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Visées transformatives des dispositifs collaboratifs : effets sur le développement professionnel des enseignants

Une ingénierie coopérative autour de l’utilisation de robots de sol

Cooperative engineering using floor robots
Aurélie Vergon Dartois, Francine Athias, Caroline Perraud, Carole Le Hénaff et Gérard Sensevy

Résumés

Il s’agit de montrer dans cet article les apports du travail en ingénierie coopérative, du point de vue des chercheurs et du point de vue des professeurs. Le collectif de professeurs et de chercheurs élabore une œuvre commune, ici, une séquence d’enseignement-apprentissage utilisant des robots de sol, pour le cycle 2 (élèves âgés de 6 à 8 ans). Des choix sont faits, par exemple, commencer à manipuler le robot, sans utiliser de quadrillage. Cette séquence est ensuite mise en œuvre dans les classes, ce qui donne lieu, au sein du collectif, à des analyses de l’action conjointe du professeur et des élèves. Suite à ces échanges, la séquence est modifiée et remise en œuvre dans les classes. Cette séquence est ainsi augmentée d’une compréhension partagée de gestes professoraux. Pour donner à voir et à comprendre cette évolution de l’œuvre commune, nous présentons un cas, au cours de la séance 1, au moment où les élèves découvrent les robots et commencent à les programmer. L’expérience de la professeure Val et de l’élève Nathaël est partagée au sein du collectif et contribue à mettre en évidence que les connaissances spatiales sont indispensables pour la programmation, afin de permettre à tous les élèves de réussir (ici faire avancer le robot de sol quelle que soit sa position par rapport à l’élève).

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Texte intégral

Introduction

1Cet article a pour objectif de présenter les effets d’un collectif de professeurs et de chercheurs organisé en ingénierie coopérative (Sensevy, Forest, Quilio & Morales, 2013 ; Joffredo, Le Brun, 2016 ; CDpE, 2024) lorsqu’il s’intéresse aux usages des robots de sol en classe à l’école primaire. Ces effets sont de deux ordres, sur le collectif lui-même et les professeurs qui le composent, et sur les élèves et leurs apprentissages (nous nous limiterons ici, aux effets de premier ordre, c’est-à-dire aux connaissances produites au sein et par les membres du collectif). Il s’agit également de créer des conditions permettant aux professeurs de comprendre les enjeux didactiques de la robotique pédagogique. Dans une première partie, nous précisons le contexte de la recherche, tant du point de vue institutionnel que de celui des choix théoriques. Nous présentons une étude de cas, comme exemple emblématique (CDpE, 2024) de ce qui se passe au sein du collectif d’ingénierie coopérative. Enfin dans une dernière partie, nous reviendrons sur les choix qui ont guidé la recherche, avant de conclure en envisageant des perspectives.

Contexte de la recherche

Contexte institutionnel

2En France, les programmes de 2015 pour le cycle 2 suggèrent l’introduction de codage et décodage de déplacements dans le cadre des mathématiques1 :

Tableau  - Programmer les déplacements d’un robot (Programmes de 2015)

Tableau  - Programmer les déplacements d’un robot (Programmes de 2015)

3Cette orientation a été confirmée dans les programmes de 2020 pour le cycle 2. Cependant, les manuels de mathématiques de cycle 2 donnent peu de place à l’étude des déplacements et codages des robots (Kummer-Hannoun & Baron, 2024). Dans la mesure où il s’agissait de nouveaux contenus de savoirs, de nombreuses formations institutionnelles ont été proposées. Mais les professeurs expliquent que le fait d’avoir suivi une formation ne suffit pas à mettre en œuvre, ni à se sentir à l’aise avec ces enseignements (Fluckiger, Grugier & Haspekian, 2024).

