alors, nous avons dû réaménager les périodes de projet pédagogique en distinguant les filles des garçons. Pendant que la clientèle masculine s’impliquait activement dans le projet de robotique, les filles quant à elles, préféraient de beaucoup la gestion du projet TVSA.

Résultats obtenus

Grâce à ce projet qui a vu le jour, il y a deux (2) ans, nous avons remarqué l’intérêt soutenu des garçons du secteur de l’adaptation scolaire face aux tâches de mécanique et de programmation.

Les objectifs du projet suite à une deuxième année d’existence, ont été grandement atteints. Les moyens d’évaluation qui ont été retenus sont : le registre des absences et le registre de fréquentation de la salle de travail.

En dernier lieu, l’appréciation de l’enseignant de mathématique, sciences et technologies a aidé grandement à faire le bilan exhaustif de ce projet. Suite à ce constat, nous avons réalisé que les garçons avaient beaucoup plus de facilité à effectuer le transfert de connaissances en manipulant et en programmant les prototypes de robots.

Diffusion du projet

Le projet « robotique pour la réussite scolaire » a été présenté lors du dernier colloque de l’Association québécoise des utilisateurs de l’ordinateur au primaire et au secondaire (AQUOPS) http://www.aquops.qc.ca, en avril 2010.

Une délégation de nos élèves démontrera prochainement à une classe de 4e année du primaire, leurs réalisations et initieront les jeunes de ce groupe à la robotique.

Quatre (4) jeunes du groupe ont aussi participé à la journée amicale de robotique qui a eu lieu en avril dernier.

Site Internet : http://robotique.planete-education.com

Possibilité de transfert et reproduction

L’expérience de ce projet est grandement médiatisée. Dès lors, les intervenants intéressés à créer un projet similaire peuvent avoir accès aux forces ainsi qu’aux améliorations à y apporter.

Suite à cette deuxième année, il a été convenu que la robotique pour la réussite scolaire fasse partie intégrante de la grille-matières du Centre éducatif Saint-Aubin au niveau de l’adaptation scolaire, et ce, dans les cours de projet pédagogique.

Nous croyons fermement qu’un tel projet peut être réalisable autant au niveau primaire (3e cycle) qu’au niveau secondaire. Bien entendu, les effets positifs et bénéfiques pour ces jeunes deviennent alors palpables dès la première année de son existence.

Conditions particulières

Tout d’abord, le fait que l’enseignant ait été formé en robotique a facilité sans aucun doute le transfert des connaissances aux jeunes d’adaptation scolaire.

L’aménagement de la grille-matières et de la grille horaire a aussi aidé à sa réalisation (deux périodes de projet pédagogique subséquentes en avant-midi et en après-midi). Ainsi, la différenciation des groupes filles/garçons a été des plus facilitantes grâce à l’ajout d’une ressource additionnelle pour le groupe, soit une technicienne en éducation spécialisée.

Prolongation du projet

Le projet dans son ensemble fera maintenant partie intégrante de la grille-matières de notre école, tant et aussi longtemps que le titulaire en adaptation scolaire voudra bien le cautionner.

 

Adresse Web du projet :

Http ://robotique.planete-education.com

Carrefour éducation – La robotique pour favoriser la réussite scolaire

Carrefour éducation – La robotique pour favoriser la réussite scolaire - Montréal, jeudi 9 avril, 2009 par Martine Rioux, APP.

La robotique devient de plus en plus populaire dans les écoles. Elle est une façon pour l’enseignant de faire visualiser et expérimenter des concepts abstraits par les élèves. Elle se révèle aussi une source de motivation pour les garçons. Richard Lahaie, enseignant à la Commission scolaire de Charlevoix, en témoigne.

