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dossier/
par Giroud...
dossier/
E n av a nt
ob o ts !
4 Un nouveau pilier pour une École numérique
les r
6 Mobsya promeut la science informatique
8 ... la robotique? Ce qu’ils en disent...
14 Un diplôme en robotique éducative
14 Roteco, une plateforme Mint’erest
15 Quand les robots s’invitent à l’école
17 L’informatique: nouvelle discipline scolaire Dossier réalisé par Morgane Chevalier
Educateur 3 | 2019 |3
dossier/
Un nouveau pilier pour
une École numérique
Une des finalités de l’École est de permettre à l’élève de comprendre le
monde qui l’entoure. Or, ce monde se numérise de plus en plus. L’enjeu
est donc grand pour l’institution scolaire.
© niro
Morgane Chevalier, HEP Vaud
Trois piliers pour plus de stabilité? pensée informatique, computational thinking, en an-
Depuis de nombreuses années déjà, le combat est glais), pensée qui émerge particulièrement dans les ac-
mené contre la fracture numérique afin de réduire les tivités de science informatique.
disparités d’accès aux technologies informatiques et,
en particulier, à internet. À ce titre, le Plan d’études ro- La science informatique:
mand (PER) présente déjà les compétences à atteindre en quoi est-ce nouveau?
en MITIC1 par l’élève dès les premières années de sa Depuis plusieurs décennies déjà, les technologies de
scolarité. Il s’agit là des deux piliers «Littératie numé- l’information et de la communication (TIC) sont in-
rique» et «Éducation aux médias» qui figurent dans le tégrées en classe. Il y a même des classes spécifiques
tableau ci-dessous (Figure 1). pour cela… si on considère la salle informatique ou du
moins la salle des ordinateurs! Le pas est vite fait entre
«nous allons en salle informatique» et «nous faisons de
l’informatique». Or, les deux choses sont à l’évidence
Les trois piliers de l’éducation informatique différentes. L’usage des ordinateurs par les élèves pour
écrire un document (via un logiciel de traitement de
Science Littératie Éducation aux
texte) ne garantit nullement qu’ils sauront expliquer
informatique numérique médias
comment ces machines fonctionnent. Des objectifs
d’apprentissage sont donc à viser en science infor-
matique afin de permettre aux élèves de découvrir et
de comprendre l’algorithmique, la programmation, les
machines et les réseaux, les informations et les don-
Discipline scientifique. Décrit Compétences d'utilisateur Connaissances relatives au nées… autant de thématiques sur lesquelles le monde
les lois qui régissent le monde d'outils numériques. Pas une rôle et à la signification des
immatériel de l'information. science, mais une technique. médias pour l’être humain. numérique prend ses bases.
Aborde les concepts Forme à la manipulation des Science sociale. Présente les
fondamentaux qui régissent logiciels de communication & langages des médias, leurs
les dispositifs techniques. de production. opportunités et limites. Du consommateur au producteur:
deux extrémités d’un même continuum
Dans le passé, les outils étaient si peu faciles à utiliser
Figure 1 que certains ont alors affirmé qu’ils faisaient «écrans
Tableau de Paul Kleiner, Fondation Hasler, 2014 aux savoirs» (Jacquinot, 1996), c’est-à-dire qu’ils fai-
(p. 15), remis en forme par J-P. Pellet et G. Parriaux saient obstruction aux apprentissages. Par exemple,
(HEP Vaud) réaliser un calcul additif sur un ordinateur demandait
de savoir d’abord utiliser l’ordinateur pour ensuite réa-
Or, la technologie évolue rapidement… au point de liser la tâche demandée. Cette complexité pouvait être
transformer nos sociétés… et donc le monde qui nous une belle opportunité d’apprentissage pour certains…
entoure. Un nouveau pilier «science informatique» fi- mais le risque restait qu’un élève ne parvienne pas à
gure donc dans le tableau ci-dessus pour compléter la réaliser le calcul additif, non pas parce qu’il n’en était
formation des élèves. pas capable, mais bien à cause de sa mauvaise aisance
En effet, dans le rapport de l’Académie des Sciences avec l’ordinateur.
française (mai 2013), les auteurs préviennent que «la Aujourd’hui, les technologies sont réellement plus er-
véritable fracture sera entre ceux qui possèderont les gonomiques et facilitent l’utilisateur dans sa tâche… si
outils intellectuels pour comprendre ces transforma- bien que les écrans ne sont plus des «barrages». Mais
tions et ceux qui ne les possèderont pas» (p.16/35). leur fascination en devient gênante… Du coup, on re-
Un de ces outils intellectuels s’incarne dans la pensée trouve à la une des magazines pédagogiques des titres
computationnelle (cette expression est synonyme de tels que «les écrans de la scolarité, des écrans à la sco-
4| Educateur 3 | 2019
dossier/
larité?» (avec des recommandations selon les âges). La Figure 2
peur de transformer l’élève en simple consommateur Le jeu du robot pré-
questionne l’école. senté par Marie Duflot
Du coup, le risque est que les technologies échappent pour Class’Code (vu sur:
aux élèves, et que le monde qui les entoure leur échappe https://pixees.fr/le-jeu-
également. En accordant une place à la science infor- du-robot/)
matique à l’école, il s’agit donc de permettre aux élèves
de s’équiper intellectuellement pour cheminer en toute
conscience sur le continuum consommation-produc-
tion.
La science informatique en mode branché
ou débranché?
En faisant son entrée à «l’École numérique», la disci-
pline de science informatique offrira aux élèves les
connaissances nécessaires pour comprendre le monde
© M. Chevalier
numérique qui les entoure. Figure 3
Pour permettre aux élèves de construire ces nouveaux Une élève de cycle 1 découvrant
concepts, différentes modalités sont possibles. La mo- les fonctions du robot Thymio
dalité «branchée» paraît évidente, car l’ordinateur est
l’outil originel de la science informatique. Des logiciels
ou applications (par exemple, Scratch Junior ou encore
AlgoBot) permettent effectivement de découvrir, de si-
muler et d’entrainer entre autres les notions d’instruc-
tion et de boucle.
