Sous-projet 5 :

La robotique pédagogique : Inria Flowers et Poppy

Le projet Poppy Education vise à constituer une plateforme qui ait un impact sociétal majeur pour l’éducation au numérique, par le biais de kits robotiques pédagogiques motivants permettant de déclencher des vocations pour la création numérique. Ces kits sont open-source et documentés sur le web et comprennent en particulier les plateformes robotiques imprimées en 3D Poppy Torso et Poppy ergo Jr. Accompagnés d’activités pédagogiques « clés en mains », ils sont actuellement expérimentés et diffusés dans une dizaine de lycées en Aquitaine.

Enjeux

“Déconstruire et (re-)construire” des objets tangibles simples, et des robots en particulier, est ainsi une opportunité pour permettre à chaque apprenant de ne pas fantasmer sur des promesses technologiques - et développer la pensée créative et la stratégie de résolution de problèmes. La nature des objets robotiques, qui mélangent informatique, électronique, mécanique, design, mathématiques, physique, et même sciences du vivant et de l’homme, permet de construire des projets pédagogiques dans lesquels les apprenants sont amenés à découvrir les liens et les interactions entre les disciplines. 

Le projet Poppy Education qui est l’une des bases de ce projet eFran, a développé plusieurs kits robotiques pédagogiques open-source et documentés sur le web (www.poppy-project.org/education ). Ils comprennent en particulier les plateformes robotiques imprimées en 3D Poppy Torso et Poppy Ergo Jr. Accompagnés d’activités pédagogiques « clés en mains », ils sont actuellement expérimentés et diffusés dans une dizaine de lycées en Aquitaine. Ils sont accessibles pour des débutants, permettant en particulier d'accompagner les élèves par une approche pédagogique très originale du monde numérique.

Ils sont également utilisés dans des contextes différents, allant de l’enseignement d’informatique en Terminale ISN, à l’enseignement des sciences de l’ingénieur en première STI2D, à l’enseignement de découverte de la culture numérique en seconde ICN.

 

Problématique

Le potentiel des activités pédagogiques robotiques, et en particulier le rôle de l’instanciation physique de ces activités, dans lesquelles la manipulation d’objets numériques est centrale, reste encore à confirmer scientifiquement, en particulier en terme de leur 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 pédagogiques et motivationnels dépendent aussi de la manière dont ces outils pédagogiques sont utilisés en classe, ainsi que du contexte scolaire lui-même.

Pour cette raison, et afin de pouvoir efficacement étudier les impacts des kits de robotiques pédagogiques sur les apprentissages en fonction de leurs propriétés techniques et pédagogiques, nous réaliserons les études dans le contexte particulier de l’enseignement des sciences du numérique en lycée, et en particulier pour les niveaux seconde ICN et terminale ISN.

Objectifs

  • Réalisation d’études pilotes en seconde ICN et terminales ISN afin d’évaluer l’utilisabilité des kits robotiques Poppy Ergo et Torso en classe, tant par les élèves et les professeurs, ainsi que pour sélectionner les objectifs pédagogiques qui seront visés par les activités pédagogiques et parmi les concepts de sciences du numérique qui peuvent être enseignés à ces niveaux.
    En particulier, nous étudierons trois possibilités : enseigner les notions de boucle sensorimotrice (contrôle avec feedback), de réseau informatique, ou quelques concepts fondamentaux de l’intelligence artificielle (algorithmes d’apprentissage).
    Ces objectifs pédagogiques seront choisis à la fois en fonction de leur adaptation pour réaliser ces études, et de leur pertinence pédagogique et sociétale.
  • Mise au point de variantes des kits pédagogiques Poppy : en fonction des objectifs pédagogiques visés, plusieurs interfaces homme-robot, associées à plusieurs modes d’interactions entre élèves, entre élèves et professeurs, et entre élèves et robots, seront imaginés et implémentés.
    En particulier, cela impliquera le développement de logiciels (et potentiellement d’objets matériels) permettant de mettre en œuvre ces interactions.
    Par ailleurs, des variantes seront aussi mises au point dans lesquelles c’est l’instanciation physique du robot qui changera (forme humanoïde ou non-humanoïde, robot physique ou virtuel).
  • Sélection et mise au point de méthodes d’évaluation de ces dispositifs, en particulier en terme d’utilisabilité des interfaces élève-robot-professeur, et de leur impact sur la compréhension des concepts visés ainsi que sur l’engagement des élèves dans les activités pédagogiques (en lien avec le concept de motivation intrinsèque).
  • Réalisation d’études de l’impact de ces kits en lycée, en visant une population cible d’environ 50 à 100 élèves (10-12 lycées pour l’étude de l’utilisabilité, et 4-5 lycées pour les études plus précises des impacts sur les apprentissages).

Equipe

Actualités du sous-projet

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