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Robotique éducative et apprentissage du code informatique :Étude exploratoire auprès d’organismes de formation

Educational robotics and computer code learning:Exploratory study with training organizations
Robótica educativa y aprendizaje del código informático :Estudio exploratorio con organizaciones de formación
Nayra Vacaflor, Feirouz Boudokhane-Lima et Mahdi Amri

Résumés

Le point de départ de notre recherche est une étude qualitative et exploratoire conduite en Aquitaine, auprès de structures de formation au codage informatique pour des enfants ayant entre 8 et 12 ans. L’objectif est de réfléchir autour des nouvelles modalités de l’apprentissage centré sur la programmation, la robotique et l’intelligence artificielle. L’initiation au code permet aux enfants une meilleure intégration des objets numériques dans leur quotidien. Elle constitue pour eux une opportunité pour développer davantage les capacités de compréhension, d’analyse, de réflexion critique et de résolution de problèmes. Dans ce sens, les méthodes et technologies utilisées permettent un apprentissage progressif qui permet aux enfants de libérer leur imagination et d’inventer des objets tout en s’amusant.

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Texte intégral

Introduction

1Différents professionnels de l’éducation se sont intéressés ces dernières années à l’apprentissage de la programmation auprès des enfants et adolescents. Récemment, le retour en force de la robotique à l’école témoigne d’un renouveau de l’intérêt social et scolaire pour un objet qui incarne la place et la puissance de la donnée comme élément de base de l’information et de la communication.

2Un robot renvoie à une combinaison de quatre capacités : la polyvalence (machines multitâches), la capacité d’interaction (homme-machine), l’autonomie décisionnelle (adaptation face à une situation donnée) et l’aptitude à l’apprentissage (Gelin et Guilhem, 2016). Cet outil, tel qu’il est introduit dans les activités scolaires, appelle une réflexion qui dépasse les opérations de programmation et concerne les valeurs socio-scolaires d’émancipation à travers un objet (rapport homme-machine), un langage (informatique) et un projet (activité de penser et d’apprendre via un robot).

3Dans la même lignée, Google a conçu un Doodle interactif avec des ingénieurs du MIT pour célébrer les 50 ans du langage informatique pour enfants en marge du mouvement « Une heure de code » visant à sensibiliser les plus jeunes à cette discipline. En France, certains grands patrons veulent aussi être en avance d'une révolution ; Xavier Niel le patron de Free a ouvert son école « 42 » dans l’objectif de former des bataillons de développeurs.

4Le mathématicien Cédric Villani, médaille Fields en 2010, donne également une vision éclairante de l’enseignement de l’informatique. Il souligne l’insuffisance d’un plan numérique à l’école concentré sur les aspects matériels, à savoir la distribution, à la rentrée, de tablettes aux élèves. Il insiste sur la nécessité de l’apprentissage du code, pour tous les enfants, dès l’école primaire. En effet, l’éducation au numérique ne doit pas se limiter aux usages basiques des tablettes et ordinateurs. Elle nécessite de revisiter les conditions à créer pour permettre à chaque enfant de construire et gérer son identité au moyen de ces outils techniques. Ce besoin est très souvent sous-estimé par le contenu et les formes actuelles de l’action éducative.

5Selon le baromètre de l'innovation 2014 BVA-Syntec Informatique1, 87 % des Français considèrent qu’il serait important que la programmation informatique soit enseignée à l’école (24 % à partir du primaire, 41 % à partir du collège). Selon un sondage TNS-Sofres pour Inria, 64 % des Français pensent que l'éducation au numérique doit permettre de comprendre les langages de programmation, 50 % de programmer soi-même, 62 % de produire et publier du contenu sur le web (CNNum, 2014).

6Par ailleurs, l’éducation numérique devrait comporter des savoirs déclaratifs, méthodologiques et procéduraux autour de la pensée informatique. Coder peut s’apprendre avec une approche ludique à travers laquelle les apprenants peuvent robotiser des legos ou bien créer leurs premiers jeux vidéo avec Scratch. Concrètement, au moyen du coding ce sont les enfants qui créent leur propre jeu, en choisissant les mouvements et les déplacements de leur robot. Les possibilités infinies placent les petits au cœur de l'action : ils ne sont alors plus les spectateurs, mais bien les maîtres du jeu pour donner vie à leurs créations.