Mais ces concepts peuvent aussi être construits de
manière «débranchée» (en référence au Computer
Science Unppluged de Tim Bell et son équipe, liens en
fin d’article). Par exemple, pour construire les concepts
d’instructions, de boucle, de langage, etc., il est possible
Figure 4
d’avoir recours au «jeu du robot» (Figure 2, ci-contre).
Prof. Mondada présentant comment
Cette activité débranchée ne requiert aucun matériel
programmer Thymio à l’aide du VPL (vu sur:
numérique et pourtant, en passant par l’engagement https://www.youtube.com/watch?v=dA-BW38kl6E)
du corps, la compréhension semble être facilitée…
Même si les concepts en science informatique sont,
à l’instar des mathématiques, relativement abstraits. Mais alors, quel usage faire des robots pour quels ap-
Il est alors intéressant de constater que beaucoup d’en- prentissages visés? Les robots sont de parfaits média-
seignant-e-s ont recours aux robots dits éducatifs tels teurs pour communiquer, collaborer, créer… autant de
que BlueBot, Lego® Mindstorms, Thymio, etc. L’avan- capacités transversales qui peuvent être développées
tage de ces robots est qu’ils présentent un entre-deux par d’autres moyens. Les robots peuvent donc être des
branché-débranché. En effet, une première approche outils au service d’autres disciplines. Il ne tient qu’à
«débranchée» consiste à observer et à interagir avec ces l’enseignant-e de proposer d’autres usages des robots
machines au moyen de la démarche expérimentale. en classe: et pourquoi pas les observer comme des ob-
Cela permet à l’élève de comprendre le fonctionne- jets de savoir en soi?
ment (Figure 3, ci-contre) pour mieux le programmer Le rôle de l’enseignant-e est donc primordial lors des
ensuite, lors d’une deuxième approche «branchée», au mises en commun pour aider à poser les mots sur ce
moyen d’un ordinateur ou d’une tablette et d’un logi- qu’on a observé (capteurs, actionneurs, programme…)
ciel de programmation (Figure 4, ci-contre). et sur ce qui aura été expérimenté («si… alors…»). Les
Ainsi, les robots en classe font florès, car ils offrent à retours de pratiques d’enseignant-e-s dans les pages
la fois une certaine liberté d’approche pédagogique suivantes permettent de se rendre compte de quelques
du point de vue des enseignant-e-s et un éventail de instrumentalisations des robots en classe en Suisse ro-
situations d’apprentissage du point de vue des élèves. mande et au-delà. •
La robotique éducative est d’ailleurs un champ de re-
cherche et de pratique très en vogue.
1
Média, Image, Technologie de l’Information et de la Communication
Les robots comme objets de savoir ou comme Bibliographie
outils pour d’autres apprentissages? Académie des sciences (mai 2013). L’enseignement de l’informatique
Si les robots font leur entrée dans les classes, il ne reste en France: Il est urgent de ne plus attendre. France.
Jacquinot-Delaunay, G. (1996). «Les NTIC: écrans du savoir ou écrans
pas moins que leur destin à de fortes chances de croi- au savoir?». In Outils multimédia et stratégies d’apprentissage du
ser celui des ordinateurs. En effet, nous l’avons précé- Français Langue Étrangère. Université de Lille 3.
demment souligné, il ne suffit pas d’utiliser un ordina- Site original en anglais, allemand et espagnol: www.csunplugged.org.
teur pour faire de la science informatique. Il en est de La version française a été réalisée par Interstices: https://interstices.
info/wp-content/uploads/2018/01/csunplugged2014-fr-comp.pdf
même pour les robots.
Educateur 3 | 2019 |5
dossier/
Mobsya promeut
la science informatique
Mobsya est une association à but non lucratif qui crée des robots, des logiciels
aider les jeunes à découvrir les technologies numériques et les sciences. Son p
nous raconte sa motivation à faire découvrir la technologie digitale.
Propos recueillis par Morgane Chevalier
Aujourd’hui, vous faites de la robotique
éducative… Quelle différence faites-vous avec la
robotique quand vous étiez étudiant ingénieur
à l’EPFL?
Christophe Barraud: Le concept de fond reste le même,
à savoir associer des capteurs et des actionneurs au
moyen d’un programme informatique pour accomplir
une tâche. C’est cette idée de pensée computationnelle
que nous voulons transmettre et faire découvrir grâce à
Thymio (pour lequel nous avons participé à la création que ses capteurs perçoivent ou qui le font s’illuminer
sous le lead de l’EPFL1 et l’ECAL2). La grande différence de différentes couleurs. Il est simple et robuste, pensé
vient surtout du niveau de complexité perçu par le pu- pour les enfants et les écoles. Il possède six compor-
blic. Thymio doit être simple à prendre en main et à tements préprogrammés qui donnent une bonne idée
comprendre. Par contre, du côté développement, Thy- de ses capacités. Il peut suivre une ligne noire au sol,
mio est tout aussi complexe qu’un robot de recherche suivre un objet, réagir au son... Par exemple, en décou-
utilisé lors de mes études! vrant le mode vert, on en vient à observer que «si Thy-
mio capte quelque chose devant lui, alors il actionne
Pouvez-vous présenter rapidement le robot ses moteurs pour suivre cet objet». Il devient alors as-
Thymio? sez facile ensuite de programmer le robot. Un langage
Thymio est un robot éducatif qui ressemble à une pe- de programmation visuel (VPL, voir figure ci-dessous)
tite voiture d’une dizaine de centimètres de côté. Il pos- permet d’associer des icônes «événement» (ce que
sède deux roues pour se déplacer et différents capteurs capte le robot) et des icônes «action» (ce que fait le ro-
(proximité, mesure du sol, accéléromètre...) qui lui per- bot). Il ne reste plus qu’à tester le programme directe-
mettent de naviguer dans son environnement. Il pos- ment sur le robot: par exemple, dans la figure ci-des-
sède beaucoup de LED qui donnent un retour sur ce sous, quand on appuie sur la flèche avant de Thymio
Captures d’écran d’une même instruction pour Thymio dans trois langages de programmation différents
6| Educateur 3 | 2019
Glossaire informatique
Informatique
L’informatique est un domaine d’activité scienti-
fique, technique et industriel qui concerne le trai-
tement automatique de l’information. La science
informatique est une science qui étudie le calcul
au sens large, en lien avec tout ce qui peut se re-
présenter sous forme de nombres.