La robotique pédagogique

4La littérature scientifique concernant l’usage des robots de sol en classe est importante (Papert, 1980 ; Rogalski, Rabardel & Janin, 1995 ; Komis & Misirli, 2011 ; Misirli & Komis, 2014 ; Spach, 2017 ; Bugmann & Imhof, 2022). Les résultats des recherches portent essentiellement sur les aspects informatiques. Komis & Misirli (2011) montrent que les élèves (4 à 6 ans) sont aptes à construire des programmes séquentiels à partir des cartes de programmation et se révèlent capables de les transférer sur une interface tangible (cf. figure 1). Nogry (2019) met en évidence que les élèves passent d’une centration sur le résultat de l’action (point à atteindre par le robot) à une centration sur la procédure (les déplacements à réaliser, en appui sur la programmation du robot). En apprenant à programmer de tels objets, les élèves développent leur capacité de réflexion, d’observation et construisent des stratégies de résolution de problèmes, en lien avec le déplacement du robot (Bers, Flannery, Kazakoff & Sullivan, 2014 ; Kazakoff, Sullivan & Bers, 2013 ; Komis, Romero & Misirli, 2017). La prise en main du robot semble simple au premier abord, pour les élèves et pour les professeurs. En effet, les touches du robot (voir ci-après) représentent son déplacement effectif (Athias, Vergon Dartois & Jussy, 2023). Cependant, il est nécessaire d’établir un lien entre l’usage des touches sur le dos du robot et leur effet sur son déplacement effectif (Nogry & Grugier, 2024). C’est précisément ce point qui va nous intéresser.

Le bluebot

5Le robot de sol utilisé dans cette recherche est le « bluebot » (cf. figures 1 et 2).

Figure 1 - Bluebot

Figure 1 - Bluebot

Figure 2 - Description du fonctionnement du robot

Figure 2 - Description du fonctionnement du robot

6Par ailleurs, le robot de sol a une position et une orientation, en analogie avec l’être humain : les yeux permettent de repérer l’avant du robot, tout comme nos yeux nous conduisent à repérer notre « avant ».

Les ingénieries coopératives

7Nous avons organisé notre collectif de professeurs et de chercheurs en une ingénierie coopérative (Sensevy et al., 2013 ; Joffredo Le Brun, 2016 ; Morellato, 2017 ; Sensevy & Bloor, 2020 ; Quilio, 2022 ; Athias, 2024). L’ingénierie coopérative (CDpE, 2024), telle que nous la concevons, a une double visée de compréhension et de transformation des pratiques. Ces deux visées agissent dans un double mouvement, l’une sur l’autre et l’une avec l’autre : en comprenant mieux, on transforme la pratique et en transformant la pratique on la comprend mieux. Ainsi, la posture d’ingénieur concepteur, commune aux professeurs et aux chercheurs, peut être vue comme une sorte de trait d’union entre les postures respectives habituelles de professeur et de chercheur. Les conceptualisations, d’habitude du côté des chercheurs, et les accomplissements pratiques, d’habitude du côté des professeurs sont progressivement approchés par tous les membres du collectif.

8Cette posture d’ingénieur, au sein de l’ingénierie coopérative, se matérialise tout d’abord dans l’élaboration d’une œuvre commune (CDpE, 2024). Ici, il s’agit d’élaborer et de mettre au point une séquence d’enseignement-apprentissage intégrant un robot de sol. Elle se matérialise également dans la production de connaissances. Plus précisément, en produisant des œuvres telles qu’une séquence, l’ingénierie coopérative fabrique des connaissances, qui sont garanties par les mises en œuvre effectives et successives dans les classes. Enfin, les aspects dits « théoriques » et les aspects dits « pratiques » sont tenus ensemble dans le travail de conception et de re-conception, dans les différentes itérations de la séquence élaborée et mise en œuvre. Il s’agit de partager l’assomption des responsabilités dans la production des connaissances et dans la production de l’œuvre commune. La mise en œuvre d’une séquence fait émerger des questions, des problèmes, au sein du collectif, qui émettra des hypothèses pour résoudre le problème rencontré. C’est la résolution de ces problèmes, au travers des différentes mises en œuvre, qui va garantir les nouvelles connaissances, sur lesquelles les élèves pourront s’appuyer quand il s’agira de résoudre des problèmes de même type. Un élément de la pratique problématique (ou difficulté d’action), récurrent, sur lequel le collectif travaille pour chercher à en comprendre le sens et à le résoudre, constitue un exemple emblématique. Ce sont ces exemples qui fournissent des connaissances, à la fois pour les membres du collectif, et pour les élèves. Lorsque les élèves ont développé les capacités de résolution d’un problème en particulier, cela signifie qu’ils ont acquis les connaissances nécessaires à cette résolution, ce qui garantira la capacité de le résoudre dans différents contextes.

