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

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.

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