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Programmation et robotique : Vers une révolution de l'apprentissage

Guides d'achats - vendredi 05 aot 2016 -

Cette année à la rentrée, les maternelles vont voir s'ajouter un nouveau sujet à aborder avec leurs petits élèves : La programmation. Si l'enjeu du système éducatif au cours du siècle précédent était bien l'alphabétisation avec l'apprentissage de la lecture et de l'écriture, aujourd'hui les enfants vont pouvoir commencer à coder avant même d'avoir appris à lire. L'enjeu n'est pas forcément de susciter les vocations, même s'il serait appréciable de pouvoir rattraper le retard pris par la France dans ce domaine, mais d'offrir à l'enfant des clés et des outils pour s'adapter à son nouvel environnement numérique. Les applications et robots dédiés aux jeunes codeurs sont d'ailleurs, de plus en plus nombreux, confirmant l'importance de cet apprentissage dès le plus jeune âge.

Quels sont donc ces fameuses applications et ces nouveaux robots? Vont-ils révolutionner le système éducatif et notre façon d'apprendre ? Faut-il s'en inquiéter ?

Des applications et programmes pour apprendre à coder

C'est un fait, les enfants sont exposés de plus en plus tôt aux nouvelles technologies. Il n'est d'ailleurs pas rare de croiser des enfants de 18 mois dans le bus ou le métro, jouant avec le téléphone de papa ou maman. Smartphones, tablettes ou ordinateurs, les plus petits ont désormais leurs propres jeux sur le store. Jeux de formes et de couleurs, imagiers, mémos, jeux d'arcade, l'éventail de jeux proposé aux enfant est extrêmement large. Il existe même des applications qui vont permettre aux enfants d'écrire leurs premières lignes de code.

Application à essayer à partir de 3 ans sur iPhone, Tortue Logique, est un jeu dans lequel, l'enfant doit aider sa tortue à rentrer chez elle, en programmant ses déplacements grâce à des symboles. Deux modes de jeux sont disponibles, un mode pour débutant dans lequel le joueur fait avancer la tortue en mettant les bonnes flèches de direction sur la route, et un mode avancé, dans lequel l'enfant doit cette fois poser les directions dans une barre de progression, comme s'il s'agissait d'une ligne de code.

Application Tortue Logique pour coder

Sur PC, les petits pourront se faire la main sur Scratch Block, un langage de programmation crée par Google en collaboration avec le MIT (Massachusetts Institute of Technology) et basé sur leurs outils de programmation respectifs Blockly, qui permet de générer du code et Scratch. Encore, en phase de développement, le langage devrait posséder deux modes de programmation, un mode horizontal avec des icônes pour les débutants et un mode vertical avec du texte.

Langage Scratch Block pour programmer

 

Scratch va permettre aux jeunes programmeurs à partir de 8 ans de comprendre la logique derrière le code et d'apprendre ce que sont les variables, les conditions et les boucles qui sont utilisés quotidiennement par les développeurs. Ainsi, sur la plateforme Scratch, l'utilisateur va être amené à faire avancer son personnage en assemblant des blocs pour coder. Le personnage pourra être programmé pour « avancer », « tourner », « dire hello », etc...

Avec Blockly, l'utilisateur va pouvoir coder dans le langage de son choix, à l'aide de blocs colorés. Blockly permet ainsi aux novices de développer facilement un jeu ou une application sans avoir besoin d'apprendre les différents langages de programmation. Blocly permet ainsi de « traduire » son code en JavaScript, Python, PHP, Lua ou encore Dart.

Langage Blockly pour apprendre à programmer

Le programme Kidsruby, plus ambitieux, lui, propose d'apprendre aux enfants le langage de programmation Ruby, pour ainsi, coder comme les grands.

Langage Ruby

Des objets connectés pour apprendre la robotique et la programmation

Apprendre à programmer son premier robot dès 3 ans, c'est ce que propose la société Primo Toys avec son robot Cubetto. Très simple et intuitif à utiliser, ce petit robot se déplace sur un tapis d'après les instructions programmées par l'enfant sur la console en bois. Le but du jeu est donc de faire voyager Cubetto sur le plateau et de l'emmener, par exemple, jusqu'à la planète mars.

Pour faire avancer Cubetto, l'enfant place des blocs colorés sur une console en bois puis appuie sur un bouton pour voir le résultat. Avec la flèche verte, Cubetto avance d'une case, avec la flèche rouge il tourne à droite et avec la jaune il tourne à gauche. Jusque là rien de bien difficile. Un dernier bloc de couleur bleu vient compliquer les choses et les rendre plus intéressantes. Ce bloc « fonction » va permettre au robot de répéter des actions. Ainsi en associant trois flèches vertes et deux blocs bleus, Cubetto avancera de 6 cases. Cubetto fonctionne sans Smartphone, vous pourrez donc laisser vos enfants programmer leur petit robot pendant des heures durant sans craindre pour leurs petits yeux.

Avec Tinkerbot, il devient possible de construire son propre robot selon son imagination et de programmer ses mouvements. De la même façon qu'avec des legos, l'enfant va ainsi assembler plusieurs blocs afin de créer un personnage ou un animal. Les blocs Tinkerbot, sont bourrés d'électronique et ont chacun une fonction bien particulière. Certains blocs vont aussi jouer le rôle du cerveau de la construction, d'autres, de moteurs ou de pivots rotatifs, ou encore d'hélices et capteurs de luminosité. Le contrôle du robot peut s'opérer par la suite grâce aux boutons de commande positionnés sur les briques ou bien grâce à l'application disponible sur Smartphone ou tablette. Mais là où Tinkerbot devient intéressant pour de jeunes passionnés de robotique, c'est qu'il est possible de le programmer soi-même en utilisant le langage C sur la plateforme de programmation Arduino.