9Le collectif de professeurs et de chercheurs a ainsi élaboré une séquence intégrant la robotique pédagogique et, point important, dont la conception permet l’accès au savoir de tous les élèves (Suau & Assude, 2016). Un des enjeux de la robotique pédagogique porte sur la découverte des algorithmes et des programmes (Berry, 2019). Dans le même temps, programmer un déplacement c’est mettre en œuvre des connaissances spatiales dans l’espace sensible (Berthelot & Salin, 1992 ; Athias, 2021 ; Mari, 2022 ; Mari, Million Faure & Assude, 2022), par exemple en utilisant en situation des expressions du type : avancer/en avant (plus précisément, le robot avance d’un pas, ses yeux indiquant l’avant du robot). Cette séquence s’inscrit dans les programmes de l’école primaire.

Concepts théoriques pour l’analyse de l’action

10Afin d’étudier l’appropriation de ces robots de sol, nous souhaitons analyser ce qui se passe en classe et dans le collectif d’ingénierie coopérative. Nous utilisons pour ce faire les notions de contrat didactique et de milieu didactique dans le cadre de la théorie de l’action conjointe en didactique (TACD ; Sensevy, 2011 ; CDpE, 2024).

11Le contrat didactique, initialement défini par Brousseau (1988), et repris par Sensevy (2011) renvoie au « déjà-là » construit par les élèves au sein des interactions didactiques dans la classe. Autrement dit le contrat didactique peut être vu comme un système de capacités incorporées, d’attentes et d’attributions d’attentes, relatives aux habitudes d’actions dont une partie essentielle résulte de l’action conjointe du professeur et des élèves, à laquelle nous pouvons avoir accès par les analyses. Par conséquent, le fonctionnement de ce contrat didactique, en grande partie implicite, est à voir comme un fonctionnement en actes, que le chercheur cherche à mettre en évidence pour rendre compte des habitudes d’action. C’est en particulier le produit de répétitions par le professeur dans le langage (par exemple, connaître et utiliser du vocabulaire en lien avec l’espace, tel que devant, à droite…). Le milieu didactique modélise ce avec quoi il y a à faire (CDpE, 2024) pour avancer dans la résolution de problème (par exemple, un système symbolique particulier, un matériel spécifique).

12Cette acception permet de rendre compte des actions produites par le professeur et les élèves pour avancer dans la résolution d’un problème. Contrat et milieu didactiques sont étroitement liés dans une dialectique (CDpE, 2019 ; 2024), le contrat didactique ne peut être envisagé qu’en lien avec le milieu didactique. En effet, pour travailler un problème, l’élève va s’appuyer sur un déjà-là, celui du contrat. Nous appuyant sur Brousseau, qui considérait le contrat didactique comme un système d’habitudes hérité de ce qui est souvent répété dans les comportements du professeur (Brousseau, 1988, 2009), pour le Collectif Didactique pour Enseigner, le contrat fait référence aux savoirs déjà là en tant qu’habitudes d’action ; c’est à partir de ce déjà-là que les élèves vont pouvoir entrer dans le problème en s’appuyant sur les connaissances utiles dont ils disposent et qu’ils vont, d’emblée, mobiliser.

13Enfin, nous généralisons la notion de milieu didactique en termes de milieu-problème, quelles que soient les conditions de l’enquête (Dewey, 1938 ; Sensevy, 2011), et en particulier, dans l’enquête au sein même de l’ingénierie coopérative. Nous enquêtons en effet, dans le collectif, pour comprendre les usages des robots de sol. Nous pouvons donc parler de milieu-problème pour modéliser le milieu de l’action dans ce collectif (CDpE, 2024). De la même manière, la notion de déjà-là rend compte de ce qui se construit dans et par l’action conjointe, au fil des situations particulières créées par l’analyse dans le collectif.

14Pour coopérer au sein de l’ingénierie coopérative afin de mener l’enquête, chaque membre partage son point de vue avec les autres, en donnant à voir et à comprendre ses arguments en fonction de son expérience et de sa pratique, dans ce que nous appelons un dialogue d’ingénierie (Morellato, 2017).