7Ces questions sont au cœur de plusieurs manifestations, citons à titre d’exemple : le « Code Week », semaine européenne dédiée au code et à la programmation numérique dont la 5e édition a eu lieu du 6 au 21 octobre 2018 ; ou la dernière journée mondiale de la société de l’information dont le thème a porté sur « l’utilisation positive de l'intelligence artificielle pour tous ». Nous pouvons citer également l’Opération « 10001 codeurs en classe »2, proposée par la DANE de Créteil en 2019, qui vise à éveiller l’intérêt des élèves et des enseignants en proposant des activités variées (déplacement d’un robot, programmation de l’itinéraire d’un personnage ou d’une carte Micro :bit) adaptées à chaque niveau.

  • 3 Class’Code, est un programme de formation innovant, qui forme depuis la rentrée 2016 les profession (...)

8L’apprentissage du code dans les établissements scolaires est aussi au cœur des réflexions et des débats au sein de la communauté éducative française. Cet enseignement a fait d’ailleurs son entrée en 2016 dans les programmes scolaires. Plusieurs actions pilotes ont été également développées comme l’illustre l’exemple de Class’Code3 en France (Romero et al., 2019).

9Désormais, tous les champs de développement (éducation, santé, agriculture…) sont touchés par la révolution numérique. L’initiation à la logique informatique devient ainsi un nouvel enjeu éducatif. Le présent travail vise à explorer ce champ d’études. Notre recherche s’intéresse aux nouvelles modalités d’apprentissage que certaines organisations proposent en matière de programmation et de robotique éducative auprès des enfants.

10Plusieurs registres de questions peuvent nous aider à y voir clair :

11Quels sont les aspects numériques saillants de la contribution des organismes de formation à la robotique éducative ? Pourquoi est-il important d’instaurer une éducation à la logique informatique ? Quels sont les objectifs visés par cet apprentissage ? Comment ces structures procèdent-elles ?

12Notre étude de terrain propose de fournir des éléments de réponses à ces questionnements et de réfléchir aux enjeux de l’apprentissage du codage informatique.

Méthodologie & terrain d’étude 

13Le point de départ de notre terrain exploratoire est une étude qualitative menée auprès de structures de formation à la programmation (codage) et d’initiation à la robotique pour des enfants ayant entre 8 et 12 ans. Celles-ci sont implantées sur le territoire Aquitain, même si certaines d’entre elles ont également une assise au niveau national.

14Notre étude vise à saisir la façon d’enseigner de ces structures au sein des ateliers spécifiques mis en place à cet effet. Elle se base sur des entretiens semi-directifs conduits auprès de formateurs en robotique éducative et code informatique.

15Trois structures composent notre échantillon et ont une expérience de plus de trois ans en matière d’enseignement du codage et de la robotique auprès des enfants. Nous allons dans ce qui suit présenter ces organismes et les ateliers spécifiques liés à la programmation et à la robotique. Ces exemples portent sur une sélection précise soulignant notamment : la répartition temporelle des ateliers et la compartimentation des dimensions d’apprentissage et d’enseignement quotidiens ainsi que la compréhension et la maîtrise des « animateurs » et ou formateurs selon les différentes configurations que les structures proposent à leurs apprenants.

16La première structure est Cap sciences4. C’est un centre d’animation et d’exposition ouvert à tous les publics pour la découverte et la compréhension des phénomènes scientifiques, des principes technologiques, des applications et savoir-faire industriels. Cap sciences a plusieurs missions : répondre aux besoins éducatifs en liaison avec les écoles, bibliothèques, musées, centres culturels ; développer le professionnalisme de la diffusion de la culture scientifique et technique ; mettre en valeur les capacités scientifiques techniques et industrielles de la région aquitaine5. Au sein de Cap Sciences nous nous intéresserons à l’atelier « Robot » (8-12 ans).

17La deuxième structure est Magic makers6, il s’agit d’une société spécialisée dans le secteur de l’enseignement du code informatique auprès des enfants. Nous nous intéresserons ici à l’atelier « Je découvre la programmation et les objets connectés » (8-10 ans). Cet atelier est un espace où les enfants créent leurs premiers jeux vidéo avec Scratch, apprennent à programmer des legos ou encore à fabriquer des joysticks et repoussent les limites de la créativité en s’appropriant les concepts de la programmation.

