Langage et robotique avec le robot Thymio en éducation prioritaire
Emmanuel Page et Julien Sagné, conseillers pédagogiques dans la Gironde accompagnés de Stéphanie Mehats, enseignante nous parle du projet de langage et robotique mené avec le robot Thymio en éducation prioritaire, lors du colloque Robotique & éducation du mercredi 22 juin 2016 à Bordeaux.
Projet » Langages et Robotique « – Initiation aux sciences du numérique, langages mathématiques, scientifiques et numériques. Le robot Thymio 2
Présentation du projet
L’objectif principal de ce projet consiste à initier les élèves aux sciences du numérique dès le cycle 2 et ce jusqu’au nouveau cycle 3, ce qui facilite la mise en place des liaisons école/collège à partir d’un travail dans les classes, de rencontres scientifiques et de travail commun entre élèves du premier et second degré.
Il s’agit surtout d’initiation à la pensée algorithmique (langages mathématiques et numériques), plus qu’à la programmation qui sera développée au cycle 4. Les compétences développées par les élèves relèvent de savoir décomposer un problème en tâches simples, de savoir reconnaître des tâches qu’on a déjà effectuées, ou qui se répètent, apprendre à travailler ensemble à un projet commun et favoriser l’imagination, le sens créatif, sous une modalité attrayante1.
Le robot Thymio 2 permet aux élèves de travailler de nombreuses compétences autour de la maîtrise de la langue (orale et écrite), des langages mathématiques et des langages scientifiques. D’une façon plus spécifique, l’élève va acquérir les bases de langages scientifiques qui lui permettent de formuler et de résoudre des problèmes, de traiter des données, ce qui place ce projet dans le champ de la démarche d’investigation.
Utilisable de la maternelle au collège, ce projet repose sur des séances à réaliser avec un robot « open-source » Thymio2, conçu par l’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) et une séquence conçue à l’origine par INRIA BSO.
Ce projet peut favoriser :
. la mise en place de liaisons école/collège efficaces (cycle 3),
. la prise en compte des difficultés des élèves, notamment en éducation prioritaire,
. des formations communes premier et second degré avec un objet de savoir commun à enseigner,
. l’organisation de rencontres « défis robotiques » entre élèves du primaire et du collège,
. la valorisation de projets réalisés en classe (par exemple : créativité des élèves lors de la semaine de la robotique en Gironde).
La place dans les programmes du cycle 2 et du nouveau cycle 3 (avec le collège)
Les programmes de 2015 introduisent la nécessité d’enseigner les sciences du numérique, avec une progression des apprentissages du cycle 2 au cycle 4.
Socle commun de connaissances, de compétences et de culture
Dans le domaine 1 « Les langages pour penser et communiquer », l’élève est amené à « comprendre, s’exprimer en utilisant les langages mathématiques, scientifiques et informatiques ». « Il sait que des langages informatiques sont utilisés pour programmer des outils numériques et réaliser des traitements automatiques de données. Il connaît les principes de base de l’algorithmique et de la conception des programmes informatiques. Il les met en œuvre pour créer des applications simples. »
On constate également l’apparition des sciences du numérique dans le socle commun avec le domaine 2 : « Les méthodes et outils pour apprendre ». « En mathématique, ils [les élèves] apprennent à utiliser des logiciels de calculs et d’initiation à la programmation ».
Une dimension essentielle de ce projet autour de la robotique revient à éduquer l’élève en tant que citoyen numérique, capable de comprendre le fonctionnement de robot et de programmes informatiques en intégrant le fait que cela n’est pas de l’ordre du magique mais qu’un robot agit dans un environnement donné en fonction d’instructions (programmes) que l’homme lui a données.
Les sciences du numérique doivent s’adresser à tous les élèves, et notamment pour promouvoir les sciences chez les filles, afin de comprendre les mécanismes et façons de penser du monde numérique qui les entoure et dont ils dépendent. « Il [l’élève] est sensibilisé à un usage responsable du numérique. »
Programmes d’enseignement
Au cycle 2, dans le thème Espace et géométrie: (Se) repérer et (se) déplacer en utilisant des repères. « Dès le CE1, les élèves peuvent coder des déplacements à l’aide d’un logiciel de programmation adapté, ce qui les amènera au CE2 à la compréhension, et la production d’algorithmes simples. »
Les connaissances et compétences associées sont d’être capable de :
– « s’orienter et se déplacer en utilisant des repères.
– Coder et décoder pour prévoir, représenter et réaliser des déplacements dans des espaces familiers, sur un quadrillage, sur un écran.
Des activités pour l’élève peuvent être de « programmer les déplacements d’un robot (référence possible à Thymio2) ou ceux d’un personnage sur un écran (référence à SCRATCH) ».
Dans les repères de progressivité des programmes, il est indiqué que:
« Dès le CE1, les élèves peuvent coder des déplacements à l’aide d’un logiciel de programmation adapté, ce qui les amènera au CE2 à la compréhension, et la production d’algorithmes simples. »
Au cycle 3,
En sciences et technologie, les compétences travaillées permettent de pratiquer des langages, exploiter un document constitué de divers supports (texte, schéma, graphique, tableau, algorithme simple).
Dans la partie matériaux et objets techniques, il s’agit de repérer et comprendre la communication et la gestion de l’information (le stockage des données, notions d’algorithmes, les objets programmables).
Exemples de situations relevant du projet robotique Thymio:
. Les élèves découvrent l’algorithme en utilisant des logiciels d’applications visuelles et ludiques.
. Ils exploitent les moyens informatiques en pratiquant le travail collaboratif.
. Les élèves maitrisent le fonctionnement de logiciels usuels et s’approprient leur fonctionnement.
En mathématique, dans le thème Espace et géométrie, dans (se) repérer et (se) déplacer dans l’espace en utilisant ou en élaborant des représentations avec des connaissances et compétences associées qui sont liées au projet Thymio en évoquant : »Programmer les déplacements d’un robot ou ceux d’un personnage sur un écran« .
Dans la partie Espace et géométrie, les activités spatiales et géométriques constituent des moments privilégiés pour « une première initiation à la programmation notamment à travers la programmation de déplacements ou de construction de figures« .
Une initiation à la programmation est faite à l’occasion notamment d’activités de repérage ou de déplacement (programmer les déplacements d’un robot ou ceux d’un personnage sur un écran), ou d’activités géométriques (construction de figures simples ou de figures composées de figures simples).
Dans le prolongement des programmes de mathématiques liés à la robotique, des notions de sciences et technologie peuvent être abordées à travers des activités d’informatique débranchée.
« En CM1 et CM2 l’observation de communications entre élèves, puis de systèmes techniques simples permettra de progressivement distinguer la notion de signal, comme grandeur physique, transportant une certaine quantité d’information, dont on définira (cycle 4 et ensuite) la nature et la mesure. »
Source Texte : Emmanuel Page
Crédit Photo : www.mobsya.org
