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Margarida.ROMERO @fse.ulaval.ca Professeure en technologie éducative. FSE. Université Laval Patrick.GILBERT, Olivia.WU @cspq.gouv.qc.ca Publications du Québec Vincent.RICHARD @fse.ulaval.ca Professeur en sciences et technologies. FSE. Université Laval. Raoul.KAMGA-kouamkam.1@ulaval.ca Doctorand en technologie éducative. FSE. Université Laval. Gaëlle.SEGOUAT @stanislas.qc.ca Professeure de mathématiques et informatique. Collège Stanislas. Christophe REVERD [email protected] Vitrine Technologie Éducation. Université de Sherbrooke. Patrick TOUCHETTE @cscapitale.qc.ca Conseiller pédagogique, Commission scolaire de La Capitale. #GSDE #CoCréaTIC Usages co-créatifs des TIC en éducation La programmation créative de jeux et de robots à l'école

ITIS. Robotique pédagogique

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Page 1: ITIS. Robotique pédagogique

Margarida.ROMERO @fse.ulaval.ca Professeure en technologie éducative. FSE. Université Laval

Patrick.GILBERT, Olivia.WU @cspq.gouv.qc.ca Publications du Québec

Vincent.RICHARD @fse.ulaval.ca Professeur en sciences et technologies. FSE. Université Laval.

[email protected] Doctorand en technologie éducative. FSE. Université Laval.

Gaëlle.SEGOUAT @stanislas.qc.ca Professeure de mathématiques et informatique. Collège Stanislas.

Christophe REVERD [email protected] Vitrine Technologie Éducation. Université de Sherbrooke.

Patrick TOUCHETTE @cscapitale.qc.ca Conseiller pédagogique, Commission scolaire de La Capitale.

#GSDE #CoCréaTIC Usages co-créatifs des TIC en éducation

La programmation créative de jeux et de robots à l'école

Page 2: ITIS. Robotique pédagogique

11.30 - 11.40 ITIS. Bienvenue.11.40 - 12.00 M. Romero. Bienvenue et introduction à la robotique pédagogique. 12.00- 12.05 P. Gilbert et O. Wu. Vibot le robot, un conte d'introduction à la programmation et à la robotique. 12.05 - 12.15 V. Richard. Oser relever le défi.12.15 - 12.25 R. Kamga. Robotique pédagogique et résolution collaborative de problèmes. 12.25 - 12.35 G. Segouat. La robotique pédagogique au Collège Stanislas.12.35 - 12.50 C. Reverd. Un tour d'horizon des initiatives robotique au Québec: de Zone01 au Club Framboise en passant par le laboratoire robotique de la VTÉ.12.50 - 13.00 P. Touchette. Défis et pièges à éviter en robotique pédagogique. 13.00 - 13.30 Débat et démonstration de robotique pédagogique

Page 3: ITIS. Robotique pédagogique

Margarida ROMERO: Bienvenue et introduction à la robotique pédagogique.

Page 4: ITIS. Robotique pédagogique

La robotique, 4ème révolution

industrielle

Économie créative

Compétences 21e siècle

Robotique pédagogique

Résolution de problèmes

Pensée informatique

Collaboration

Créativité

Pensée critique

Apprentissage de la programmation

[email protected]

Société ÉducationProgramme de formation

Page 5: ITIS. Robotique pédagogique

La robotique, 4ème révolution industrielle

[email protected]

Page 6: ITIS. Robotique pédagogique

Industrie

Qui dans le monde achete le plus de robots ?

[email protected]

Page 7: ITIS. Robotique pédagogique

PME et artisanat

Page 8: ITIS. Robotique pédagogique

Agriculture

Page 9: ITIS. Robotique pédagogique

Soins

Page 10: ITIS. Robotique pédagogique

La robotique, 4ème révolution industrielle

● 5 millions d’emplois remplacés par des robots en 2020 (World Economic Forum, 2016)

● 36% d’emplois au Québec (42% au Canada) pourraient être remplacés par des robots (Brookfield Institute for Innovation + Entrepreneurship, Ryerson University, Toronto; 2016)

[email protected]

Page 11: ITIS. Robotique pédagogique

Vendeur (92%)

Emplois à risque d’être robotisés

Restauration rapide (91%)

Camionneur (79%)

Éducateur de la petite enfance et enseignant au primaire (0.4%)

Psychologue (1%)

Designer de produits ou de vêtements (11%)

La “classe créative” est à l’abri de la robotisation.