Algorithme
Suite finie, détaillée et non ambiguë d’opérations
ou d’instructions qui permet de résoudre un pro-
blème.
et activités éducatives pour
résident, Christophe Barraud, Langage de programmation
Langage qui permet d’exprimer un algorithme
sous forme de programme informatique pour le
faire exécuter par un ordinateur.
Programme informatique
(flèche en rouge sur l’image) alors il s’allume en vert. Un programme informatique est la traduction d’un
Le langage visuel (VPL) est très bien adapté pour des algorithme dans un langage de programmation
débutants, même non lecteurs. Par la suite, on peut afin de le faire exécuter par un ordinateur.
programmer Thymio avec différents langages comme
on le voit sur la figure: des blocs de texte combiné
(Scratch, Blockly) ou un langage écrit au clavier (Aseba).
Thymio est donc un robot que l’on peut Pour aller plus loin:
programmer au moyen de différents langages Baumberger, B., Oudeyer, P.-Y., & Roy, D. (2018). Dictionnaire
de programmation? informatique des termes essentiels. Vu le 20 décembre 2018 sur
https://docs.google.com/document/d/1_MCa54z9se6NdTZWo-
Oui, c’est cela. Et à côté du robot et des softwares (pour F2uRm-Asd7u6u6ECBtdIjB5R-c/edit?usp=sharing
les langages de programmation), Thymio est entouré
de matériel éducatif open-source de qualité. C’est ce
concept des trois piliers «Hardware, Software, Activi-
tés» qui en font un outil très adapté pour les écoles.
Quel est l’avantage des robots en classe pour
apprendre la science informatique? C’est inévitable. Et c’est normal. C’est en essayant, en
faisant une observation, en en tirant des conclusions
Le robot amène une dimension tangible à la leçon. La et en ajustant son idée qu’on arrive à ce que l’on veut.
science informatique peut rester très abstraite si elle C’est quelque chose qui devrait être plus mis en avant,
se résume à du code écrit sur un écran. Mais avec un également dans d’autres branches que la science in-
robot, on peut expérimenter ce qu’on a programmé. formatique.
On peut voir pourquoi cela fonctionne ou non. C’est
aussi selon moi un excellent outil pour dédramatiser Comment situez-vous l’usage de Thymio par
l’erreur. Quand on programme un robot, on se trompe. rapport à des activités débranchées (c’est-à-dire
sans ordinateur) ou encore par rapport à des
activités de programmation uniquement sur
ordinateur?
Thymio fait la jonction entre le débranché et le bran-
ché. Grâce à ses modes de base, Thymio peut être
utilisé sans ordinateur et sans connaissances en pro-
grammation. En interagissant avec lui, l’élève découvre
son fonctionnement et il pourra à l’aide de l’enseignant
dégager les notions de capteurs et d’actionneurs. En-
suite, on peut le «brancher» à un ordinateur pour le
programme. Les interactions avec le robot pour tester
le programme sont une nouvelle fois riches d’ensei-
gnement pour l’élève. •
1
École polytechnique fédérale de Lausanne
2
École cantonale d’art de Lausanne
Educateur 3 | 2019 |7
dossier/
... la robotique?
Ce qu’ils en disent...
Objets de savoir ou objets médiateurs pour d’autres savoirs, les robots
inspirent des expériences variées. Focus sur des pratiques enseignantes
à travers la Suisse romande.
© niro
Valérie Batteau,
post-doctorante
Université de Joetsu,
Japon
Dans le cadre d’une recherche postdoctorale à l’Université d’Éducation de
Joetsu au Japon, nous avons visité neuf classes des cycles 1 à 3 au sein d’écoles
ordinaires, d’écoles rattachées à l’Université d’Éducation et d’une école désignée
école de recherche. Les écoles rattachées et école de recherche favorisent de
nouvelles approches de l’enseignement. Les séances observées se sont dérou-
lées en mathématiques, parfois dans le cadre de dispositifs de formation lesson
study avec de nombreux observateurs (chercheurs, formateurs, étudiants, cadres
éducatifs, enseignants...) et parfois lors de séances ordinaires sans observateur.
Nous avons observé le matériel pédagogique mis à disposition des élèves lors de
ces séances.
Dans les classes de l’école rattachée (Secondaire 1), des enseignants utilisent
dans leurs pratiques ordinaires des tablettes reliées à un tableau blanc interactif
afin de rendre visible à toute la classe les productions individuelles des élèves, pour faciliter les mises en
commun et les discussions sur les différentes idées des élèves. À l’école primaire rattachée, les élèves ont
utilisé des tablettes pour prendre des photos de «multiplication» dans leur école à l’occasion d’une leçon
de recherche. L’enseignant a ensuite projeté les différentes photos prises par les élèves pour organiser la
discussion collective.
Mais jusqu’à présent, les visites de classe ne nous ont pas permis d’observer de robot éducatif, ce qui peut
sembler étonnant, car nous croisons régulièrement des robots dans d’autres contextes, au restaurant par
exemple.