Lorsque les élèves de M. Lahaie, un groupe de première secondaire en adaptation scolaire, ont remporté la compétition régionale de robotique (Québec-Chaudière-Appalaches) en mai 2008, ils étaient en extase. « Depuis des années, ils font face à des échecs. À ce moment-là, ils venaient pourtant de remporter une compétition contre d’autres jeunes, dont plusieurs du régulier. Imaginez le bond dans leur estime d’eux-mêmes. »

M. Lahaie est catégorique : le projet de robotique qu’il a mis en place avec ses « garçons » a eu des effets bénéfiques sur eux : augmentation de la motivation, diminution des interventions disciplinaire, diminution du taux d’absentéisme chez les garçons, augmentation de la participation active dans les activités de la classe. « Ils vivent des réussites, cela n’a pas de prix. »

Et c’est sans compter la rétroaction avec les parents. « Enfin, ils reçoivent du positif de la part de l’école. Ils sont impressionnés de voir ce que leur enfant est capable d’accomplir. »

Intégrer la robotique
Faire de la robotique à l’école, ce n’est pas aussi compliqué qu’il n’y paraît. Il suffit de se procurer un équipement de base, d’acquérir quelques notions et de se lancer.

« Les élèves comprendront rapidement comment utiliser le matériel. L’enseignant n’a pas besoin de maîtriser tout l’environnement », indique Pierre Lachance, responsable du RÉCIT national de la mathématique, de la science et de la technologie (RÉCIT MST).

Depuis quelques années, M. Lachance offre de la formation et du soutien aux enseignants du Québec qui désirent intégrer la robotique dans leur enseignement des sciences et technologies. Selon lui, l’ensemble du curriculum peut être couvert par le biais de la robotique.

Au départ, il faut donc se procurer des ensembles de robotique Lego (RCX ou NXT) et des ordinateurs portables. Les ensembles valent environ 450$ chacun. L’enseignant prévoit généralement du matériel pour des équipes de deux élèves.

Pour cet achat, M. Lahaie a obtenu du financement de la Mesure 30054 en adaptation scolaire. La commission scolaire a complété.

Il a aussi acheté des ordinateurs de l’organisme Ordinateurs pour les écoles du Québec (OPEQ), qui vend des portables pour environ 75$. « Des ordinateurs munis de Windows 98SE sur lesquels on n’installera uniquement le logiciel de robotique suffisent amplement. Pour faciliter la réalisation du projet, ces ordinateurs seront réservés à l’usage exclusif de la robotique. »

Les élèves de M. Lahaie ont en plus fabriqué un plateau de missions sur lequel ils peuvent faire circuler leurs robots.

Mode d’emploi
Pour l’enseignant, la robotique représente « un moyen signifiant dans le développement de compétences reliées aux mathématiques, aux sciences et à la technologie ». Certaines notions très abstraites font soudainement du sens : diamètre d’une roue et distance parcourue, gain mécanique, centre de masse, intensité lumineuse, vitesse de rotation, gravité, etc. Elles sont mises en action, l’élève comprend à quoi elles servent.

« C’est probablement l’activité la plus concrète que les élèves peuvent réaliser à l’école. Ils programment leur robot à l’ordinateur et ils voient immédiatement le résultat. Ils savent tout de suite s’ils ont réussi ou s’ils doivent apporter des modifications. Ils s’engagent pleinement dans l’activité et tentent toujours d’aller plus loin », dit M. Lachance.

Afin de témoigner de son expérience de robotique et de faciliter la tâche à d’autres enseignants qui décideront de se lancer dans l’aventure, M. Lahaie dépose tous ces outils sur le site de son projet. On retrouve entre autres la structure des périodes en classe et le contenu des missions robotique qu’il a développées.

Le site Robot-TIC du RÉCIT MST propose également la description du matériel et des logiciels utilisés, des informations et ressources pédagogiques, des activités à réaliser en classe avec les élèves, des vidéos expliquant certaines manipulations, des procéduriers, etc.

Le projet Robotique pour la réussite scolaire a été présenté dans le cadre du 34e congrès de l’Association québécoise pour les troubles d’apprentissage (AQETA). La présentation est en ligne.

Carrefour éducation – Robotique pour la réussite éducative

Carrefour éducation – Robotique pour la réussite éducative – Planète-éducation – jeudi, 14 novembre, 2013 par Nancy Cloutier.

Consultez le site à l’adresse
http://robotique.planete-education.com

Classification de ce site Web commenté
Cette page illustre les différents éléments d’un projet pédagogique ayant pour objectif de faire vivre aux élèves en difficultés une série d’activités reliées aux technologies robotiques afin d’aider à la motivation scolaire et au transfert des apprentissages. Cahiers préparatoires pour missions robotiques, idées d’ateliers et autres ressources pédagogiques sont à votre disposition.