Enseignant au primaire (0.8%)

Développeur informatique (1%)

Professeur universitaire (3%)

[email protected]

Page 12: ITIS. Robotique pédagogique

Compétences pour le 21e siècle (#5c21)Cinq compétences clés pour le 21e siècle ont été sélectionnées dans le cadre du projet #CoCreaTIC. Sauf la compétence de pensée informatique, elles correspondent à des compétences transversales du programme de formation de l’école québécoise (PFÉQ):

○ Pensée critique○ Créativité○ Collaboration○ Résolution de problèmes○ Pensée informatique

Romero (2016). Design : Dumont

Résolution collaborative de problèmes (CPS)

[email protected]

Page 13: ITIS. Robotique pédagogique

La robotique pédagogique (RP),

outil privilégié pour le développement des compétences du 21e siècle

[email protected]

Page 14: ITIS. Robotique pédagogique

#SmartCityMaker, construction d’une ville avec des matériaux recyclés et des vehicules automates (robots Beebot, Cubelets, mBot, NXT).

Romero, Proulx, Kamga & Lille (TEN2901)

[email protected]

Page 15: ITIS. Robotique pédagogique

#SmartCityMaker, le restaurant tournant de l’hôtel Concorde avec LEGO WeDo 2.0

Romero (TEN2901)

[email protected]

Page 16: ITIS. Robotique pédagogique

Coopétition Zone01 à l’Université Laval, des défis de robotique pédagogique (primaire-recrues, junior, senior, WRO)

Page 17: ITIS. Robotique pédagogique

Vibot le robot, un conte d’introduction à la programmation et à la robotique

Vibot visite le MIT Media Lab

Page 18: ITIS. Robotique pédagogique

Premiers pas sur #Scratch .

Ouvrez le projet Scratch suivant:https://scratch.mit.edu/projects/121266593/#editor

Situation:Le chat Scratch voudrait savoir le nom des différents robots.Il s'approche d'eux et leur demande leur nom en leur envoyant le message 'DireNomDuRobot'.Votre défi est de programmer l'abeille pour qu'elle dise son nom (“Beebot”) quand elle reçoit le message 'DireNomDuRobot'.

Pas à suivre:Cliquez sur le ‘lutin/sprite’ de l’abeille en bas à gauche de l’écran. Sur la bibliothèque de code, sélectionnez dans la catégorie “Événements” et glissez-le sur l’espace de programmation. Ensuite cliquez sur “Apparence”, sélectionnez écrivez “Beebot” et collez cette ligne de code sous l’autre. Cliquez sur le drapeau vert pour tester votre programmation.

N’hésitez pas à demander de l’aide à vos voisin.e.s

de table!

Page 19: ITIS. Robotique pédagogique

[email protected]

○ Programmation avec ○ logiciel propriétaire (p.ex. LEGO WeDo, NXT/EV3) ○ Scratch ou ScratchX, logiciel de programmation visuelle

open source développé par le MIT

NXT

WeDo

MBot

Page 20: ITIS. Robotique pédagogique

● Acteur 1 (Scratch) [Marchant vers les robots] : Bonjour les robots !

● Acteur 1: Quels sont vos noms respectifs ? ● [Acteur 1 Donne le message ‘DireNomDuRobot’ au postier ● Le postier (acteur 2) va donner le message aux robots● Les robots (acteur 3 Beebot; acteur 4 mBot) reçoivent le

message : Beebot !

Romero et Lille (2016)

Page 21: ITIS. Robotique pédagogique

Patrick GILBERT et Olivia WU: Vibot le robot, un conte d'introduction à la programmation et à la robotique.

Page 22: ITIS. Robotique pédagogique
Page 23: ITIS. Robotique pédagogique

Vincent RICHARD: Osez relever le défi.

