Description de la séquence en cycle 3

Objectifs d’apprentissage de cette séquence

 S’initier à la programmation de robots
 Mettre en œuvre une démarche d’expérimentation (tâtonnements, essais-erreurs).

Compétences du programme de cycle 3 mobilisées
Toutes les compétences convoquées par cette expérimentation sont détaillées dans ce document.

Retour d’expérience

Cette expérimentation a été menée avec une enseignante de cycle 3 débutante dans l’utilisation des robots en programmation. Dans l’idée d’en avoir une utilisation efficace et de pouvoir entrer rapidement dans les apprentissages, sans prendre le risque de nous lancer dans un projet de grande ampleur, mais hasardeux au niveau de sa mise en place, nous avons fait le choix de nous tourner vers des activités « clés en main » à tester avec les élèves.

Elle a ainsi commencé par mener une première séance en débranché trouvée sur le site de « La Main à la Pâte » (cf document 0) et ayant pour but de faire ressortir les différences entre langage naturel et langage de programmation, ainsi que de mettre en évidence les différences entre déplacements absolus et relatifs, ces derniers étant ceux sur lesquels les élèves allaient travailler avec les robots.

Pour l’utilisation des Matatalabs, nous nous sommes tournés vers les livrets de défis proposés par l’Académie de Normandie (document 1) et déposés sur la plateforme Primàbord. De notre côté, des versions alternatives pour séparer les défis (document 2) de leurs corrections (document 3), ont été réalisées dans l’idée de réaliser des fichiers élèves. Ensuite, cette même base a été réutilisée au bout de quelques séances pour offrir aux élèves les plus avancés des défis supplémentaires d’une plus grande difficulté (document 4), avec pour objectif d’insister sur les différences entre les notions de « boucle » et de « fonction ».

Pour ces séances, nous bénéficiions de quatre Matatalabs. L’enseignante a organisé sa classe en ateliers, répartissant ses 23 élèves de CM1 en deux groupes autonomes sur des exercices d’entraînement ou des tâches de copie, et un groupe en activité dirigée sur les Matatalabs, chaque binôme avançant à son rythme.

1. Activités spécifiques

À l’instar de la progression proposée dans les livrets accompagnant les kits, nous avons porté notre choix sur les livrets de l’Académie qui abordaient les défis en trois grandes étapes : programmation avec les tuiles de déplacement, utilisation des boucles, utilisation des fonctions. Nous avons fait le choix d’en effectuer une remise en forme afin de constituer un fichier élève leur permettant de garder mémoire de leur progression dans les défis, et nous avons réalisé en parallèle un outil de correction des défis leur permettant de comparer en autonomie leurs productions avec un programme attendu.

2. Résultats observés chez les élèves

Le premier effet visible (et attendu) chez les élèves aura été leur enthousiasme à travailler avec ce nouveau matériel. Outre l’aspect ludique de l’utilisation du robot, la manipulation des tuiles et la possibilité de récrire un programme erroné à partir de l’observation du trajet du Matatabot a été très appréciée des élèves. L’entrée par des défis s’est aussi avérée motivante, y compris pour les binômes les plus en délicatesse avec le repérage dans l’espace (dont la latéralisation), la compréhension des fonctionnalités de chaque tuile et l’anticipation du résultat de leurs actions.

Les élèves les plus à l’aise dans la tâche ont pu être laissés en relative autonomie, nous permettant de nous focaliser sur les binômes les plus fragiles, mais tous ont dû faire face à un moment ou à un autre à une véritable résistance des défis proposés.

3. Difficultés ou défis rencontrés

Les élèves en fragilité ont réussi à progresser, mais un étayage s’est avéré nécessaire, notamment pour lever les difficultés liées à la latéralisation et à la projection dans l’espace. Par ailleurs, de manière quasi systématique, ce sont ces mêmes élèves qui ont présenté des difficultés de compréhension face aux concepts de « boucle » et de « fonction », avec des représentations fluctuantes et souvent confuses (confusions parfois présentes chez les élèves en réussite par ailleurs dans l’activité). Pour ces élèves-ci, le livret de défis a constitué un outil de différenciation qui nous a permis de nous concentrer à lever les difficultés liées à l’orientation dans l’espace en premier lieu, notamment en leur demandant de refaire d’une séance sur l’autre un défi leur ayant opposé une résistance, sans avoir recours à la trace laissée dans leur fichier.

D’une manière générale, un des freins qui s’est présenté dans la réussite des élèves est commun à ce que l’on peut rencontrer dans l’ensemble des domaines d’apprentissage : la précipitation et la non lecture des consignes. Le phénomène a aussi certainement été amplifié par l’excitation à utiliser le matériel et la pression que se sont mis certains élèves à aller le plus vite possible dans leurs fichiers.

Autre point de difficulté rencontré, lui aussi d’ordre plus pédagogique que didactique : le travail en binômes. Dans certains groupes, ce travail était régulièrement effectué de manière individuelle en présence d’un camarade, mais sans comparaison des programmes proposés ni échanges sur les procédures en cas de désaccord. Il a fallu insister avec ces élèves sur l’intérêt du travail, notamment en insistant sur ce qui peut être fait à deux et ne peut pas être fait individuellement (comparer propositions et procédures).

La séquence de travail s’est terminée par une proposition de trace écrite (document 5) mais n’a pas donné lieu à une évaluation sommative des apprentissages des élèves.

4. Projections sur l’usage du kit robotique

Cette expérimentation menée en cycle 3 a été l’occasion d’échanges riches avec l’ensemble des enseignantes de l’école, qui a prévu d’effectuer une demande d’investissement auprès de la mairie afin que toutes les classes de cycle 3 puissent utiliser le matériel dans les années à venir.

Des échanges avec une collègue de cycle 2 (CE1) ont aussi amené à effectuer des séances auprès d’élèves plus jeunes. Pour ceux-ci, nous nous sommes basés sur les fichiers de travail utilisés en cycle 3, mais en revoyant la progression (document 6). Ainsi, les défis ont aussi été abordés en trois étapes, avec non plus une progression « tuiles de déplacement » – « boucles » – « fonctions », mais une progression « déplacements du bas vers le haut du tapis » (orientation de l’élève) – « déplacement du haut vers le bas du tapis » (orientation opposée à celle de l’élève) – « déplacements avec contraintes » (nombre d’instructions, interdiction d’utiliser certaines tuiles, etc.). Ce choix nous a permis de nous focaliser sur les difficultés de latéralisation et de repérage dans l’espace constatées chez les élèves de cycle 3 les plus en difficulté dans la classe de CM1. Ainsi, une progression de cycles a commencé à se dégager à l’échelle de l’école.