18La troisième structure est Abracodabra7. C’est une structure pédagogique qui a pour mission principale d’apprendre aux enfants, à un âge très précoce, le code informatique. Les ateliers d’Abracodabra sont ouverts aux enfants âgés entre 4 et 15 ans. Au sein d’Abracodabra nous nous intéresserons notamment à l’atelier « Lego Wedo » (8-10 ans). Dans cet atelier, les enfants « brisent » les secrets de la robotique en construisant et en programmant leurs propres robots.

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Les informations recueillies lors des entretiens réalisés au sein de ces structures ont été analysées en suivant une démarche de catégorisation thématique de contenu (Bardin, 2013). L’analyse a pris appui sur une revue de la littérature pluridisciplinaire (sciences de l’éducation, informatique, sciences de l’information et de la communication…). Les résultats de l’étude s’articulent autour de trois parties et sont présentés dans ce qui suit.

Les objectifs visés par l’apprentissage du code

20« Coder, c’est communiquer à un objet, une application ou un ordinateur ce qu’il doit faire, de quelle manière il doit le faire et à quel moment le faire » (Roy et al., 2017 : 46). Le code informatique est le langage qui sert à programmer et faire fonctionner les technologies numériques. Il permet de développer des logiciels, des jeux vidéo, des sites web et des applications de tout type. Il est au cœur de tous les secteurs d’activité, désormais numérisés. Nous sommes en contact permanent avec des outils qui sont engendrés par le codage et la programmation ; le code a des effets sur les formes de sociétés que nous construisons. Mais, que connaissons-nous de ce langage et de son processus de fonctionnent ?

21Si le citoyen lambda se sent dépassé par cette discipline, plusieurs enfants apprennent aujourd’hui à coder et ce depuis leur plus jeune âge. Nombreux pays ont compris l’importance de cet apprentissage dans la formation du cyber-citoyen de demain. Au Canada, de plus en plus d’élèves pratiquent le codage à l’école ; au Royaume-Uni, c’est depuis 2014 que les enfants sont appelés à le faire ; aux États-Unis et en Suède, depuis 2013, plusieurs écoles ont intégré à leurs curricula le jeu Minecraft, où les élèves sont appelés à développer des compétences en programmation (Bugmann, Karsenti, 2017).

22En France, l’enseignement du code (comprenant l’écriture d’application, l’initiation au chiffrement et à la programmation de robots) figure dans les programmes, il est destiné aux élèves à partir de l’école primaire. Néanmoins, cet apprentissage peine à se mettre en place. Selon une étude effectuée auprès de professeurs des écoles en 2018, 45 % d'entre eux n'enseignent pas encore la programmation dans leur classe (Bordas, 2019). En s’appuyant sur les travaux de la recherche ANR DALIE (didactique et apprentissage de l’informatique à l’école), Jacques Béziat montre que les pratiques autour de la robotique à l’école primaire restent « sans culture d’usage ». Plusieurs enseignants ne maitrisent pas les enjeux et objectifs éducatifs liés à cet enseignement, ni l’informatique elle-même (Béziat, 2019). L’enquête quantitative menée par Marine Roche, dans le cadre de sa thèse, montre que les professeurs des écoles « ne sont majoritairement pas d’accord concernant la clarté des objectifs : 46.7 % ne sont plutôt pas d’accord, 27.7 % ne le sont pas du tout. Au niveau des connaissances à transmettre, la plupart des enseignants ne sont pas à l’aise : 44.3 % ne sont pas du tout d’accord et seulement 9.9 % se sentent tout à fait capable de transmettre ces connaissances » (Roche, 2019 : 159).

23Enseigner le code à l’école primaire pose ainsi la question de la formation des enseignants (formation continue et initiale). Au collège, la question des moyens (techniques et humains) est aussi préoccupante : Combien de postes faut-il créer pour assurer l’enseignement de l’informatique ? Où trouver tous ces enseignants ? (CNNum, 2014).

24Face à cette réalité de terrain qui illustre la difficile mise en place de l’enseignement du code à l’école, des structures privées, persuadées de l’importance de la pensée informatique dans le développement des compétences de demain, proposent aux élèves des formations dans ce domaine. C’est le cas des organismes au sein desquels nous avons mené notre étude exploratoire.

