Conception de l’outil Robo21-RP et usage de cet outil pour faciliter l’appropriation de la...

Conception de l’outil Robo21-RP et usage de cet outil pour faciliter l’appropriation de la démarche de résolution de problèmes.

Raoul KAMGA ([email protected]) et Margarida ROMERO ([email protected])Département d’études sur l’enseignement et l’apprentissageFaculté des Sciences de l’ÉducationUniversité Laval (Canada)

11 Octobre 2016

CIRTA 2016 Kamga & Romero (2016)

Intelligences numériques 2016. #DI2016 Romero, Richard & Kamga (2016)

Introduction Compétence de résolution de problèmes Robotique pédagogique Outil Robo21-RP Usage de l’outil Robo21-RP : cas pratique Discussion et perspectives

Plan de la présentation CIRTA 2016

Kamga & Romero (2016)


Compétences du 21e siècle (Ananiadou & Claro, 2009; OCDE, 2005; P21, 2015; Voogt & Roblin, 2012)

Compétences transversales Composantes de la compétence de résolution de problèmes (MÉLS, 2006):

Cerner un problèmeMettre à l’essai des pistes de solutionAdopter un fonctionnement souple

Compétence de résolution de problèmes


Compétence de résolution de problèmes


Robot: artefact physique et numérique

(Romero & Kamga, 2016).

CapteurMoteurCentre de traitement de l’information

Robotique: Domaine qui étudie l’usage des robots

Introduction à la robotiqueCIRTA 2016



La robotique pédagogique (RP) La robotique pédagogique (RP) est l’usage pédagogique des technologies robotiques pour l’atteinte d’objectifs d’apprentissage ou le développement de compétences en contexte d’éducation formelle ou informelle.

(Romero & Kamga, 2016).



La Robotique pédagogique (RP) est un « champ qui se trouve à la croisée entre la psychologie, l’intelligence artificielle et les sciences de l’éducation » (Gaudiello et Zibetti, 2013, p.3).

La robotique pédagogique (RP)

RP

Psychologie

Intelligence artificielle

Sciences de l’éducation

(Gaudiello et Zibetti, 2013)



Des robots et de la programmation Programmation avec

logiciel propriétaire (WeDo, NXT) ou Scratch, logiciel de programmation visuelle développé par le MIT

NXTWeDo

MBot



Outil Robo21-RP : Prototype 1

Observables au cours d'une démarche de résolution de

problème en robotique pédagogique.

Fig.1: Roue de résolution de problèmes



Outil Robo21-RP : Prototype 1

Fig.2: Fiche de résolution de problèmes



Défi 1: déplacer le robot du point A au point B (2 unités de longueur)Défi 2: déplacer le robot du point A au point C en passant par le point B avec un angle de 90 degrés au point B.Durée : 1h20 min Seuls les résultats du défi 2 sont présentés dans cette conférence.

Usage de l’outil Robo21-RP : cas pratique



Participants: étudiants du cours d’exploitation pédagogique des TIC à l’université Laval (n=107)

Nombres d’équipes: 12 (d’entre 6 et 9) étudiant.e.s)

Instruments: le kit robotique LEGO MINDSTORMS NXT et l’outil Robo21-RP

Méthodologie de collecte de données: fiche de résolution de problèmes, journal des apprentissages et observations

Participants, instruments et méthodologie de collecte de données



Résultats

Remplissage de la fiche de résolution de problèmes pour le défi 2 : 100 %.

L’équipe 2A a rempli deux fiches de résolution de problèmes Les problèmes rencontrés par toutes les équipes étaient d’ordre de la

programmation(trouver le programme qui permet au robot de réaliser la tâche précisément de tourner de 90 degrés vers la droite)


Intelligences numériques 2016. #DI2016 Romero, Richard & Kamga (2016)Résultats: Profils de pistes de solutions de différentes équipes confrontées au même problèmes

Légende sur les pistes de solutionsA Vérifications de type matérielB Vérifications de type logicielC Vérifications de connectivitéD Demande d’aide à un co-

équipier.e ou une autre équipeE Recherche d’information

FComparaison du robot ou de la programmation avec un.e autre

équipeG Demande d’aide aux

enseignants du coursH Modification du programmeI Modification de la structure du

robotJ Essais et erreurs (tâtonnement)K AjustementTableau 1: Profils de piste de solutions


