Apprendre l’informatique par la programmation des robots

. Le texte qui suit vise la construction des savoirs informatiques chez les débutants et s’inscrit dans le cadre d’une thèse de doctorat en cours à l’université Paris Descartes. Il s’intéresse à un aspect particulier de l’apprentissage de l’informatique – la programmation des robots – chez les étudiants de licence en début d’une spécialisation informatique. Des observations ethnographiques des pratiques en contexte de projets et des entretiens périodiques en groupes, ont été effectués, puis complétés par des entretiens en groupe conduits en fin de projets auprès des enseignants-encadrants. Toutes ces données ont été analysées et discutées à la lumière de la littérature disponible. Les résultats montrent beaucoup de connaissances informatiques construites et une grande utilisation des savoirs pluridisciplinaires déjà acquis. Mots-clés : Robotique MINDSTORMS NXT, didactique, pédagogie par projets, apprentissage, programmation informatique Contexte : les projets robotiques, des solutions possibles aux problèmes de l’apprentissage de l’informatique en licence L’apprentissage de la plupart des disciplines scientifiques souffre d’un manque de motivation chez les jeunes. Un sentiment d’inaccessibilité voire de rejet a d’ailleurs été développé chez beaucoup parmi eux et le caractère abstrait des sciences en serait à l’origine (Nonnon, 2002, p.33). C’est aussi le cas pour l’informatique.

Janiszek, Pellier, Mauclair, Boulc’h, Baron & Parchemal (2011a, p.1) indiquent que ce manque de motivation de l’informatique chez les jeunes a poussé à imaginer et élaborer des parcours pédagogiques plus attractifs et plus adaptés aux étudiants pour l’apprentissage motivé de l’informatique. Si l’intérêt de la robotique pédagogique est de plus en plus évoqué actuellement dans l’enseignement de l’informatique, cette question n’est pas nouvelle : elle a fait objet de recherches vers le début des années 90 (Baron et Denis, 1993 ; Duchâteau, 1993). Dressant un parallélisme entre la programmation informatique classique et la robotique, Charles Duchâteau (1993, p.1) révèle une procédure commune de la démarche conceptuelle de ces deux domaines informatique, ce qui, par conséquent, peut leur permettre d’être analysées sous la même grille théorique. La robotique pédagogique, l’une des récentes innovations technologiques et particulièrement le robot humanoïde, est vue comme un outil d’appren¬tissage idéal pour les classes de tous les niveaux . Actuellement, l’approche orientée projet de la programmation des robots est privilégiée dans l’apprentissage de l’informatique. Cette approche est venue renforcer l’idée de Charles Duchâteau qui, il y a une vingtaine d’années (Duchâteau, 1993, p.11), soulignait l’intérêt de la robotique pédagogique dans l’apprentissage de l’informatique et recommandait de « consacrer un certain temps à la programmation de robots » au cours de l’apprentissage de la programmation.

Encouragée dans plusieurs domaines dont le milieu éducatif (Bonnel, 2010), l’utilisation de la robotique pour les apprentissages scolaires semble prendre de plus en plus de l’ampleur, même si sa cherté fait qu’elle reste encore le monopole des établissements privilégiés (Janiszek et al., 2011a, p.3). Dans leur article récent, Gaudiello & Zibetti (2013, p.18) parlent de révolution technologique marquant ce début du XXIe siècle et conduisant à l’« ère du robot ». Selon eux, l’intérêt estimé pour ce genre de technologie – le robot – a permis, en éducation, l’émergence d’un nouveau champ d’étude spécifique : la robotique éducative. Le choix de ce type d’approche par projet robotique est justifié par la motivation des apprenants les rendant actifs dans la résolution des problèmes prescrits au cours de laquelle les conséquences de leurs décisions sont clairement et immédiatement visibles (Janiszek et al, 2011a, p.1).Pour Arnaud (1999), cette approche pédagogique, vue comme stimulante pour des étudiants déjà intéressés par cette discipline, entraîne un effet positif sur l’assimilation des connaissances. Il rejoint ainsi le point de vue de Tardif (1997) qui évoquait, deux ans avant lui, la recherche de solutions mises en œuvre au cours de l’activité. Pour Tardif, cette assimilation est rendue possible par le fait que « ils (les étudiants) ne vont pas seulement appliquer une série de procédures et de contenus mémorisés mais procéder à une recherche de solution en prenant appui sur les acquis théoriques qui seront réinvestis dans cette situation problème ».

Cette liaison théorie-pratique permet ainsi de construire un ensemble de connaissances issues de beaucoup de domaines : informatique, ingénierie, mathématiques, la physique … La robotique pédagogique est donc inscrite dans un contexte de l’approche constructiviste de l’apprentissage en utilisant un ordinateur connecté au monde physique (Nonnon, 2002, p.40). Selon cet auteur, elle est une alternative aux cours magistraux, aux activités de laboratoires traditionnels et ajoute une option supplémentaire aux programmes de simulation. D’un point de vue didactique, elle est, selon lui, un dispositif technologique supposant un processus pédagogique de résolution systématique des problèmes et, permettant de capitaliser sur le goût des apprenants pour le concret. Par son appartenance au champ de la didactique, les manipulations concrètes qu’elle permet aux étudiants les amènent à s’approprier des « gestes mentaux » qui font partie intégrante des processus scientifique et la construction des opération mentales (Nonnon, 2002, p. 40).