Page 24: ITIS. Robotique pédagogique

Robotique

Enseignement des sciences et technologies au primaire

Obstacles Langage Aspects techniquesProgrammationMontageSentiment de compétence...… bref, complexe

Relever des défis : une structure pour réfléchir au problème soulevé

Des essais…… et encore des essais : rôle de l’« erreur » dans l’apprentissage (formation)

Des réussites ! … mais il faut s’en convaincre.

Formation des futur.e.s enseignant.e.s

Page 25: ITIS. Robotique pédagogique

Raoul KAMGA: Robotique pédagogique et résolution collaborative de problèmes.

Page 26: ITIS. Robotique pédagogique

Résolution collaborative de problèmes : Introduction et importance

● Établir et maintenir une compréhension partagée● Entreprendre des actions appropriées pour résoudre le problème● Établir et maintenir l’organisation de l’équipe● Co-régulation itérative des solutions intermédiaires

Page 27: ITIS. Robotique pédagogique

Résolution collaborative de problèmes (RCP) : Caractéristiques des activités de RP● Activité en équipe (3 à 7 apprenants par équipe)● Des situations-problème d’une certaine complexité● Des activités pratiques ou des simulationsUn exemple d’activité RP qui soutient la RCP● Contexte dans lequel cette activité est réalisée.● En quoi consiste cette activité?

Page 28: ITIS. Robotique pédagogique

Outil de support à la RCP (#1) :

Page 29: ITIS. Robotique pédagogique

Outil de support à la RCP (#2):

Page 30: ITIS. Robotique pédagogique

Évaluation de la RCP :

Page 31: ITIS. Robotique pédagogique

Gaëlle SEGOUAT: La robotique pédagogique au collège Stanislas.

Page 32: ITIS. Robotique pédagogique

Des Bee-Bots partout !

○ De la maternelle 3 ans au secondaire 1

○ Langage : verbalisation, interactions Français, anglais, espagnol

○ Communication : travail d’équipe

○ Esprit logique, résolution de problèmes

○ Arts plastiques : personnaliser les tapis, habiller les robots, créer un décor, ...

Page 33: ITIS. Robotique pédagogique

Des “vrais” robots

○ We-Do et Mindstorm : construction, mouvements, capteurs, engrenages, …

○ Travail en îlots

Page 34: ITIS. Robotique pédagogique

Programmation et autres événements

○ Concours Castor Informatique

○ Heure du Code

○ Scratch Junior et Scratch : création d'histoires animées, de jeux

○ Coopétition : en interne, participation à la coopétition zone01, reportage

Page 35: ITIS. Robotique pédagogique

Christophe REVERD: Un tour d'horizon des initiatives robotique au Québec: de Zone01 au Club Framboise en passant par le laboratoire robotique de la VTÉ.

Page 36: ITIS. Robotique pédagogique

Référence : http://www.vteducation.org/fr/laboratoires/synthese/quelle-est-la-place-de-la-robotique-pedagogique-au-sein-de-leducation

Page 37: ITIS. Robotique pédagogique

1) Qu’est-ce qu’un robot ?

2) Trois applications de la robotique dans un contexte éducatif (Gaudiello et Zibetti)

a) Apprentissage de la robotique

i) Utilisation du robot comme support pour apprendre la robotique tout en favorisant la collaboration.

ii) Exemples du Cégep de Lévis-Lauzon et du Cégep de Victoriaville.

b) Apprentissage avec la robotique

i) Utilisation de kits de robotique pour acquérir des compétences dans une matière scolaire spécifique et des compétences transversales (résolution de problèmes, etc.)..

ii) Exemples des travaux de M. Romero et des coopétitions de Zone01.

c) Apprentissage par la robotique

i) Utilisation d’un robot comme compagnon pour les apprenants ou d’assistant pour l’enseignant.

ii) Exemples de la Commission scolaire Marguerite-Bourgeoys, des expérimentations de la VTÉ au Collège Bois-de-Boulogne et lors des journées REPTIC ainsi que des projets du Cégep de Thetford.