25Enseigner le code consiste à apprendre la programmation informatique. Les bases de cet apprentissage ont été lancées dès les années 1960 grâce aux travaux de Seymour Papert (Papert, 1980) l’un des pionniers de l’intelligence artificielle et l’un des créateurs du langage de programmation Logo. Aujourd’hui cet enseignement se développe grâce à l’introduction de nouvelles méthodes et applications. Créer un objet numérique, le connecter, hacker un drone, imprimer en 3D … cela devient un jeu d’enfant. Les institutions interviewées dans le cadre de notre recherche mettent à la disposition des enfants de nombreux outils permettant de rendre cet enseignement plus intuitif, plus interactif et plus ludique. Parmi ces outils on peut citer l’application de programmation éducative Swift Playgrounds. Son usage permet aux enfants une initiation à l’intelligence artificielle et à la robotique éducative. Ces derniers apprennent à programmer et contrôler des robots tels que le Lego Mindstorms EV3.

26Nous citons également la plateforme Scratch. Elle permet d’initier les enfants au code par le jeu. Son langage de programmation Smalltalk sert de base à de nombreuses solutions pour apprendre à programmer. Il permet aux élèves de créer et modifier le code informatique et de programmer ainsi des jeux vidéo, des personnages ou des histoires interactives.

  • 8 Arduino est une petite carte électronique programmable et un logiciel multiplateforme qui permet de (...)

27Certains ateliers comme « Robot » de Cap Sciences utilisent les cartes électroniques Arduino8. Cette méthode permet aux enfants de comprendre les composants électroniques et les circuits logiques, d’identifier les capteurs, actionneurs et effecteurs. Le but est de leur apprendre à programmer et à créer des objets intelligents. Les formateurs rencontrés proposent également des activités débranchées (« informatique débranchée »), utilisant du papier, des cartons…, permettant une initiation à la pensée informatique et ses concepts.

28La définition suivante, donnée par le groupe de travail numérique OCEAN, corrobore les propos des formateurs interrogés : « la robotique pédagogique fait référence à l’usage des robots comme outils éducatifs pour susciter l'intérêt vis-à-vis des activités de programmation, la découverte de la pensée algorithmique et l’initiation à l’intelligence artificielle » (OCEAN,2017).

29Les objectifs visés par l’enseignement de la programmation sont divers. Nos interlocuteurs soulignent l’importance de faire évoluer de manière ludique la littératie numérique d’une simple utilisation des outils à la compréhension de leur fonctionnement. Apprendre ce langage permettrait aux enfants de mieux comprendre le monde numérique dans lequel ils évoluent pour qu’ils en deviennent non seulement des acteurs, mais aussi des auteurs. L’initiation à la logique informatique permet au futur cyber-citoyen de dépasser le stade de simples consommateurs et d’acquérir une réelle maîtrise du numérique. Autrement dit, de passer d’un « état de minorité » dans lequel le savoir technique est non réfléchi et coutumier à un « état de majorité » qui renvoie à une meilleure compréhension et donc une meilleure intégration des objets techniques (Simondon, 1989).

30Repenser les rapports homme-machine dans une approche Simondonnienne nous amène à souligner le risque d’abandonner l’outil numérique à sa fonctionnalité, plus que jamais il devient nécessaire que « l’objet technique soit connu en lui-même pour que la relation de l’Homme à la machine devienne stable et valide : d’où la nécessité d’une culture technique » (Ibid : 32). L’apprentissage du code devient l’une des pierres angulaires de la culture technique de l’Homo numericus. Dans le contexte plus large du développement humain, les compétences numériques doivent être développées dès le plus jeune âge (Unesco, 2011), afin de préparer chaque enfant à vivre dans le monde qui l’entoure.

31L’initiation au code permettant aux enfants une meilleure intégration des objets numériques dans leur quotidien semble également être l’une des finalités visées par les parents qui inscrivent leurs enfants à ce genre de formation. Ils viennent en effet rechercher auprès des ateliers de programmation une autre approche du numérique à inculquer à leurs enfants : « Nous avons généralement deux genres de parents, ceux qui affirment que leurs enfants sont addicts aux écrans, jeux vidéo […] et qui se sentent complètement dépassés, et d’autres qui interdisent l’usage de ces outils par crainte des risques. Dans les deux cas, les parents me disent : j’inscris mon enfant au code afin qu’il puisse découvrir une autre façon d’explorer le monde numérique » (Magic Makers).

32Au-delà des compétences en programmation, les formateurs interrogés évoquent également la question de la capacité d’analyse et de résolution de problèmes que l’apprentissage du code permet de développer chez les enfants. La question de l’initiation à la logique est au cœur des ateliers proposés : « Notre objectif est de rendre le code accessible aux plus petits […] on veut d’abord leur apprendre à résoudre des problèmes selon une logique […]. Ça permet de structurer la pensée en quelque sorte ! » (Abracodabra) ; « Pourvoir programmer c’est comprendre pourquoi ta machine fait ça et pas ça, cela permet d’abord aux enfants de comprendre la logique, c’est comme les mathématiques, si tu comprends la logique tu peux faire tes exercices » (Magic Makers).