Robot Tinkerbot à programmer

 

Pour mettre en pratique le langage Blockly, qui permet d'apprendre les bases de la programmation facilement, notamment grâce aux jeux disponibles en ligne, Make Wonder a conçu un petit robot tout bleu Dash. Dash réagira ainsi en fonction des commandes programmées en Blockly dans son application, ce qui permettra à l'enfant, contrairement à un écran statique, d'avoir devant les yeux le résultat concret de ses lignes de code. Pour varier les activités et sortir la tête du code, d'autres applications permettent d’interagir avec son robot. L'enfant pourra ainsi lui faire chanter sa chanson préférée ou encore lui apprendre de nouveaux comportements.

Robot Dash pour apprendre à programmer

Pour intéresser les enfants à l'informatique, la start-up Kano a eu l'idée originale de développer un ordinateur à monter soi-même. Les enfants seuls avec l'aide de leurs parents s'ils sont âgés de moins de 8 ans, pourront ainsi apprendre facilement quels sont les différents éléments d'un PC et comment les monter correctement. Une fois l'ordinateur entièrement monté, on passe à l'apprentissage de la programmation en Python et JavaScript à l'aide de jeux comme Minecraft. Cet ordinateur en kit tourne sous l'OS Kano un système open source basé sur Linux, histoire de familiariser ses enfants à l'environnement préféré des développeurs !

La programmation et la robotique, de nouveaux supports d'apprentissage

Alors, ces applications et robots, vont-ils faire des générations futures, des développeurs confirmés dès l'âge de 8 ans ?

Suite au « Plan pour le numérique à l’école » décidé par le gouvernement , de nombreux groupes de travail ont vu le jour afin de réfléchir à un enseignement de l'informatique et de la robotique destiné aux plus jeunes. C'est le cas par exemple, pour l’équipe de recherche Flowers de l’INRIA (Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique), rassemblée autour d'enseignants de primaire, collège et lycée, qui a travaillé sur un module pédagogique, visant à faire découvrir la robotique aux élèves, à partir de la primaire. Le programme de primaire se base ansi sur le robot Thymio 2 que les petits élèves de 6 à 11 ans pourront programmer via plusieurs langages de programmation dont Blockly.

Le but du programme est ainsi d'initier les enfants à l'informatique, de promouvoir les nouvelles technologies et surtout de lutter contre le décrochage scolaire. En quoi la robotique permet-elle de lutter contre le décrochage scolaire ? En travaillant en groupe et en discutant entre eux, les enfants expérimentent et apprennent dans un cadre moins rigide que celui d'un cours traditionnel. Les enfants en échec, qui se cachent d'habitude au fond de la classe, participent ainsi au projet. La programmation et les robots, sont utilisés comme un moyen pour capter l'attention des enfants, leur apprendre la logique et la structuration d'un langage de codage, plutôt que le codage en lui-même. La robotique leur permet aussi d'appliquer et ainsi d'intégrer plus facilement des notions de mathématique ou physique abstraites. Grâce à la programmation l'enfant va développer son raisonnement. Il va d'abord imaginer l'action qui lui est demandée, puis la code et vérifie ensuite qu'il n'a pas fait d'erreur. Ludiques, les robots permettent ainsi d’intéresser des élèves qui ont du mal à suivre et de les motiver. Ils apprennent donc finalement sans s'en rendre compte.

Robot Thymio 2 pour programmer

 

Autre projet pour faciliter l'apprentissage à l'école, le robot CoWriter, basé sur le robot Nao d'Aldebaran Robotics, et invention du Laboratoire d’ergonomie éducative (Chili Lab) de l’EPFL (École polytechnique fédérale de Lausanne ), dans le cadre du NCCR Robotics (National Centre of Competence in Research en Suisse). L'idée derrière CoWriter est de développer le « learning by teaching » pour pousser les élèves qui éprouvent des difficultés en écriture à poursuivre leurs efforts et gagner en estime en soi. Pour cela, CoWriter va prendre la place du plus mauvais élève de la classe. L'enfant va ainsi montrer au robot comment former des mots, d'abord à l'aide de lettres en plastique, puis en écrivant lui-même sur une feuille de papier. Grâce à différents algorithmes, le robot qui écrit au départ de manière maladroite va améliorer son écriture au fil de ses sessions, tout comme l'enfant, qui se sentant valorisé dans son rôle de professeur, va s'accrocher et rester motivé lors de la phase d'apprentissage. Testé auprès de plus de 70 élèves en Suisse, le robot CoWriter a reçu un accueil très positif.

Et à quand les professeurs robot ? Eh bien pour très bientôt, puisque les étudiants de l'université Nishogakusha à Tokyo pourront à partir du mois de décembre suivre des cours de littérature et assister à des lectures du célèbre auteur de « Je suis un chat »,  Soseki Natsume, mort en 1916. De quoi certainement intéresser de nombreux étudiants à cette matière et susciter des vocations.

 

Nombreux sont les applications et robots à but éducatif. Et avec l'arrivée de nouvelles matières à l'école telles que la programmation et la robotique, les petits élèves maîtriseront certainement la programmation avant l'écriture cursive. Il ne faut cependant pas s'inquiéter de l'arrivée des nouvelles technologies à l'école mais plutôt les considérer comme un support pédagogique supplémentaire redonnant l'envie d'apprendre aux enfants en décrochage et leur permettant d'intégrer des notions abstraites comme les mathématiques ou bien la physique. L'arrivée de ces nouvelles matières ne transformera certes pas toute la prochaine génération en Mark Zuckerberg, mais lui permettra au moins de prendre part au monde numérique plutôt que de le subir. Et vous, êtes-vous prêt à franchir le cap et apprendre la programmation avec vos enfants ?