Page 38: ITIS. Robotique pédagogique

Référence : http://Zone01.ca

Club FramboiseLa communauté des utilisateurs de

Raspberry Pi du Québec

Référence : http://ClubFramboise.ca

Page 39: ITIS. Robotique pédagogique

Patrick Touchette: Bonnes pratiques et pièges à éviter en robotique pédagogique

Page 40: ITIS. Robotique pédagogique

Cibler des apprentissages clés, en lien avec le programme.

- Progression des apprentissages- PFEQ

Bonnes pratiques en robotique pédagogique

1

Page 41: ITIS. Robotique pédagogique

Bonnes pratiques en robotique pédagogique

Placer le projet de RP dans votre séquence d’enseignement

- Initier à des concepts, notions, compétences- Prémier contact, découverte

- Explorer des concepts, notions, compétences- Approfondir, concrétiser

- Mettre en contexte des concepts, notions, compétences- Faire un retour, montrer l’utilité d’un concept 2

Page 42: ITIS. Robotique pédagogique

Choisir un projet selon l’expérience en robotique de l’enseignant et qui permet de rencontrer les apprentissages voulus.

- Zone01- tinyurl.com/robot00

Bonnes pratiques en robotique pédagogique

3

Page 43: ITIS. Robotique pédagogique

Bonnes pratiques en robotique pédagogique

Choisir un projet qui offre 3 niveaux de difficulté aux élèves.- Ceci rend le projet accessible selon les aptitudes, la motivation et l’intérêt.

Faire une grille d’évaluation en lien avec les apprentissages à acquérir

4

Page 44: ITIS. Robotique pédagogique

Bonnes pratiques en robotique pédagogique

En mathématique, prémonter les robots.

En science, minimiser la programmation.

5

Page 45: ITIS. Robotique pédagogique

ATTENTION !

Laisser les boîtes en ordre… en faire la responsabilité des élèves.

1

Page 46: ITIS. Robotique pédagogique

ATTENTION !

Recharger les robots à chaque utilisation...

2

Page 47: ITIS. Robotique pédagogique

ATTENTION !

Éviter les défis avec de longs déplacements ou beaucoup de virages.

- Le robot perd en précision.

3

Page 48: ITIS. Robotique pédagogique

ATTENTION !

Éviter les laboratoire informatiques, si possible, en raison de l’espace de travail…

- Utiliser des portables en classe (OPEQ).

4

Page 49: ITIS. Robotique pédagogique

ATTENTION !

Pas de projets trop longs…

- Insister sur les apprentissages et passer à un autre projet.- Ne pas tomber dans le piège de la perfection!

5

Page 50: ITIS. Robotique pédagogique

Merci de votre participation

Margarida.ROMERO @fse.ulaval.ca Professeure en technologie éducative. Université LavalPatrick.GILBERT, Olivia.WU @cspq.gouv.qc.ca Publications du QuébecVincent.RICHARD @fse.ulaval.ca Professeur en sciences et technologies. FSE. Université Laval. [email protected] Doctorand en technologie éducative. FSE. Université Laval. Gaëlle.SEGOUAT @stanislas.qc.ca Professeure de mathématiques et informatique. Collège Stanislas.Christophe REVERD [email protected] VTE. Université de Sherbrooke.Patrick TOUCHETTE @cscapitale.qc.ca Conseiller pédagogique, Commission scolaire de La Capitale.

Page 51: ITIS. Robotique pédagogique

Annexes

Page 53: ITIS. Robotique pédagogique

La “classe créative” selon Richard Florida

Page 54: ITIS. Robotique pédagogique

La “classe créative” selon Richard Florida

Page 55: ITIS. Robotique pédagogique

Complex problem solving

Page 56: ITIS. Robotique pédagogique

Pensée informatique

○ Pour l’équipe Scratch du MIT (Brennan, Chung et Hawson, 2011; Brennan et Resnick, 2012), la pensée informatique est

○ la capacité à comprendre et faire usage des différents concepts en lien avec la programmation: séquences, boucles, processus en parallèle, événements, condition (si…alors), opérateurs, variables et listes;

○ la capacité à comprendre et faire usage des différentes pratiques en lien avec la programmation: l’approche itérative et incrémentale, les tests et corrections d’erreurs, la réutilisation du code, la modularisation et l’abstraction.

