Conception et évaluation de kits robotiques pédagogiques

Abstract

Le potentiel des activités pédagogiques robotiques, et en particulier le rôle de l’instanciationphysique de ces activités, dans lesquelles la manipulation d’objets numériques est centrale, reste encore à confirmer scientifiquement ; en particulier en matière d’utilisabilité réelle en classe et de leur impact sur l’efficacité des apprentissages et sur l’engagement motivationnel des élèves. Par ailleurs, il semble que ces impacts dépendent aussi de la manière dont ces outils pédagogiques sont utilisés (et détournés) par l’enseignant en classe, ainsi que par le contexte scolaire lui-même.Pour ces raisons, ce manuscrit propose dans un premier temps d’articuler un état de l’art issu de champs disciplinaires variés, notamment scientifiques, comme l’informatique et la robotique, l’IHM, la psychologie, les sciences cognitives, ou encore les sciences de l’éducation ; mais aussi, d’introduire des éléments d’éthique et des enjeux sociétaux. Cette partie propose également de définir notre milieu : les acteurs (utilisateurs cibles : enseignants et élèves), les prescriptions (objectifs et besoins des programmes officiels), les réalités du terrain (les contraintes : budget, matériel, réforme, formation, etc.). Dans un deuxième temps, nous présentons les éléments (hardware, software et ressources) constituant le kit robotique pédagogique Poppy ErgoJr ; co-créé et testé par des enseignants issus principalement des sections ICN (seconde) et ISN (terminale) d’Aquitaine et, les membres du projet Poppy Éducation (Inria-BSO). Leur processus de création sera également présenté, tout comme les activités créées pour les besoins des expérimentations présentées dans la partie suivante. Mais avant celle-ci, nous montrerons 2 exemples de dérivations du kit : PoppyDiplo et PoppyDragster, dont le 2nd aboutit à une expérimentation portant sur l’impact des ressources documentaires sur le sentiment de contrôle de l’élève (relevé par le IMI) lors d’une tâche de construction collaborative d’un robot. Une 2nde expérience, avec ErgoJr, portant sur le formalisme des ressources fournies et leur impact motivationnel sera présentée. Trois autres thématiques seront abordées : l’utilisabilité mesurée dans un cadre longitudinal et écologique (via le SUS et l’AttrakDiff) ; l’acceptabilité mesurée via l’Euro382, et un questionnaire innovant, étudiant l’impact de la nomination d’un objet sur la perception de celle-ci ; et, l’acquisition de connaissances (via des qcm). Une étude qualitative est également proposée dans cette partie, entre autres, au travers d’une étude de cas portant sur l’appropriation du dispositif par 10 enseignants. Nous finirons par une discussion ayant pour objet les questions soulevées en introduction, et ouvrant sur la conclusion générale de ce manuscrit qui rappellera les principaux enseignements de ce travail et ses perspectives d’avenir.