Questions de recherche

15Le collectif de professeurs et de chercheurs a donc élaboré une séquence intégrant un robot de sol, le bluebot. Les professeurs l’ont mise en œuvre en classe, sachant qu’au sein de l’ingénierie coopérative, une attention particulière est portée à ce que tous les élèves puissent accéder aux situations. À la suite de cette mise en œuvre, une analyse du déroulement de l’action en classe est proposée au sein du collectif de professeurs et de chercheurs. Cette analyse a pour finalité une nouvelle mise en œuvre. Nos questions de recherche peuvent être formulées de la façon suivante : comment le dialogue d’ingénierie, au sein du collectif, contribue-t-il à des changements de pratiques des professeurs et des chercheurs ? Dans quelle mesure ces changements peuvent permettre à tous les élèves d’accéder à de nouvelles connaissances ?

Méthodologie

  • 2 Les ULIS (Unités Localisées pour l’Inclusion Scolaire) sont des dispositifs d’appui à la scolarisat (...)
  • 3 Les MDPH (Maisons Départementales pour les Personnes Handicapées) ont été instaurées par la loi du (...)

16Notre collectif est constitué de deux chercheures, d’une professeure maîtresse formatrice exerçant en CP/CE1 (première et deuxième primaire, élèves âgés de 6/7 ans), d’un professeur de CE1, de deux professeures de CM (quatrième et cinquième primaire, élèves âgés de 9/10 ans) et de deux professeures coordonnatrices d’ULIS2. Les ULIS sont des dispositifs (et non des classes) où des élèves reconnus en situation de handicap sont orientés par une commission de la MDPH3. Les élèves sont inscrits dans leur classe de référence et rejoignent le dispositif ULIS autant que de besoin. Chaque ULIS est coordonnée par un·e enseignant·e spécialisé·e, qui fait le lien entre la classe et le dispositif, dans le but d’articuler les actions de chacun, dans le respect de l’élève, en tenant compte de ses forces et de ses fragilités, dans le but de le faire progresser.

17Le collectif a été créé au début de l’année 2023-2024 pour travailler les déplacements dans l’espace en utilisant des robots de sol. Les modalités de rencontre ont été définies ensemble. Il a été convenu de programmer cinq réunions durant l’année scolaire. Des échanges informels (en dehors de ces temps de réunion) ont également eu lieu.

18Pour tenter de répondre à nos questions, nous avons filmé les séances de classe réalisées par les professeurs du collectif d’ingénierie, et nous avons également filmé les réunions du collectif. À partir de ces films, appelés films d’étude (Sensevy, Blocher, Goujon & Forest, 2022), un synopsis est élaboré à chaque fois (nous en proposons un pour la séance 1) ; ce synopsis offre une vue d’ensemble de la séance, que nous avons scindée en différents moments (Sensevy, 2011). Des extraits de la pratique sont choisis par les chercheures, puis analysés en appui sur les concepts énoncés plus haut. Ces extraits sont alors partagés dans le collectif, comme étant des moments importants.

19Si au départ, ils sont choisis par les chercheures, ils le sont afin de permettre à chaque membre de l’ingénierie coopérative de partager son point de vue avec les autres, en donnant à voir et à comprendre ses arguments en fonction de son expérience et de sa pratique. C’est seulement après la familiarisation avec le fonctionnement spécifique des ingénieries coopératives que les professeurs ont réussi à partager avec les autres membres du collectif, un problème rencontré par eux-mêmes et/ou par les élèves, assumant pleinement ce partage, dans une visée transformatrice.

20Nous allons maintenant décrire ce qui se passe en classe, en particulier avec un élève Nathaël, puis nous montrerons comment cet exemple est analysé au sein du collectif, et lui permet ainsi de prolonger son action, en lien avec nos questions de recherche.

Description et analyse de ce qui se passe en classe

La séquence

21Pour rappel, le collectif a construit collectivement une séquence. Le tableau 1 en présente les grandes lignes. L’objectif de chacune de ses six séances est explicité. Les activités de l’élève sont précisées.

Tableau  - Trame de séquence

Tableau  - Trame de séquence

22Nous allons nous intéresser plus spécifiquement à la séance 1, au moment de l’introduction des robots de sol.