Aussi, nous nous sommes entretenus avec Yuichi San, un étudiant de Master de Mathématiques, futur
enseignant de mathématiques en Secondaire 1 pour connaître ses pratiques en robotiques éducatives.
Celui-ci dit n’avoir jamais vu de robot éducatif, ni dans son cursus, ni lors de ses visites de classes, ni
comme stagiaire. Il précise que les enseignants utilisent d’autres logiciels, comme Scratch sur internet. La
programmation est maintenant dans les programmes de l’école élémentaire au Japon. Pour atteindre cet
objectif, le robot Thymio lui semble plus intéressant que Scratch. Selon lui, l’utilisation de Thymio permet
de développer des structures cognitives profondes, plus critiques et créatives, chez les élèves. Selon cet étu-
diant, les limites pourraient porter sur le coût, les compétences des enseignants, le temps investi en classe
ou encore la difficulté de mise en place des activités. Il conclut qu’il est tout à fait envisageable d’intégrer ce
robot dans les classes japonaises.
La recherche est détaillée à cette adresse: http://p3.snf.ch/Project-181510#
8| Educateur 3 | 2019
dossier/
Céline Dupré,
enseignante à
Payerne, Vaud
Je suis enseignante spécialisée au sein de l’école En Guillermaux qui appartient
à la Fondation de Verdeil. Je travaille avec des élèves qui ont entre 12 et 15 ans.
Ils sont entre la 9S et la 11S. Ils ont de grandes difficultés d’apprentissage. J’utilise
le robot Thymio au sein de ma classe. Nous avons un atelier robotique une fois
par semaine avec un groupe d’élèves. Nous découvrons Thymio et apprenons
à le programmer via le logiciel VPL (Visual Programming Language). Ce logi-
ciel s’utilise en déplaçant des icônes représentant les capteurs et les actionneurs
du robot. C’est donc visuel et cela permet à mes élèves de programmer malgré
leurs difficultés de lecture et d’écriture. Dans cet atelier, les élèves apprennent à
appréhender le monde numérique en utilisant l’ordinateur, le robot et le vocabu-
laire spécifique, tel que le nom des différents capteurs et actionneurs. Cela leur
permet également de démystifier les machines et les robots en comprenant leur
fonctionnement.
Mais ce n’est de loin pas leur seul apprentissage. Ils apprennent à collaborer, à raisonner, à faire de la re-
cherche de type essai-erreur, à faire des hypothèses. Les élèves communiquent ensuite leurs découvertes.
Ils apprennent donc à communiquer, à s’adapter à leur interlocuteur, à produire des textes, à être créatifs...
Par exemple, mes élèves sont allés dans plusieurs classes faire découvrir le robot à d’autres élèves. Ma plus
belle expérience est de voir des élèves, régulièrement en difficultés, motivés et fiers de montrer leurs dé-
couvertes.
Le défi d’utiliser des robots en classe est de ne pas tout maîtriser... et d’apprendre avec les élèves!
Le premier avantage du robot est l’attraction qu’il provoque auprès des élèves. Avec des élèves peu motivés
par les apprentissages scolaires, c’est une aubaine.
Dans un deuxième temps, les robots permettent d’avoir un retour direct de leur travail. En effet, quand leur
programmation n’est pas correcte, le robot n’ira pas où ils veulent. Et pour une fois ce n’est pas l’adulte qui
le dit, mais le robot. Le retour est donc exempt d’affect.
François Flückiger
enseignant à Bienne,
Berne
Enseignant primaire à Bienne auprès d’enfants de 8 à 11 ans, j’interviens prin-
cipalement en mathématiques. Je donne également un cours d’informatique à
option à des élèves un peu plus âgés, toujours à l’école primaire.
Dans le cadre de la découverte des notions de base de géométrie, nous utilisons
régulièrement les robots Thymio et en particulier leur capacité à dessiner des
traits ou des figures géométriques. Les robots dessinent un segment de droite
que les enfants sont invités à mesurer. Ou alors, plus ambitieux mais égale-
ment plus motivant, les enfants programment les robots pour qu’ils dessinent
des figures géométriques régulières comme des triangles, des carrés ou autres
hexagones. À mon sens, le cerveau d’un enfant de cet âge est tout à fait ca-
pable d’aborder les notions de base qui permettent de différencier les figures
géométriques entre elles et de cerner leurs propriétés respectives. Son dévelop-
pement ne lui permet cependant pas forcément d’activer ces apprentissages à
l’aide d’une règle, d’une équerre ou d’un compas. Le robot facilite ce passage: il dessine une figure à l’aide
des indications fournies par l’enfant. L’objectif est atteint et on évite de confronter l’enfant à des difficultés
inutiles tout en favorisant sa motivation et son goût pour la géométrie.
Dans le cadre du cours d’informatique à option, les élèves abordent la programmation en réalisant eux-
mêmes des jeux à l’aide du logiciel en ligne Scratch. S’il est possible pour eux de jouer aux jeux qu’ils ont
programmés, et de les présenter à leurs camarades, ces réalisations demeurent un peu abstraites pour les
enfants, qui sont par exemple encore et toujours très fiers d’imprimer une affiche réalisée pendant le cours.
L’utilisation des robots couplés à l’interface de Scratch, ou à une interface similaire, permet de mesurer
l’impact concret que peut avoir du code sur un objet en trois dimensions qui bouge, qui s’allume, qui fait du
bruit. Ce passage entre le monde virtuel et le monde réel me semble important à aborder avec les enfants
afin qu’ils comprennent mieux les implications de la science informatique dans leur vie de tous les jours.
