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

 

 

Raoul Kamga

Université Laval

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Margarida Romero

Université Laval

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Le développement de solutions de robotique pédagogique à des coûts plus accessibles permet d’envisager des nouvelles opportunités éducatives en lien avec le constructionisme (Papert, 1986). Depuis les années 1960, des solutions de robotique conçues pour le domaine éducatif ont vu le jour (Alimisis & Kynigos, 2009). Au cours de ces dernières années, le nombre de solutions de robotique pédagogique a évolué exponentiellement avec un nombre croissant d’entreprises développant des robots et des composantes logicielles pour la robotique pédagogique.

La robotique pédagogique (RP) est l’usage pédagogique des technologies robotiques pour le développement des objectifs d’apprentissage ou des compétences en contexte d’éducation formelle ou informelle (Romero & Kamga, 2016). Selon Misirli et Komis (2014) la RP « se réfère à la pratique de l’enseignement au cours de laquelle les élèves utilisent les robots pour construire des connaissances pour les robots eux-mêmes ou avec l’aide des robots » (p. 99). D’autres auteurs l’ont défini comme des outils cognitifs (Mikropoulos  &  Bellou,  2013),  permettant  un  apprentissage   « mains   sur   les   outils » (Azhar, Goldman, & Sklar, 2006). D’un point de vue disciplinaire, « la RP est un champ qui se trouve à la croisée entre la psychologie, l’intelligence artificielle et les sciences de l’éducation » (Gaudiello & Zibetti, 2013, p. 17). Dans cette étude, la recherche réalisée en RP se situe dans le champ des sciences et de l’éducation.

Les activités de RP peuvent permettre le développement de plusieurs compétences transversales telles que la de résolution de problèmes (Barak & Zadok, 2009; Sullivan, 2008). Pendant la réalisation des activités de RP, plusieurs problèmes peuvent surgir que ce soit sur le plan de la conceptualisation des objectifs, la conception et la construction d’un modèle du robot, la connectivité ou encore la programmation. Le but de ce projet est d’une part la capitalisation de cet ensemble de problèmes par le biais des outils de résolution de problèmes Robo21-RP, basés sur les composantes de résolution de problèmes du PFÉQ et d’autre part l’analyse des profils de résolution de problèmes des participants. Dans ce projet, un total de 109 futurs enseignants du préscolaire et du primaire de l’Université Laval ont mis à l’épreuve l’outil Robo21-RP dans une activité de RP impliquant l’usage des robots LEGO Mindstorms NXT. L’activité consistait à programmer le robot pour qu’il avance de deux unités, ensuite effectue une rotation de quatre-vingt-dix degrés vers la droite et enfin avance de trois unités et s’arrête.

Les résultats de l’expérience montrent une bonne appropriation de l’outil Robo21-RP et par conséquent de la démarche de résolution de problèmes et ce dans l’ensemble des trois étapes de la résolution de problèmes : cerner le problème, mettre à l’essai des pistes de solution et adopter un fonctionnement souple (MELS, 2006, p. 39). Les opportunités de transfert de l’outil Robo21-RP pour l’enseignement primaire, secondaire et postsecondaire seront présentées tout comme les études prospectives en cours de réalisation.

 

Références

Alimisis, D., & Kynigos, C. (2009). Constructionism and Robotics in education. Teacher Education on Robotic-Enhanced Constructivist Pedagogical Methods, 11–26.

Azhar, M., Goldman, R., & Sklar, E. (2006). An agent-oriented behavior-based interface framework for educationa robotics. In Agent-Based Systems for Human Learning (ABSHL) Workshop at Autonomous Agents and MultiAgent Systems (AAMAS- 2006).

Barak, M., & Zadok, Y. (2009). Robotics projects and learning concepts in science, technology and problem solving. International Journal of Technology & Design Education, 19(3), 289‑307.

Gaudiello, I., & Zibetti, E. (2013). La robotique éducationnelle : état des lieux et perspectives.

Psychologie                              Française,                58(1),                     17‑40.  http://doi.org/10.1016/j.psfr.2012.09.006

 

Mikropoulos, T. A., & Bellou, I. (2013). Educational robotics as mindtools. Themes in Science and Technology Education, 6(1), pp–5.

Ministère de l’éducation du loisir et du sport. (2006). Les compétences transversales. In Programme de formation de l’école québécoise: enseignement secondaire, premier                cycle. Consulté      à l’adresse :

 http://www1.mels.gouv.qc.ca/sections/programmeFormation/secondaire1/pdf/ chapitre003v2.pdf

 

 

Misirli, A., & Komis, V. (2014). Robotics and programming concepts in early childhood education: A conceptual framework for designing educational scenarios. In Research on e-Learning and ICT in Education (p. 99–118). Springer.

 

Papert, S. (1986). Constructionism: A new opportunity for elementary science education. Massachusetts Institute of Technology, Media Laboratory, Epistemology and Learning Group.

 

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 Intelligences numériques, Québec.

 

Sullivan, F. R. (2008). Robotics and Science Literacy: Thinking Skills, Science Process Skills and Systems Understanding. Journal of Research in Science Teaching, 45(3), 373‑394.

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