La robotique pédagogique pour mieux apprendre

Comme le soulignait récemment un article paru dans La Presse, la robotique pédagogique connaît un essor extraordinaire dans les écoles québécoises. Il existe une grande diversité d’applications de cet outil tant sur le plan des technologies que sur celui des activités d’apprentissage. Un monde de possibilités s’ouvre à nous!

La robotique pédagogique offre un grand potentiel d’engagement des élèves dans leurs apprentissages, mais aussi de travail disciplinaire dans les domaines des sciences, des technologies, de l’ingénierie, des arts et des mathématiques (connus sous l’acronyme STIAM, ou STEAM en anglais). Les activités de robotique pédagogique d’une certaine complexité peuvent également contribuer au développement de compétences transversales, telles la collaboration et la résolution de problèmes.

Des robots pour tous les goûts
Il existe une grande diversité de modèles de robots pédagogiques, et plusieurs sont utilisés dans les écoles du Québec et de la France. Parmi ceux-ci, on trouve les automates BeeBot, les LEGO Mindstorms et l’humanoïde Poppy de l’Institut national de recherche en informatique et en automatique (INRIA). L’image suivante en présente quelques-uns.

Grâce à leur diversité, les robots permettent de multiples activités d’apprentissage. Dans certains cas, les élèves suivent simplement des instructions, tandis que d’autres projets leur permettent de s’engager dans une démarche participative et cocréative. Ils peuvent par exemple être amenés à résoudre un problème en programmant un robot (à l’aide d’une interface logicielle comme Scratch, par exemple, ou sur le robot lui-même) ou en en construisant un!

Un exemple probant: la mission R2T2 Meteor
En janvier dernier, dans le cadre de la conférence 2017 de la communauté d’apprentissage interactif Scratch, à Bordeaux, en France, une expérience internationale de programmation de robots par des élèves s’est déroulée avec succès. Ce projet, nommé R2T2 Meteor, était organisé par des collègues de la France, de la Martinique, du Mexique¹ et moi-même.

R2T2 Meteor consistait en un défi technologique créatif de robotique pédagogique distribuée. Des élèves français assistant à la conférence Scratch étaient connectés en vidéoconférence avec des élèves du Mexique et d’autres de la Russie. Ensemble, ils ont collaboré en temps réel pour réussir une sorte de mission spatiale au cours de laquelle chaque équipe devait programmer son robot Thymio pour lui faire accomplir des actions et les coordonner avec celles du robot des autres équipes, un défi d’une grande complexité.

En effet, la programmation visuelle et la manipulation du robot pédagogique Thymio sont relativement faciles pour les élèves du primaire, mais la coordination entre les équipes a été tout un enjeu pour l’ensemble des participants. Pour l’assurer, ils ne devaient pas simplement programmer leur robot, ils devaient également s’organiser de manière concertée en tenant compte de la programmation du robot des autres équipes.

Cliquez sur l’image pour l’agrandir. Photo Margarida Romero

Vaste champ d’application
Les élèves ont activement travaillé à relever le défi R2T2 Meteor. Mais ce qui est très intéressant, c’est que leurs parents et les adultes présents, tant en France, au Mexique qu’en Russie, se sont également impliqués dans l’activité afin de contribuer à la réussite de cette entreprise collective.

Comme le souligne Francesco Mondada, chercheur en robotique à l’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), «le robot et sa technologie forment dans cette activité un outil dans un cadre plus complet, avec des éléments sociaux, de méthodologie de travail, de communication et de gestion de projet. C’est très représentatif de ce qu’on doit développer dans notre société».

Pour Didier Roy, chercheur à l’INRIA, la robotique apporte «un micro-monde d’apprentissage en phase avec les problématiques d’aujourd’hui et un champ d’application privilégié des démarches d’investigation et de coopération. Un dispositif comme R2T2 Meteor amplifie ces effets et ajoute une communication ouverte sur le monde, créant des liens transnationaux autour d’objectifs communs».

Ainsi, grâce aux activités technocréatives de type participatif, les élèves ont le potentiel de développer des compétences bien adaptées au 21e siècle. À commencer par la pensée critique et la pensée informatique jusqu’à la résolution cocréative de problèmes complexes.

Pour conclure, l’idée n’est pas de s’interroger sur la pertinence de la présence du numérique à l’école de manière générale, ou de la robotique pédagogique de manière spécifique. La vraie question porte sur le type d’activités que nous réalisons avec les élèves à l’aide d’un support numérique. Comme nous l’avons vu avec le projet R2T2 Meteor, le numérique nous donne la possibilité de faire vivre aux élèves des défis technocréatifs complexes qui contribuent à leur enseigner la citoyenneté numérique. Ils dépassent alors le stade du consommateur d’applications pour développer une approche critique et créative de cette technologie.

Ainsi, apprendre avec les robots pédagogiques permet de démystifier la technologie avec les élèves, d’expérimenter avec eux des démarches collaboratives –et même internationales!– et de les amener à résoudre des problèmes de manière créative. Plus encore, ce support amène les élèves à modéliser et à mettre à l’essai des tentatives de solution jusqu’à la réussite d’un défi. Une activité exigeante, complexe mais combien stimulante!