Educateur 3 | 2019 |9
dossier/
Paul Oberson,
chef de service du
SEM, Genève
Voilà plusieurs années que nous avons adopté Thymio dans les classes du pri-
maire. Ce dispositif propose un retour concret du réel et une contextualisation
riche de sens. Quand j’ai appris le code informatique, comme pour beaucoup
d’entre nous, la première leçon a consisté à faire apparaître le très classique: hello
world sur un écran d’ordinateur. Cette activité m’a amené à différents constats
et questions:
– ce résultat aurait été plus rapidement atteint en utilisant un traitement de texte;
– quelle est l’utilité d’un code moins efficace qu’un traitement de texte?
– comment trouver l’erreur quand ces mots ne s’affichent pas?
L’utilisation d’un robot connecté à l’ordinateur résout l’ensemble de ces points.
Le déplacement programmé de la petite machine n’est pas accessible avec un
traitement de texte. Si le code vise à faire tourner le robot à gauche et que celui-ci
va tout droit, on possède différents indices pour localiser le problème: l’instruc-
tion «tourner à gauche» n’est pas interprétée correctement. Le sens du code est contextualisé et compré-
hensible: il sert à diriger le robot.
L’usage de Thymio est plus large que l’apprentissage du code. Par exemple, un de ses comportements pré-
programmés est parfois nommé «le timide». Le robot est ainsi personnifié. Cette situation présente alors
un pont nécessaire et naturel vers la philosophie: «un robot peut-il être timide?» C’est un débat important,
tant dans nos petites classes que dans notre société qui intègre de plus en plus «d’automates intelligents».
Mon plus beau souvenir lié à Thymio? Un échange avec un collège, en visionnant une vidéo prise dans
une classe. Un Thymio est posé sur une table, entouré d’élèves qui l’observent, le manipulent, tentent d’en
comprendre le fonctionnement. La maîtresse pose une question, une élève répond. Mon collègue arrête la
vidéo et me dit: «Tu vois, c’est la première fois de l’année que cette élève s’exprime spontanément devant
la classe.»
Pierre-Olivier Vallat,
chargé d’enseigne-
ment HEP-BEJUNE,
Neuchâtel
Je suis chargé d’enseignement et chercheur à la HEP-BEJUNE. L’idée d’uti-
liser des robots à des fins pédagogiques n’est pas nouvelle, puisque le premier
Congrès francophone de robotique pédagogique s’est tenu à l’Université du
Maine au Mans en août 1989, soit il y a presque trente ans. J’ai eu l’occasion de
mener quelques activités avec des élèves du secondaire I à Bienne, puis avec
des étudiants de la HEP-BEJUNE, entre autres durant une semaine hors cadre
il y a une dizaine d’années. Le matériel utilisé était constitué de robots Lego®
MindStorms. L’un des exercices, intitulé «Le bal des robots», se déroulait dans un
rectangle d’environ cinq mètres sur trois, matérialisé par un cadre noir. Tous les
robots devaient se déplacer en même temps sans sortir du cadre tout en s’évitant
mutuellement. Cet exercice fut très instructif pour chacun-e, puisque, comme
toujours en robotique, des imprévus sont très rapidement apparus (robots s’ac-
crochant par des câbles électriques, s’imbriquant les uns dans les autres sur les
côtés sans détecteurs…). Le débriefing qui suivit fut autant, voire davantage intéressant que le bal lui-même.
En effet, durant cette phase, de nombreux concepts robotiques de base sont apparus spontanément.
Plus récemment, j’ai eu l’occasion d’animer un cours de programmation de Thymio dans le cadre de la For-
mation continue de la HEP-BEJUNE. Les enseignant-e-s ont été confronté-e-s aux défis de l’anticipation,
de la programmation événementielle (le robot reste dans son état tant qu’aucun événement extérieur ne
modifie cet état). L’anticipation me semble être l’élément fondamental de la programmation en robotique,
car c’est le robot qui, de par son comportement, validera (ou non) la solution imaginée. Cette démarche
pédagogique ouvre des champs importants tels que le droit à l’erreur, l’autoévaluation, la différenciation…
Il ne s’agit donc pas seulement de s’initier aux algorithmes, mais de trouver ces solutions concrètes pour
s’adapter à un environnement particulier.
10 | Educateur 3 | 2019
dossier/
© niro
Romain Roduit,
maître d’enseignement
HES-SO, Valais
Je suis responsable de la promotion des métiers de l’ingénieur-e de la HES-SO
Valais-Wallis. Par mon activité, je mène diverses actions de robotique en classe.
Nous organisons par exemple chaque année un concours de robots pour les
élèves de 6-7-8H. Cette année, nous avons, en plus de la formation continue des
enseignants, mis en place des Thymio Test Days afin de faire découvrir les ro-
bots au plus grand nombre d’élèves et d’enseignants valaisans de tous les degrés.
Je gère également plusieurs ateliers de robotique hors cadre scolaire.
Lorsque j’interviens dans les classes, j’apporte à la fois un soutien technique à
l’enseignant-e et mon point de vue d’ingénieur. J’aime bien mener une discus-
sion avec les élèves pour évaluer leur rapport aux robots et à l’intelligence artifi-
cielle. Cela permet de clarifier les choses et de dissiper d’éventuelles peurs. Chez
les élèves comme chez les enseignant-e-s, j’utilise principalement des Lego®
MindStorms et des Thymio.
Il m’est arrivé, dans une classe de 8H de Monthey, de citer en exemple devant toute la classe un robot parti-
culièrement bien construit par un groupe de trois élèves. J’ai appris par la suite que ces derniers étaient en
décrochage scolaire. L’enseignante a beaucoup apprécié qu’ils aient pu être valorisés devant toute la classe.