33Marine Roche montre dans cet ordre d’idée que l’initiation des enfants à la programmation informatique relève d’enjeux didactiques. Cet apprentissage permet de se familiariser avec une logique de pensée et de raisonnement (facultés d’analyse, de projection et d’abstraction) notamment concernant la résolution de problème (Roche, 2019). Pour Roche, cet enseignement relève également d’enjeux économiques (le modèle de l’économie de la connaissance nécessite d’acquérir les compétences du 21e siècle) et sociaux (le numérique induit une transformation de la société, il est donc primordial de former les élèves à la culture numérique qui devient une condition pour participer activement à la société de demain).

34Les résultats de nos analyses corroborent plusieurs travaux (Janiszek et al., 2011 ; Bugmann, Karsenti, 2017) qui suggèrent que l’apprentissage de la programmation aurait un impact sur la dynamique motivationnelle des apprenants et leur permettrait une participation plus active. Les études montrent également que cet enseignement a un impact positif sur : le développement de l’habileté en mathématiques chez l’enfant, le travail en équipe, la structuration des idées et le sens de l’organisation (Roy et al., op.cit.). Nos interlocuteurs ajoutent que les ateliers de programmation et de robotisation permettent d’autonomiser les enfants dans leur rapport quotidien avec les outils numériques.

35Ces ateliers impliquent enfin, d’après le discours recueilli, une mobilisation d’un apprentissage critique des technologies de l’information et de la communication. Comme le souligne l’étude ICILS (International Computer and Information Literacy Study)9, publiée en 2018, la figure du « digital native », qui serait par nature un expert dans le domaine du numérique est un mythe « qui tombe » ; en effet les élèves ne font pas preuve d’esprit critique face aux TIC. Une formation à la pensée informatique s’impose.

Création de prototype d’un robot : enjeux collaboratifs et réflexifs

36Nous devons retenir l’idée que quand il s’agit de construire un prototype de robot et de le programmer par la suite, il faut passer par la manipulation des objets (carton, lego, feuilles) et le code informatique. Chez Cap Sciences, au sein du FabLab 27, les enfants arrivent à optimiser la programmation sur Scratch et le robot GoPiGo par exemple ; chez Abracodabra et Magic Makers ils réalisent cette tâche avec d’autres robots, mais toujours en passant par la programmation. L’idée pour ce type d’éveil demande des éléments clairement définis par les structures observées.

37Le premier élément renvoie à la capacité à résoudre des problèmes. Les participants sont devant des blocs, des cartes électroniques, des moteurs et ils doivent résoudre un problème par eux-mêmes, penser par eux-mêmes pour arriver à un résultat, qui ne doit en aucun cas être une finalité en soi : « Nous ne voulons pas formater nos participants à réussir. Nous ne sommes pas partisans de cette méthode. Nous voulons qu’ils se trompent, c’est en commettant des erreurs qu’ils vont développer la capacité à résoudre des problèmes… » (Cap Sciences). Les participants ont en effet développé des qualités méthodologiques, comme la persévérance et la rigueur, incontournables dans la pratique du code informatique. Ils ont également réussi à mieux situer certains aspects de la création d’un prototype et à l’animer par la suite. Ces processus aident à comprendre les grands enjeux du développement informatique et évidemment le travail de création de robots, autant d’éléments concrétisés par l’éveil et la création d’un prototype robot.

38Le deuxième élément renvoie à la pensée critique. Paradoxalement, la meilleure façon d’aborder l’apprentissage de la robotique consiste à préciser d’abord ce qu’elle n’est pas. La robotique éducative n’est ni une formation à la programmation visant prioritairement le développement de compétences à l’usage d’outils de développement ni une éducation par l’outil qui positionnerait ceux-ci comme des dispositifs favorisant l’enseignement de domaines de connaissances autres que son objet initial, à savoir la robotique elle-même. La robotique éducative ne se limite pas non plus à un enseignement sur les robots, donc à l’étude des caractéristiques technologiques pointues. Les structures étudiées se concentrent sur l’analyse, la compréhension et la réflexion critique de la programmation de base : « Un programme ne marche jamais du premier coup, et c’est frustrant pour eux, mais enrichissant pour leur développement » (Cap Sciences). Les jeunes participants se retrouvent face à un objet qui devrait marcher, mais qui ne fonctionne pas comme il le faut. Ils doivent donc réfléchir sur les raisons de ce dysfonctionnement, ce qui les amène à critiquer leur propre raisonnement.