Noms des équipes

Choix 1

Choix 2

Choix 3

Choix 4

Choix 5

Choix 6

Choix 7

Choix 8

Choix 9

équipe 2A H F D A

équipe 3A H

équipe 5A B C A G H / / / /

équipe 7B A G F H

équipe 9B H D G B Iéquipe 10B (6B) M J H

équipe 1C G H

équipe 2C H Géquipe 3C (4C) C H B Déquipe 5D (7D) C D F G H

équipe 6D H I A C B E G D Féquipe 8D (7D) H J K


Résultats: Démarches adoptées par les équipes pour la résolution de problèmes

Fig.4: Diagramme du nombre de pistes de solutions explorées par équipe


équipe 2A

équipe 3A

équipe 5A

équipe 7B

équipe 9B

équipe 10B

équipe 1C

équipe 2C

équipe 3C

équipe 5D

équipe 6D

équipe 8D

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Nombre de pistes de solutions différentes explorées par équipe


Résultats: Démarches adoptées par les équipes pour la résolution de problèmes

Fig.5: Diagramme du nombre d’équipes en fonctions de la solution finale adoptée pour résoudre le problème


0

1

2

3

4

5

6

7

Solutions ayant résolu le problèmeNom

bre

d’éq

uipe

s


Toutes les 12 équipes ayant pris part à l’étude ont rempli la fiche de résolution de problème et ont adapté une démarche de résolution de problèmes

Pour réaliser le défi, les 12 équipes ont rencontré un problème lié à la programmation

Aucune des 12 équipes n’a adopté le même choix ordonné de pistes de solutions identiques à celle d’une autre

DiscussionCIRTA 2016



Améliorer la qualité de l’outil Robo21-RP dans le but de le rendre mieux exploitable par les élèves;

Réaliser de nouvelles expériences avec la version améliorée de l’outil Robo21-RP et évaluer l’impact de l’usage de cet outil sur le développement de la compétence de résolution de problèmes chez les élèves engagés dans une activité de RP

Évaluer la perception des étudiants quant à l’apport de l’outil Robo21-RP sur la démarche de résolution de problèmes.

PERSPECTIVESCIRTA 2016



Sélection de références

Ananiadou, K., & Claro, M. (2009). 21st Century Skills and Competences for New Millennium Learners in OECD Countries (OECD Education Working Papers No. 41). Consulté à l’adresse http://www.oecd-ilibrary.org/education/21st-century-skills-and-competences-for-new-millennium-learners-in-oecd-countries_218525261154

Gaudiello, I., & Zibetti, E. (2013). La robotique éducationnelle : état des lieux et perspectives. Psychologie Française, 58(1), 17‑40. https://doi.org/10.1016/j.psfr.2012.09.006

MÉLS. (2006). Programme de formation de l’école québécoise: enseignement secondaire, premier cycle. [Québec]: Éducation Québec. Consulté à l’adresse http://collections.banq.qc.ca/ark:/52327/56123

Organisation pour la Coopération et le Développement Économique (OCDE). (2005). The definition and selection of key competencies. Consulté à l’adresse http://www.oecd.org/pisa/35070367.pdf


http://collections.banq.qc.ca/ark:/52327/56123


Sélection de références

Partnership For 21st Century Learning. (2015). P21 Framework Definitions. Consulté à l’adresse http://www.p21.org./storage/documents/docs/P21_Framework_Definitions_New_Logo_2015.pdf

Romero, M., & Kamga, R. (2016). Usages de la robotique pédagogique en éducation primaire selon son intégration disciplinaire et le développement des compétences du 21e siècle. Présenté à la conférence internationale sur l’intelligence numérique, Québec.

Voogt, J., & Roblin, N. P. (2012). A comparative analysis of international frameworks for 21 st century competences: Implications for national curriculum policies. Journal of Curriculum Studies, 44(3), 299‑321. https://doi.org/10.1080/00220272.2012.668938


https://doi.org/10.1080/00220272.2012.668938

Conception de l’outil Robo21-RP et usage de cet outil pour faciliter l’appropriation de la démarche de résolution de problèmes.


Merci pour votre

attentionRaoul KAMGA ([email protected]) et Margarida ROMERO ([email protected])Département d’études sur l’enseignement et l’apprentissageFaculté des Sciences de l’ÉducationUniversité Laval (Canada)



Diversité des trousses robotiques à la FSÉ Disponibles pour utilisation dans les cours pour étudiants et professeurs

(réservation au Centre de services et de ressources technopédagogiques) Diversification des trousses robotiques (BeeBot, Cubelets, WeDo, Mbot, NXT) Potentiel pédagogique du préscolaire au post-secondaire.

LEGO NXTLEGO WeDo

CubeletsMBot

PréscolairePrimaire

Secondaire et post-secondaire

BeeBot


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