Je préconise d’ailleurs de former des groupes «homogènes» au sens scolaire du terme. Cela afin d’éviter
que ceux qui ont moins de facilité en classe ne se mettent en retrait, par simple réflexe. La robotique faisant
appel à des compétences peu souvent sollicitées dans le cadre scolaire, je constate que les groupes d’élèves
«moyens» ou «faibles» se distinguent souvent. Le fonctionnement des filles et des garçons est aussi très
intéressant à observer. Les groupes mixtes, qui arrivent à bien collaborer, s’en sortent souvent mieux que
les autres.
J’ai aussi eu plusieurs retours de la part d’enseignantes qui ont utilisé avec succès des robots dans des
classes d’adaptation ou pour réintégrer un élève HPI (haut potentiel intellectuel) qui s’était socialement
coupé de la classe.
En favorisant la numérisation de l’école, j’ai parfois la crainte d’augmenter encore le temps que les élèves
vont passer devant des écrans. Pour cela, la robotique apporte une réponse très raisonnable à une approche
numérique de l’enseignement, sans faire exploser le compteur des heures-écran. Il n’y a qu’à observer une
classe en train de faire de la robotique pour s’en convaincre: les élèves vont et viennent entre leur robot
et l’ordinateur. Ils sont à quatre pattes par terre ou affairés à la construction d’un nouveau parcours pour
leur robot. Les interactions entre élèves sont également très riches. La motivation d’un résultat concret les
pousse à exprimer clairement leurs idées afin d’avoir le plus de chance de convaincre leurs pairs.
Enfin, et ce n’est pas là le moindre des avantages de la robotique, l’évaluation se fait en continu, et pas par
l’enseignant, mais par le robot. Si l’élève fait une erreur, il se rend compte immédiatement que quelque
chose cloche: le robot ne fait pas ce qu’on lui demande. Cette courte boucle d’essai-erreur, alliée à la mo-
tivation d’avoir un résultat, entraîne une progression rapide des élèves. Au point qu’il faille parfois gérer
l’emballement du groupe plutôt que l’ennui.
Educateur 3 | 2019 | 11
dossier/
© niro
Maud Plumettaz-
Sieber & Éric Sanchez,
Laboratoire d’Inno-
vation Pédagogique,
Université de Fribourg
«Hey! Tu es au courant de la nouvelle? L’informatique deviendra obligatoire pour
les élèves de 1re année des collèges du canton de Fribourg dès septembre 2020!»
À ces mots, peut-être pensez-vous: «Rien de nouveau! On enseigne déjà l’utili-
sation d’un traitement de texte, d’internet ou encore le montage vidéo!» Ou alors,
peut-être vous dites-vous: «Passer tout un cours derrière un ordinateur à pro-
grammer! Quelle idée!»
Chères lectrices, chers lecteurs de l’Educateur, la suite de cet article pourrait vous
intéresser.
Sur mandat de la Direction de l’instruction publique de la culture et du sport
(DICS) de Fribourg, un groupe de travail composé d’enseignants d’informatique
est impliqué dans la rédaction du plan d’étude qui entrera en vigueur dès la ren-
trée scolaire 2020 dans les collèges du canton de Fribourg. Dès lors, les questions
sont nombreuses: enseignera-t-on la programmation et la robotique? Quelles
seront les compétences visées? Quels seront les contenus prioritaires? Profite-
ra-t-on de l’occasion de ce nouveau cours pour innover d’un point de vue pé-
dagogique?
Dans le cadre d’une thèse de doctorat débutée en août 2017 (Plumettaz-Sieber,
2018), nous nous intéressons à l’utilisation d’un jeu numérique pour enseigner
la programmation aux élèves de 15-16 ans. Jouer pour apprendre présente de
nombreux intérêts: une plus grande prise de risque des élèves qui osent davan-
tage, car leurs erreurs ne sont pas rédhibitoires, les rétroactions du jeu qui per-
mettent de s’évaluer et la possibilité de mettre en place une collaboration entre
les élèves pour l’identification des stratégies gagnantes. Le rôle de l’enseignant
est crucial. Outre son implication pour l’introduction du jeu et dans son inté-
gration dans un scénario d’apprentissage, il permet le retour réflexif en aidant
les élèves à formuler et à valider les savoirs et les compétences développés durant le jeu. Cette phase est
appelée «institutionnalisation» et constitue le centre d’intérêt de la thèse.
En pratique, des séances dédiées à l’intégration d’un jeu d’apprentissage de la programmation ont eu lieu
dès septembre 2018 au Laboratoire d’Innovation Pédagogique (LIP - https://blog.unifr.ch/lip/) de l’Uni-
versité de Fribourg. Ces séances sont menées en partenariat avec les enseignants d’informatique des col-
lèges concernés. Il s’agit de définir les caractéristiques du jeu et les modalités de l’institutionnalisation.
Différentes pistes ont été explorées et le choix du jeu retenu n’est pas arrêté. Le jeu «Programming Game»
(https://www.albasim.ch/fr/nos-serious-games/) créé par l’équipe AlbaSim de la Haute École d’Ingénierie
et de Gestion (HEIG) du canton de Vaud pourrait être un point de départ intéressant.
Il s’agit donc de permettre la collaboration entre enseignants, chercheurs en informatique et chercheurs en
didactique pour innover et favoriser l’apprentissage de l’informatique chez les élèves.