39Le troisième élément renvoie à la pensée créative. Selon les propos recueillis, nous remarquons que plusieurs solutions peuvent se présenter face à un problème considéré comme initialement simple. « Chaque atelier est unique » soulignent les interviewés, et cela les renvoie à la vitesse à laquelle les enfants développent leurs propres façons de résoudre le problème.

40Dans cette logique, les situations-problèmes qui posent des difficultés de conception vont favoriser la créativité. Même si ces éléments que nous venons de citer peuvent nuire à la motivation de certains jeunes participants, l’intérêt de structurer les actes de résolution des problèmes de conception consistera donc à déployer des mécanismes faisant appel à la créativité.

41Parallèlement, les ateliers menés par les structures de notre terrain de recherche présentent différentes forces pédagogiques dans les processus de mise en œuvre :

42Intégration des différents sujets de connaissances ;

43Opération des objets manipulables, qui favorisent le passage du concret à l’abstrait ;

44Appropriation des langages (graphiques, iconiques, mathématiques, informatiques et naturels…) ;

45Développement de la pensée systémique et systématique ;

46Création des environnements d’apprentissages collaboratifs.

47Cet ensemble de processus pédagogiques que nous avons pu peaufiner à la suite de l’analyse du discours de notre corpus d’entretiens, propose de nouvelles manières d’acquérir des connaissances significatives. Nous nous concentrerons sur l’aspect collaboratif des participants, car il démontre que l’apprenant acquière des ressources avec une équipe sporadique.

48Il existe des composants basiques et des principes de collaboration que Spencer Kagan (1992) avait déjà développés et que nous retrouvons lors de ces ateliers :

49L’interdépendance positive : connexion et communication assertive entre les membres de l’équipe ;

50Responsabilité individuelle : développements particuliers disciplinés qui s’additionnent aux travaux finaux du groupe ;

51Interaction qui met en action la communication de la discussion de la recherche de consensus, le respect pour les décisions des autres et l’opportunité pour partager ses propres opinions.

52L’apprentissage collaboratif, dans cette perspective de construction robotique, est avant tout un moment « social » par excellence qui permet aux apprenants de construire non seulement des connaissances, mais aussi et fondamentalement une coexistence harmonieuse dans laquelle ils ont tous les mêmes chances de se développer. Les principales caractéristiques d'une équipe de travail pour la création d’un prototype de robot peuvent être différenciées. L’analyse des données recueillies nous a permis de déceler quelques éléments qui nous permettent de mesurer les groupes et la fréquence des apprenants.

53D’abord, en ce qui concerne la composition des équipes, les ateliers restent souvent homogènes concernant l’âge, mais hétérogènes concernant le genre. Tous les ateliers sont homogènes lorsque leurs membres ont des besoins, motivations, connaissances et personnalités très similaires. Mais nous remarquons une différence sur le genre. Peu de filles s’inscrivent à ce genre d’atelier (nous reviendrons ultérieurement sur ce point).

54Nous avons noté aussi que les personnes qui créent ces ateliers doivent mettre en place un certain nombre de règles. Ces ateliers sont gérés par une organisation à vocation éducative et une série de règles de comportement sont établies même si celles-ci peuvent subir des modifications de la part des participants. L’apprentissage du code devient un moment où ces règles évoluent et transforment l’unité du groupe : « Nous observons quand le travail en groupe démarre, l’ambiance change, l’écoute s’élargit et les réflexions aussi » (Cap Sciences). « Je pense qu’il y a cette idée-là, cette logique-là de création, de l’animation d’un jeu, c’est une entrée pour apprendre le code et une bonne manière de collaborer ensemble » (Magic Makers). Les fonctions des membres, avec l’appui du numérique, deviennent donc plus importantes et jouent un rôle primordial au sein du groupe.

55Au sein de ce genre d’atelier, on retrouve également le caractère de la contribution aux tâches et aux actions qui sont effectuées par les membres de l'équipe. Chaque position dans la structure d'équipe implique un comportement attendu de la part du jeune participant. Les apprenants changent leur statut, car ils développent une cohésion, qui s’intègre dans l’équipe de création. Ils se rendent compte que ce genre de travail pourrait être réalisé individuellement, mais qu’il nécessite solidarité, échange et analyse.