Séance 1 : mise en œuvre par une professeure, Val

23Dans cette première séance élaborée collectivement, la professeure de CP/CE1, Val propose, dans la classe, d’alterner des phases individuelles et des phases collectives. Dans les phases individuelles, les élèves manipulent le robot sur une feuille blanche, dont les dimensions permettent facilement plusieurs « pas » du robot. Dans les phases collectives, les élèves sont regroupés pour échanger autour de ce qu’ils ont fait et observé. Voici le synopsis de la séance, au cours de laquelle six élèves sont avec la professeure et les robots de sol, pendant que les autres élèves sont en atelier autonome. La séance a été découpée en quatre phases.

Figure 3 - Phases de la séance 

Figure 3 - Phases de la séance 

24Nous allons nous intéresser plus précisément à ce dernier moment, lorsque chaque élève expose devant ses pairs sa performance et explique comment il a atteint le cube.

Performance partagée

Description

25Nous choisissons de décrire les moments d’échange entre la professeure Val et l’élève Nathaël.

26Nathaël est un élève en situation de handicap ; il est accompagné par une Accompagnante d’Élève en Situation de Handicap (AESH) qui l’aide, en plus des aménagements prévus, dans de nombreuses activités. Il a notamment besoin que l’on séquence chaque activité, il a besoin de passer par de la manipulation pour visualiser ce qu’il fait et le rendre concret et d’un appui pour l’écriture.

27Avant même de laisser la parole à l’élève, Val choisit d’abord de montrer, à l’aide de sa main, le chemin que le robot doit suivre pour aller du point A au point B. Elle l’organise en trois temps : elle montre le chemin face au robot (cf. figure 4a). Puis elle désigne l’endroit où le robot doit pivoter, réalise le pivot par un mouvement de la main de la gauche vers la droite (cf. figure 4b). Puis elle ramène la main vers elle, pour la rapprocher du cube (cf. figure 4c). En même temps elle explique ce que le robot (le bluebot) va faire : « Je voudrais qu’il aille tout droit et ensuite il va tourner et puis se rapprocher du cube ».

Figure 4 - Val montre le chemin avec sa main

Figure 4 - Val montre le chemin avec sa main

28Nathaël refait le parcours avec son doigt (cf. figure 5a) et utilise l’empan entre l’index et le pouce pour la deuxième partie du chemin (cf. figure 5b), en changeant de direction avec sa main.

Figure 5 - Nathaël désigne le parcours avec ses doigts

Figure 5 - Nathaël désigne le parcours avec ses doigts

29Puis Nathaël programme le robot directement sur son interface (cf. figure 6a), en utilisant la succession touches suivantes (cf. figure 6b).

Figure 6 - Nathaël programme le robot

Figure 6 - Nathaël programme le robot

30Lorsque Nathaël appuie sur la touche « Go », le robot avance de quatre pas. Puis il pivote à droite 4 fois, en restant sur place. Il se retrouve donc dans l’orientation initiale et il n’atteint pas le cube.

Une première analyse

31Les deux concepts de contrat et de milieu didactiques vont nous permettre de modéliser les actions de Nathaël et de la professeure. Le chemin que le robot doit parcourir est connu de Nathaël au moment de la programmation du robot (nous ne savons pas s’il le savait avant que la professeure ne le montre). En effet, il sait que le robot se déplace par « pas », qu’il estime avec l’écartement entre son pouce et son index. Il a expliqué par les gestes que le robot changeait de direction. Il est capable de nommer les touches (avancer, pivoter à droite et pivoter à gauche). Le milieu didactique qu’il doit explorer est la traduction de ce chemin par un programme, en utilisant les touches qui se trouvent sur le dos du robot. Il sait que le programme sera validé si le robot effectue le chemin décrit.

32Notons que Nathaël sait qu’un programme sur le robot nécessite un début (effacer la mémoire) et une fin (Go). Il traduit aisément le déplacement du robot en avant, en utilisant quatre fois la touche avancer. Il établit ainsi un lien adéquat entre la première partie du chemin (face à lui) avec la programmation du déplacement effectif du robot. Puis il cherche à programmer le changement de direction du robot. Il sait que le robot va changer d’orientation (cf. figure 9). Il le traduit en utilisant la touche pivoter à droite. Autrement dit, il est capable d’établir un lien entre le chemin prévu (déplacement vers la droite) et la programmation du déplacement en utilisant la touche « pivoter ». Les habitudes, modélisées par la notion de contrat didactique (CDpE, 2019) permettent à l’élève d’agir adéquatement dans le milieu didactique (dans cette première partie du déplacement).