Références: Plumettaz-Sieber, M. (2018). Apprendre l’informatique en jouant: institutionnalisation des apprentissages. Septièmes Rencontres
Jeunes Chercheurs en EIAH (RJC EIAH 2018), avril 2018, Besançon, France. Actes des 7e RJC-EIAH 2018, 2018. Consulté à l’adresse https://hal.
archives-ouvertes.fr/hal-01769584/document
12 | Educateur 3 | 2019dossier/
Corinne Antoniotti
Zuchuat
enseignante à Savièze,
Valais
Je suis enseignante depuis plus de trente ans et j’ai principalement travaillé
dans les degrés 3-4-5 H. Actuellement j’enseigne à Savièse en 3-4H. À mes dé-
buts, nous avions la possibilité de travailler avec des tortues de sol, comprenez
un petit robot qui ressemblait à une tortue qui avançait avec des ordres donnés
par des cartes perforées. C’était le début de la programmation Logo. Le temps a
passé, les tortues de sol ont disparu. Il y a quelques années, pour Noël, j’ai ache-
té pour mon neveu un Thymio. Bien sûr, je l’ai chargé et essayé pour qu’il soit
opérationnel au moment où mon neveu ouvrirait son paquet. Et comme «l’es-
sayer c’est l’adopter», j’ai suivi une formation de trois après-midi au printemps
qui suivait. J’ai tout de suite emprunté deux mallettes de six Thymio à la HES de
Sion.
La première année, j’ai surtout basé les activités sur les math dans le domaine de l’espace. Les élèves ont
préparé des pistes noires que les Thymio suivaient au moyen de leurs capteurs de sol. Les élèves devaient
aussi relever des défis: dessiner un rond, un triangle, un cœur avec le robot en plaçant un crayon dans le
trou réservé à cet effet. Toutes ces tâches ont contraint les élèves à anticiper (si… alors…), à mettre en place
un dispositif, à tester, à communiquer.
L’année suivante, ce sont principalement des défis proposés et expérimentés par les élèves qui ont été réa-
lisés en salle de gym: est-ce que Thymio peut passer sous un pont, dans un tunnel, gravir une pente?
Cette dernière année scolaire, j’ai utilisé les robots davantage comme un outil pour susciter l’expression
orale, plutôt qu’en tant qu’objet de savoir en soi. Et j’ai entendu des élèves qui d’habitude ne savaient pas
quoi dire, exposer leurs idées, expliquer ce qu’ils avaient découvert: l’usage du robot a donc permis aux
élèves, là encore, de solliciter leurs capacités transversales (stratégie, communication, collaboration…).
Ma plus belle expérience s’est passée pendant les journées découvertes des Thymio. Le plus souvent c’était
des classes de 7-8H qui étaient inscrites. Et voilà qu’une des dernières classes était des 2H. Je n’avais pas
l’intention de changer l’activité prévue, j’ai moins parlé et d’une façon plus imagée: «Thymio rentre dans
sa maison.» Les élèves ont pris tout de suite les robots en main, ont plus essayé, plus osé que les grands. Je
voyais briller leurs yeux, et l’activité s’est déroulée sans souci. Lors de la mise en commun à la fin, les élèves
bien que petits ont su expliquer le fonctionnement du robot (ce qu’il capte et ce qu’il fait).
Joëlle Spina
enseignante à
La Tour-de-Peilz, Vaud
Je suis enseignante de 5H et 6H depuis vingt-trois ans à La Tour-de-Peilz.
J’utilise des robots avec mes élèves (Beebot, Thymio, Ozobot...). Au début, c’était
pour changer le quotidien de mes élèves. Mais actuellement, c’est pour favoriser
l’apprentissage du numérique, de l’orientation de l’espace, de la collaboration,
de l’autonomie des élèves, du début de la programmation... Bien que sceptique
au départ, j’ai introduit des robots en classe pour motiver mes élèves qui mon-
traient des difficultés d’apprentissage et de comportement. J’ai créé des groupes
homogènes et leur ai proposé des missions. Les élèves ont réussi de leur propre
chef à se mettre d’accord quant à la manière d’effectuer les missions et de veiller
à ce que chacun participe. J’ai vécu avec cette classe mon premier moment de
partage et de collaboration sans conflit, sans moquerie... et surtout avec des ré-
sultats très intéressants.
Bien sûr, cela m’a demandé d’apprendre à accepter que mes élèves fassent un
peu plus de bruit dans les groupes, qu’ils ne soient pas assis sur leurs chaises derrière une table, mais plutôt
assis au sol. J’ai dû aussi apprendre à observer mes élèves, sans intervenir au moindre conflit. Concernant
les apprentissages, les robots permettent aux enfants (contrairement à une fiche) de manipuler les concepts
informatiques: en agissant sur le robot, les enfants visualisent mieux ce qui se passe.
Educateur 3 | 2019 | 13dossier/
Un diplôme en robotique éducti
Christian Giang, SUPSI, EPFL, & Lucio Negrini, SUPSI
I
l est incontesté que la numérisation progressive Depuis septembre 2017, le département offre un CAS
apporte des profonds changements et pose des (Certificate of Advanced Studies) qui s’effectue sur deux
nouveaux défis à la société moderne. Les emplois ans à temps partiel et qui comprend quatre modules
de demain exigeront des compétences qui seront no- équivalents à une charge de travail de dix ECTS. Étant
tablement différentes de ce qui est requis aujourd’hui la première formation de ce type en Suisse, l’objec-
et par conséquent l’alphabétisation numérique a été tif de ce CAS est de fournir des bases sur la robotique
considérée comme essentielle dans la plupart des et les concepts sous-jacents. Pour ce faire, les trois
pays développés. De nombreux gouvernements à premiers modules abordent les fondamentaux de la
travers le monde ont reconnu cette tendance et ont robotique éducative, notamment la pensée compu-
commencé à intégrer des concepts liés à l’informa- tationnelle, l’apprentissage par projet et la program-
tique et les technologies dans leurs plans d’études, mation des robots éducatifs. Se fondant sur la théorie
visant à mieux préparer et former les futures généra- du socioconstructivisme, les cours se déroulent prin-
tions. Néanmoins, il semble que le manque de per- cipalement en travaux pratiques. Pendant les cours,
sonnel qualifié pour l’enseignement de ces concepts les enseignants sont accompagnés d’une équipe de
reste un majeur obstacle pour la mise en œuvre. formateurs interdisciplinaires, composée d’experts en
Dans le but d’adresser cette problématique, le départe- robotique et en pédagogie. La formation se conclut
ment «Formation et apprentissage» de l’École universi- avec le quatrième module: dans le cadre d’un travail
taire professionnelle de la Suisse italienne (SUPSI-DFA), individuel, chaque enseignant doit planifier, réaliser en
en collaboration avec le département Technologies In- classe et analyser une activité didactique en utilisant un
novantes (SUPSI-DTI), a introduit une formation conti- robot éducatif. Pendant la formation, les enseignants
nue pour tous les enseignants de l’école obligatoire découvrent trois robots différents (Thymio, Lego EV3
qui s’intéressent à intégrer la robotique éducative dans et Bluebot), leur permettant de choisir l’outil approprié
leurs classes. pour leurs objectifs d’enseignements.