56Ce type d’atelier place ainsi le jeune participant devant un nouveau défi et lui permet de changer de posture. Autrement dit, il passe d’un élève qui suit des cours traditionnels dans une école avec des méthodes d’éducation classiques à un apprenant qui interagit et participe activement à son apprentissage. Ces structures développent donc une nouvelle forme d'apprentissage valorisée par l’équipe. Le fait d’expliquer ou de découvrir de nouvelles tâches et responsabilités, d'établir de nouveaux rôles, c'est-à-dire de les préparer à l'interaction entre les membres de l'atelier, les prépare à une insertion plus pédagogique.

57Même si l’objectif final n’est pas l’acquisition d’une connaissance précise en « robotique », le fait de demander aux participants d'atteindre des objectifs tout en leur laissant une autonomie suffisante pour choisir le chemin qu'ils jugent le plus approprié parmi les possibles, constitue une forme d’éducation innovante : « Si les enfants ont un jeu électronique cassé je ne veux pas qu’ils le jettent, je veux qu’ils l’ouvrent pour le découvrir de l’intérieur et apprendre des choses… ils peuvent essayer de le réparer, si ça marche pas, c’est pas grave, le plus important c’est qu’ils vont avoir plus confiance en eux […] et comprendre comment cela fonctionne » (Abracodabra).

58Cette posture place les ateliers de robotique et de programmation au fondement d’une vision renouvelée du lien social où les enfants, gagnant en autonomie, se mettent à « bidouiller » collectivement ce qu’ils avaient pour habitude de consommer passivement. C’est une réactualisation d’une culture « de l’atelier et de la coopération » (Sennett, 2014) intrinsèquement liée à la valorisation de l’apprentissage par le « faire ».

Apprendre la programmation : une approche par le jeu

59Nos interlocuteurs soulignent que les méthodes et technologies utilisées permettent un apprentissage progressif qui amène les enfants à libérer leur imagination, à devenir plus créatifs en créant et inventant des objets tout en s’amusant : « Les outils numériques sont ludiques par nature. Ils permettent aux enfants d’apprendre là où parfois ils n’ont pas envie d’apprendre » (Abracodabra).

60Le « jeu » englobe ici plusieurs aspects que nous retrouvons en partie dans les modes de transmission de savoir au sein des structures de notre terrain d’enquête. Le jeu rentre en effet dans une sphère « imaginée » du robot. La robotisation et la programmation sont perçues comme une activité qui « amuse » (ici l’artefact technique devient un jouet), ce qui nous amène à analyser cela comme une sorte de « serious game » déguisé.

61Nous soulignons par ailleurs le fait que la plupart des ateliers analysés nous positionnent dans l’approche du constructionisme qui « prétend que les constructions mentales sont facilitées lorsque l’enfant construit véritablement quelque chose » (Lebrun, 2007). Nous voyons bien que toutes les idées portées par les enfants viennent lorsqu’ils construisent leurs propres « œuvres » : des robots avec des Lego, des prototypes robots avec des cartons, des jeux vidéo. De toute évidence ces objets permettant l’observation, les essais et les erreurs, favorisent l’expression, la réflexion et le partage avec les autres.

62Dans cet ordre d’idée, Stéphane Goria (2016) explique les catégories de dispositifs éducatifs inspirés par et pour les jeux rendant compte que celles-ci correspondent à tout outil assimilable à un jeu et conçu en tant que tel dans l’objectif de permettre la réalisation d’une tâche non ludique et la qualifier de sérieuse.

63Seuls les jeux dédiés à l’apprentissage pourraient s’interpréter comme des artefacts de transfert de connaissances et non comme des outils de production de connaissances. Dans ce cas, ils peuvent être nommés jeux. Par ailleurs, en ce qui concerne l’effet de ces ateliers sur les connaissances informatiques acquises, même si cette étude exploratoire souligne que les ateliers favorisent davantage l’acquisition de connaissances chez les garçons que chez les filles, la quasi-totalité des participants, a néanmoins progressé : « Parfois on peut avoir un frère et une sœur qui ont presque le même âge. Le frère va venir, mais pas la sœur …. et les parents vont te dire dans ce cas "ma fille ce n’est pas vraiment son truc. Les robots c’est pour les garçons…" » (Abracodabra) ; « Malgré une présence masculine forte, je n’ai fait aucune différence entre l’intérêt et la curiosité que les filles démontrent, nous essayons toujours que les ateliers soient équilibrés » (Cap Sciences).