33Enfin, Nathaël traduit le chemin anticipé (vers la droite) en programmant le robot, en appuyant quatre fois sur la touche pivoter à droite. Autrement dit, il traduit le chemin exprimé par la professeure comme « il va se rapprocher du cube » par une expression que l’on pourrait imaginer comme « avancer de 4 pas vers la droite ». Mais lorsque le robot pivote sur lui-même et qu’il n’atteint pas le cube, Nathaël ne comprend pas. La suite des séances montre que cette incompréhension perdure. Les rétroactions du milieu didactique (CDpE, 2019) à savoir le robot n’atteint pas le point prévu, permettent à l’élève de voir que le chemin parcouru par le robot n’est pas le chemin attendu. Cependant, l’échec reste incompréhensible, malgré les nombreuses tentatives de la professeure (Nathaël refera l’essai plusieurs fois sans y parvenir).

Description et analyse de ce qui se passe dans le collectif

34Ce moment a fait signe aux chercheures, car il semblait emblématique d’un obstacle non entrevu au départ. Elles décident donc d’engager le collectif à enquêter autour de ce cas, en tant que problème de la pratique.

35L’extrait de film a d’abord été partagé, objet de nombreux échanges au sein du collectif.

Pivoter ou tourner

36Val, la professeure de la classe interroge le collectif sur le lexique utilisé par les élèves et plus particulièrement sur le choix entre les énoncés d’action « tourner » et « pivoter ». Elle explique : « Est-ce que ça gêne de dire “tourner” à droite plutôt que “pivoter” ? » Elle précise que l’année précédente, elle avait choisi d’introduire d’emblée le terme « pivoter », alors que cette année, elle a choisi de retenir celui que les élèves ont amené lors de la phase d’institutionnalisation, à savoir « tourner ». Elle explique alors ce choix : elle avait constaté que l’année dernière, malgré le fait d’avoir introduit rapidement le terme « pivoter », certains élèves avaient rencontré des difficultés à utiliser ce verbe. Une des chercheures précise alors que la touche « pivoter à droite » entraîne « un changement d’orientation du robot, mais tout en restant sur place, ce qui n’est pas évident dans la vie courante ». L’usage du mot « tourner » signifie dans le contexte du robot « tourner c’est rester sur place », alors que l’usage du mot tourner dans le contexte de la vie courante est plutôt tourner en avançant. L’usage du mot pivoter, justement parce qu’inhabituel, peut attirer l’attention des élèves sur les actions effectives du robot. Deux autres professeures confirment qu’elles utilisent « pivoter », parce que ce terme correspond à une action particulière et que « quand on tourne à droite, on y va […] » et « pivoter, il (l’élève) comprend qu’il ne bouge pas ». Une des professeures choisit même ce vocabulaire pour développer leur champ lexical (« c’est un vocabulaire en plus »). Elle ajoute qu’elle trouve que c’est même une plus-value, car ce mot enrichit le vocabulaire des élèves, « pivoter » implique de faire un quart de tour sur la droite ou sur la gauche, alors que « tourner » signifie « pivoter » et « continuer à avancer ».

Un approfondissement didactique

37La professeure Val pose alors une nouvelle question. Lorsque le robot pivote, il change d’orientation par rapport à l’élève. Ainsi, elle précise que ce changement d’orientation modifie la signification de la touche « avancer ». En effet, « avancer de deux pas » pour le robot n’est pas « avancer de deux pas » pour l’élève qui voit le robot. La professeure explique alors qu’il faudrait faire programmer le robot pour le faire avancer de deux pas (par exemple), en plaçant le robot dans différentes positions par rapport à l’élève (sans utiliser la touche pivoter dans un premier temps).

Seconde analyse

38Dans le collectif de professeurs et de chercheures, la notion de déjà-là (CDpE, 2024) et de milieu-problème permet de généraliser le contrat et milieu didactiques quelle que soit la nature de l’enquête, ici un problème de la pratique (Perraud, 2022). Nous pouvons le formuler par une question : comment permettre à Nathaël d’utiliser adéquatement la touche pivoter ? Le collectif partage un déjà-là : les professeurs et les chercheurs travaillent ensemble depuis une année. Les professeurs ont tous utilisé les robots dans leur classe. Ils ont repéré des difficultés des élèves dans l’usage de la touche « pivoter ». Le milieu-problème posé dans le collectif prend forme à travers la présentation d’un cas particulier, celui de Nathaël, grâce au film d’étude (Sensevy et al., 2022). Ce choix a été proposé par les chercheures.