Roteco, une plateforme Mint’erest
analyses sur les savoirs en jeu, des initiations à la
programmation et aux fonctionnements des robots;
– ainsi que des espaces de partage et d’échange
en ligne (sur le site roteco.ch) où les enseignants
peuvent accéder à des activités dédiées à la science
informatique, particulièrement à la robotique, aux
contenus des cours auxquels ils ont participé, à des
La science informatique fait petit à petit son entrée évènements scolaires et périscolaires localisés dans
dans les plans d’études suisses. Les Écoles polytech- leurs régions.
niques fédérales de Lausanne et de Zurich (EPFL et La communauté nait des interactions entre les
ETH) ainsi que la Haute école pédagogique du Tessin membres de ce nouveau réseau social innovant qui
(SUPSI) se sont réunies pour créer une communauté associe, avec simplicité, l’expertise des enseignants
d’enseignants (à la manière de Pinterest) autour de à celle des scientifiques, dans les trois langues na-
la robotique éducative, avec le soutien de l’Académie tionales. Trois sessions de formations sont d’ores et
Suisse des Sciences. déjà activées dans les différents cantons. Les partici-
Pour créer cette communauté, une formation hy- pants se retrouveront en mai pour une mission ro-
bride (mêlant à la fois du présentiel et de la distance) botique collaborative.
a été mise sur pied:
– cinq demi-journées de formations en présentiel Frédérique Lazzarotto,
comprenant un escape game avec des robots, des centre LEARN, EPFL
14 | Educateur 3 | 2019dossier/ Glossaire informatique
ve
Actionneur / actuateur / effecteur
Partie mécanique d’un robot qui lui permet de réa-
liser des actions (e.g. un moteur).
© niro
Capteur/senseur
Partie matérielle d’un ordinateur ou d’un robot qui
lui permet de percevoir ce qui se passe dans son
environnement physique (e.g. capteur de lumière
ou de son).
En juin prochain, le premier groupe d’enseignants va
terminer sa formation et il semble que le «CAS en ro-
Machine
botique éducative» soit un grand succès. Des évalua- En informatique, une machine est un outil phy-
tions intermédiaires ont démontré que les participants sique, un système matériel qui permet de traiter
sont très contents: «Un cours très riche, le temps à dis- des informations.
position permet de développer et approfondir la ma-
tière comme il faut. Un CAS fantastique!»; «Vraiment Robot
un cours pour lequel je suis très heureux de m’être Un robot est une machine interagissant physi-
inscrit. Compliments»; «Le cours est intéressant et quement avec son environnement, selon un pro-
utile pour les activités d’enseignants et en plus, il était gramme informatique qui définit son comporte-
bien organisé et géré. J’apprécie la professionnalité ment, à l’aide de ses capteurs pour percevoir et de
et les compétences des formateurs»; «Le cours satis- ses actionneurs pour agir. À la différence d’un au-
fait complètement mes demandes». En outre, les ren- tomate, un robot agit en fonction de ce qu’il perçoit
contres périodiques pour le CAS ont permis de créer dans son environnement.
une communauté d’enseignants, qui échangent des
idées et collaborent avec l’objectif de réaliser des projets
ensemble. Il convient de souligner particulièrement cent-cinquante parents, onze enseignants et dix cher-
le projet «Introduire des gens à la recherche en robo- cheurs. Tous ces développements nous rendent opti-
tique par une communauté étendue dans le sud de la mistes pour la deuxième édition du «CAS en robotique
Suisse». Ce projet, financé par le Fonds national suisse éducative» qui va démarrer l’année prochaine. •
de la recherche scientifique, vise à rassembler des idées
sur la robotique éducative dans les écoles de la Suisse Pour plus d’informations sur la formation, visitez: www.preso.supsi.ch/
italophone, et réunit les visions de deux-cents élèves, i-progetti/il-cas-in-robotica-educativa/
Quand les robots s’invitent à l’école
Alors que les robots envahissent notre quotidien, certaines gouvernances pro-
posent des initiatives qui visent à adapter les systèmes éducatifs et à intégrer
ces outils dans les salles de classe. Cet article propose un retour sur différents
dispositifs proposés dans la Francophonie et sur la position novatrice adoptée
par la Suisse dans ce domaine.
Julien Bugmann, HEP Vaud
En France, un plan numérique en place faire rentrer l’école dans une ère numérique avec trois
depuis trois ans axes majeurs, dont certains ont fait la part belle à la ro-
C’est en 2015 que furent clairement posées les pre- botique éducative.
mières pierres de l’éducation numérique en France. Ces axes étaient (1) la formation des enseignants et des
En effet, en mai 2015, le gouvernement alors en place personnels, (2) le développement de ressources péda-
a déployé son plan numérique avec un objectif princi- gogiques accessibles et (3) le financement de matériel
pal: l’équipement en tablettes de 1256 écoles et de 1510 avec pour objectif d’équiper, en 2018, tous les collé-
collèges à la rentrée 20161. Le but de ce projet était de giens et enseignants en France.
Educateur 3 | 2019 | 15Vous pouvez aussi lire