64En ce qui concerne l’impact de l’apprentissage de la programmation sur la motivation intrinsèque, qui « engendre plaisir et persévérance » (Bandura, 1997 : 356) nous pouvons déduire que c’est la création des jeux qui mettent aisément en lumière le plaisir éprouvé par les participants. Cette motivation intrinsèque est stimulée par le sentiment de compétence et de capacité que les participants et formateurs exercent. La liberté de choix, le fait de chercher des solutions ainsi que la réalisation des objets connectés, les conduisent au succès final et participent ainsi à l’élaboration d’un sentiment développé d’auto efficacité, de nature à réduire l’anxiété de réussite scolaire traditionnelle.

65Apprendre la programmation par le jeu, ou par un imaginaire du jeu, ne s’effectue pas seulement selon une perspective ludique – qui pourtant détermine l’imaginaire de ce genre d’atelier –, mais aussi critique, éducatif, voire éthique. Autant l’effet du jeu sur l’apprentissage du code et l’initiation à la robotique est positif et conséquent, autant il est mitigé et modeste sur l’équilibre genre. Ce que nous pouvons affirmer par ailleurs c’est l’augmentation des connaissances acquises qui reste l’élément fédérateur pour toutes les structures de notre échantillon.

Conclusion

66L’apprentissage du code permet aux enfants de mieux comprendre le monde numérique dans lequel ils évoluent pour qu’ils en deviennent non seulement des spectateurs, mais des leaders. Au terme de cette étude, nous pouvons souligner qu’au moyen de la robotique éducative, les enfants libèrent leur imagination, inventent des objets et dessinent de nouveaux scénarios en forme d’apprentissage numérique.

67Notre travail de terrain nous a permis de soulever les enjeux de l’apprentissage du code et de la robotique. Les structures de notre terrain mettent l’accent sur l’universalité de la programmation et de la robotique, mais elles ne se rendent pas pleinement compte de ce que recouvre la notion d’informatisation, à savoir l’émergence d’un nouveau type d’interaction dynamique entre le cerveau humain et la machine.

68Il semble par ailleurs que malgré l’importance de ses enjeux, l’enseignement du code informatique peine à trouver sa place au sein de l’éducation nationale. Les écoles manquent de ressources et sollicitent les structures privées à l’instar des organismes de notre terrain afin de combler ce besoin. Dès lors, on peut se demander comment réconcilier l’apprentissage du code aux littératies de base (lire, écrire, compter) ? Quelle place peut avoir cet enseignement au sein du socle commun de connaissances, de compétences et de culture indispensable à l’éducation de chaque élève ?

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Bibliographie

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Notes

1 https://www.bva-group.com/ Baromètre de l’innovation, mai 2014

2 https://dane.ac-creteil.fr/defi/#/app/accueil

3 Class’Code, est un programme de formation innovant, qui forme depuis la rentrée 2016 les professionnels de l’éducation et de l’animation pour leur donner les moyens d’initier les enfants de 8 à 14 ans à la pensée informatique.

4 http://www.cap-sciences.net/au-programme/ateliers-jeunesse/robot

5 https://www.reseau-idee.be/adresses-utiles/fiche.php?&org_id=2642

6 https://www.magicmakers.fr

7 http://abracodabra.fr/

8 Arduino est une petite carte électronique programmable et un logiciel multiplateforme qui permet de créer facilement des systèmes électroniques et de les programmer.

9 https://www.iea.nl/studies/iea/icils/2018/results

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Pour citer cet article

Référence électronique

Nayra Vacaflor, Feirouz Boudokhane-Lima et Mahdi Amri, « Robotique éducative et apprentissage du code informatique :Étude exploratoire auprès d’organismes de formation »Communication, technologies et développement [En ligne], 8 | 2020, mis en ligne le 08 juillet 2020, consulté le 16 juillet 2026. URL : http://journals.openedition.org/ctd/3012 ; DOI : https://doi.org/10.4000/ctd.3012

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Auteurs

Nayra Vacaflor

Université Bordeaux Montaigne

Feirouz Boudokhane-Lima

Université Franche-Comté

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Mahdi Amri

Institut Supérieur de l’Information & de la Communication (ISIC), Rabat

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