39La description du fait qu’un élève ne parvienne pas à programmer le robot dans le cas d’un changement de direction, est partagée par les collègues. Chacune, professeures et chercheures reconnaissent dans cet exemple, une difficulté dans la programmation du robot. Cette difficulté propre ici à Nathaël est récurrente dans toutes les classes, de manière plus ou moins ponctuelle. Les échanges engendrés par ce cas portent d’abord sur le vocabulaire utilisé, pivoter ou tourner. L’enquête se dirige donc vers une piste de travail, pour la prochaine mise en œuvre. Puis une professeure apporte une nouvelle hypothèse de travail. La touche « pivoter » pose problème car elle modifie l’orientation du robot. L’enquête se précise. Cette professeure propose que le collectif vérifie cette hypothèse en proposant des situations, où le robot doit effectuer un chemin, en se déplaçant vers son avant, tout en étant positionné différemment sur le sol. Autrement dit, le partage de cet extrait de film au sein du collectif de professeurs et de chercheurs est le support de nouveaux échanges en lien avec la programmation du robot et permet d’envisager de nouvelles perspectives de mise en œuvre.

40Nous mettons ainsi en évidence une rencontre entre les concepts théoriques tels que le déplacement relatif et le déplacement absolu et la compréhension de ces concepts dans la pratique. Programmer le déplacement du robot, c’est programmer un déplacement relatif en se mettant à la place du robot. Lorsque le robot et l’élève sont dans le même sens (cf. figure 3), se mettre à la place du robot ne pose pas de problème puisque l’élève « est » le robot. Le déplacement relatif du point de vue du robot et le déplacement absolu en appui sur l’environnement est le même : aller vers l’avant. Par contre, lorsque le robot et l’élève ne sont pas dans le même sens, le déplacement relatif et le déplacement absolu ne coïncident pas : aller vers l’avant pour le robot (déplacement relatif du robot) signifie un déplacement du robot vers la droite de l’élève (déplacement absolu). La proposition de la professeure conduit à clarifier ce changement de point de vue, celui du robot et celui de l’élève, en ne proposant que des chemins simples (aller en avant).

Discussion

41Comme nous venons de le voir, à travers le cas de Nathaël, l’usage des robots de sol par les élèves n’est pas si simple, en particulier pour la programmation d’un changement de direction. Il n’est pas suffisant pour l’élève de savoir nommer les touches (en particulier la touche « pivoter à droite ou à gauche ») pour les utiliser adéquatement. Il ne suffit pas non plus d’anticiper le chemin à parcourir pour programmer correctement le robot. Cette étude de cas reprend d’autres recherches : voir le point à atteindre par le robot et anticiper le chemin à parcourir pour atteindre ce point ne garantit pas la mise en œuvre d’une procédure adéquate en appui sur l’élaboration d’un programme (Nogry, 2019). L’extrait du film de classe rend compte d’un problème de pratique. Si, au départ, ce problème a fait signe aux chercheures, c’est le travail d’enquête collectif qui permet d’envisager des pistes et d’améliorer la situation d’enseignement-apprentissage, mise en œuvre en classe. L’ingénierie coopérative apporte et développe cet espace pour co-construire et réfléchir ensemble à cette amélioration. En ce sens, elle constitue un dispositif de recherche, qui favorise le travail d’enquête collectif.

42Nous proposons ici une circulation des savoirs en lien avec la programmation des robots de sol.

Figure 7 - La circulation des problèmes de la pratique

Figure 7 - La circulation des problèmes de la pratique

43Nous pouvons ainsi considérer que le dialogue d’ingénierie contribue à des changements de pratiques des professeurs et des chercheurs : repérer les problèmes rencontrés (ici l’usage de la touche pivoter), les partager pour mieux les voir et mieux les anticiper. La séquence concernant l’usage des robots s’en trouve modifiée : ces habitudes d’échanges contribuent à une œuvre commune, basée sur les habitudes de coopération, en lien avec la séquence mise en œuvre.