Description
Vous avez des élèves éprouvant des difficultés d’adaptation ou d’apprentissage (retard scolaire, dyslexie, dysphasie, trouble déficitaire de l’attention et de la concentration, trouble de comportement, démotivation) dans vos classes? La robotique vous intéresse? Le projet proposé par le RÉCIT CS Charlevoix est une belle occasion de faire vivre aux élèves une série d’activités reliées aux technologies afin d’aider au transfert des apprentissages du programme de formation, particulièrement en mathématique et en science et technologie.

Le projet propose aux élèves des situations signifiantes qui suscitent leur intérêt et qui les amènent à résoudre des problèmes. Ils devront chercher et repérer les informations importantes et seront appelés à faire preuve de créativité. Il s’agit là d’une opportunité de projet multidisciplinaire, favorisant l’intégration des matières et la concertation entre les enseignants, particulièrement au premier cycle du secondaire.

Un support multimédia (audio et vidéo) est offert avec chacune des missions étant donné que les élèves ciblés par le projet sont en majorité des élèves qui éprouvent des difficultés en lecture, ce qui freine bien souvent le développement de compétences en mathématique et en science.

Par l’initiation à la programmation des robots et la réalisation d’activités de constructions robotiques, on souhaite que les élèves se sentent valorisés. Le travail d’équipe et la coopération sont mis à profit. Ce projet souhaite augmenter la motivation des élèves à risque, de leur faire vivre des réussites du point de vue des apprentissages et d’augmenter leur estime de soi.

Remarque : il faut savoir que les élèves doivent d’abord compléter certains exercices de la section Robot Educator du logiciel LEGO MINDSTORMS EDU NXT.

Pistes pédagogiques
a) Le projet Mathé-Robot

L’enseignant du régulier qui aimerait initier ses élèves du primaire ou du secondaire à la robotique peut suivre la démarche proposée par le site, bien qu’elle soit destinée à des élèves en difficultés d’adaptation ou d’apprentissage.

Dans le déroulement du projet Mathé-Robot, deux procédures distinctes sont utilisées. Avec la première procédure, l’enseignant offre une leçon théorique sur une notion mathématique (telles que l’exponentiation et la propriété des opérations) pour ensuite proposer un laboratoire robotique permettant de mettre en pratique ladite notion. Les capsules vidéo et la bibliothèque virtuelle du site Allô prof peuvent servir de référence dans l’enseignement des capsules théoriques, permettant ainsi à l’enseignant d’être plus disponible auprès des élèves rendus à la phase pratique.

La deuxième procédure consiste à proposer aux élèves l’une des missions robotiques en lien avec une notion mathématique qu’il n’a pas étudiée encore. Une fois la mission réalisée, l’enseignant offre un enseignement théorique portant sur la notion de mathématique « expérimenté ». Ce sont les élèves qui énonceront les liens à faire avec le défi.

b) Le programme Science et technologie

En science et technologie, les concepts de l’univers technologique du premier ou du deuxième cycle du secondaire peuvent être mis à profit dans le cadre de ce projet inspirant, allant du dessin technique à la conception technologique, en passant par des concepts reliés à l’arithmétique et la géométrie du programme de mathématique. D’autres projets de robotique peuvent également naître de cette approche.

Commission scolaire de Charlevoix – Projet TIC pour la réussite en mathématique

Commission scolaire de Charlevoix – Projet TIC pour la réussite en mathématique – Jeudi 20 janvier 2011

Dans le cadre du Programme de soutien à la recherche et au développement en adaptation scolaire 2010-2011, qui encourage l’innovation et l’amélioration des interventions auprès des élèves handicapés ou en difficulté d’adaptation ou d’apprentissage (EHDAA), le Ministère a reçu 55 projets provenant de toutes les régions du Québec. Le projet Mathé-robot pour la réussite en mathématique, présenté par MM. Yves Duchesne et Richard Lahaie de notre commission scolaire, a été retenu dans le volet TIC. Un soutien financier pouvant atteindre la somme de 12 000 $ sera versé pour la réalisation de ce projet en 2010-2011. Félicitations à nos deux adeptes des technologies robotiques!

Site du projet pédagogique Mathé-robot : http://robotique.planete-education.com