Page 57: ITIS. Robotique pédagogique

Design thinkingAnalyse et définition

Programmation

Idéation (Conception

/Design)

MécaniqueÉlectronique

Construction physique

PrototypageTest

(Évaluation)

Robotique pédagogique

La robotique pédagogique (RP), complexité du processus, diversité des approches disciplinaires

[email protected]

Page 58: ITIS. Robotique pédagogique

Les robots de la Faculté des Sciences de l’Éducation

○ Potentiel pédagogique du préscolaire au post-secondaire selon la diversité de trousses robotiques (BeeBot, Cubelets, WeDo, Mbot, NXT)

○ Les robots BeeBot (sauf BlueBot) et Cubelets ne disposent pas d’interface de programmation à l’écran, ils sont programmés, soit par assemblage (Cubelets) soit par la programmation sur les boutons présents sur le robot (BeeBot).

LEGO NXT/EV3LEGO

WeDo

Cubelets

MBot

Préscolaire

Primaire

Secondaire et post-secondaire

BeeBot LEGO WeDo 2.0

@margaridaromero

Page 59: ITIS. Robotique pédagogique

Des robots et de la programmation

○ Programmation avec

○ logiciel propriétaire (WeDo, NXT)

○ ou Scratch, logiciel de programmation visuelle développé par le MIT

NXT

WeDo

MBot

Page 60: ITIS. Robotique pédagogique

Diversité des activités en robotique pédagogique

Page 61: ITIS. Robotique pédagogique

BBC Bytesize. http://www.bbc.co.uk/education/guides/zttrcdm/revision

Page 62: ITIS. Robotique pédagogique

Apprendre par le biais de la programmation

Page 63: ITIS. Robotique pédagogique

La programmation: une même logique, différents langages

Page 64: ITIS. Robotique pédagogique

Pensée informatique● Identification, décomposition et

organisation de structures complexes et de suites logiques.

● Reconnaissance de schémas (patterns)● Abstraction● Algorithmique

BBC Bytesize. http://www.bbc.co.uk/education/guides/zttrcdm/revision

Page 65: ITIS. Robotique pédagogique

Compétences pour le 21e siècle

Romero (2016). Design : Dumont

La robotique pédagogique (RP), outil privilégié pour le développement des

compétences du 21e siècle

Pensée critique / Créativité / Collaboration / Résolution de problèmes / Pensée informatique

RP et la créativité :● Développer la créativité au niveau

de la conception, de la construction ou de la programmation.

● Trouver des solutions nouvelles,

innovantes et pertinentes pour

répondre à un défi robotique.

● Aller au delà de la consommation

passive ou interactive des technologies et développer une

approche créative aux technologies.

La RP et la résolution de problèmes:

● Développer une attitude positive aux

problèmes comme sourced’apprentissage et de résilience.

● Développer une approche itérative et

par prototypes (design thinking) pour

résoudre une situation-problème

complexe.● Développer la capacité à analyser et

décomposer les besoins d’un défi

robotique.● Développer la capacité de déterminer

une solution, de la construire et de la

mettre en œuvre.

La RP et la collaboration :● Développer la collaboration face à

des défis robotiques en équipe qui

nécessitent une coordination des

différents membres.● Mettre en valeur la diversité de

compétences et de talents des

membres de l’équipe. ● Développer l’engagement des

apprenants par des mécaniques

de coopération et de compétition.

RP et la pensée critique : ● Comprendre et être

critiques face aux technologies existantes.

● Développer une réflexion sur les défis éthiques des relations personne-robot.

RP et la pensée informatique :

● Apprendre à programmer par le biais

d’interfaces de programmation visuelle qui

facilitent la compréhension des processus et

des méthodes informatiques.

● Développer la capacité d’abstraction, de

décomposition et de structuration des données

et des processus nécessaires à l’élaboration de

la programmation du robot.

Page 66: ITIS. Robotique pédagogique

[email protected]

Design thinking Analyse et définition

Programmation

Idéation (Conception

/Design)

MécaniqueÉlectronique

Construction physique

PrototypageTest

(Évaluation)

Robotique pédagogique