44Cependant, il est à noter que ces habitudes de coopération sont longues à mettre en place. Par exemple, le partage d’un film d’étude se prépare et n’est possible qu’au bout de quelques mois de travail. De plus nous sommes une ingénierie coopérative avec peu de professeurs impliqués et la question du développement de ce dispositif est encore à l’étude.

Conclusion

45Les résultats présentés à travers l’étude d’un extrait de film (le cas de Nathaël) montrent qu’il est possible de développer des habitudes de travail coopératif entre les professeurs et les chercheurs, au profit d’une transformation concrète de la pratique. Les professeurs et les chercheurs apprennent ensemble à parler de la pratique et à concevoir un dispositif didactique collectivement, ici une séquence d’apprentissage, en adoptant une posture d’ingénieur. Dans cette nouvelle posture, l’ascension de l’abstrait au concret (Davydoff, 1982 ; Sensevy & Vigot, 2016), par exemple faciliter la compréhension de ce que sont le « repérage absolu » ou le « repérage relatif » et des difficultés qu’ils engendrent, à travers l’utilisation du robot et la programmation de ses déplacements, devient le cœur du processus de recherche. Un grand nombre de questions restent toutefois posées, par exemple celle d’une documentation des pratiques plus approfondie pour identifier plus précisément les effets sur les élèves des transformations observées. Les ingénieries coopératives, en tant que dispositif de recherche à visée compréhensive et transformative vont permettre de poursuivre le travail amorcé et dans le même temps une transformation de la pratique, que ce soit du point de vue des professeurs mais aussi de celui des chercheurs en éducation.

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Bibliographie

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Notes

1 Voir https://www.education.gouv.fr/bo/15/Special11/MENE1526483Aannexe1.htm, dans la partie « Espace et géométrie ».

2 Les ULIS (Unités Localisées pour l’Inclusion Scolaire) sont des dispositifs d’appui à la scolarisation, régis par la circulaire de 2015.

3 Les MDPH (Maisons Départementales pour les Personnes Handicapées) ont été instaurées par la loi du 11 février 2005 (JORF n°36 du 12 février 2005) pour l’égalité des droits et des chances, la participation et la citoyenneté des personnes handicapées ; ce sont des guichets uniques qui accueillent, conseillent et accompagnent les personnes en situation de handicap et leur famille.

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Table des illustrations

Titre Tableau  - Programmer les déplacements d’un robot (Programmes de 2015)
URL http://journals.openedition.org/trema/docannexe/image/11243/img-1.png
Fichier image/png, 78k
Titre Figure 1 - Bluebot
URL http://journals.openedition.org/trema/docannexe/image/11243/img-2.png
Fichier image/png, 407k
Titre Figure 2 - Description du fonctionnement du robot
URL http://journals.openedition.org/trema/docannexe/image/11243/img-3.png
Fichier image/png, 89k
Titre Tableau  - Trame de séquence
URL http://journals.openedition.org/trema/docannexe/image/11243/img-4.png
Fichier image/png, 194k
Titre Figure 3 - Phases de la séance 
URL http://journals.openedition.org/trema/docannexe/image/11243/img-5.png
Fichier image/png, 225k
Titre Figure 4 - Val montre le chemin avec sa main
URL http://journals.openedition.org/trema/docannexe/image/11243/img-6.png
Fichier image/png, 536k
Titre Figure 5 - Nathaël désigne le parcours avec ses doigts
URL http://journals.openedition.org/trema/docannexe/image/11243/img-7.png
Fichier image/png, 418k
Titre Figure 6 - Nathaël programme le robot
URL http://journals.openedition.org/trema/docannexe/image/11243/img-8.png
Fichier image/png, 277k
Titre Figure 7 - La circulation des problèmes de la pratique
URL http://journals.openedition.org/trema/docannexe/image/11243/img-9.png
Fichier image/png, 141k
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Pour citer cet article

Référence électronique

Aurélie Vergon Dartois, Francine Athias, Caroline Perraud, Carole Le Hénaff et Gérard Sensevy, « Une ingénierie coopérative autour de l’utilisation de robots de sol »Tréma [En ligne], 65 | 2025, mis en ligne le 02 décembre 2025, consulté le 08 février 2026. URL : http://journals.openedition.org/trema/11243 ; DOI : https://doi.org/10.4000/159vb

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