La tortue et l’abeille

5L’introduction de robots programmables dans les écoles, dans une orientation pédagogique et didactique, n’est pas nouvelle. De multiples expérimentations ont été entreprises depuis les années 1980 (Baron & Drot-Delange, 2016). Dès 1985, avec la présentation du plan « informatique pour tous » (IPT) par le premier ministre Laurent Fabius, des micro-ordinateurs sont installés dans des écoles, des collèges et des lycées ainsi que des robots programmables se déplaçant sur le sol, pilotés par des lecteurs de cartes perforées ou programmés en langage LOGO. Ce plan IPT, comme le précisent Baron et Bruillard (1996), s’inscrit dans la continuité d’un processus politico-scientifique amorcé dès les années 1970 avec des recherches exploratoires en éducation et la mise en place de formations continues longues pour les professeur·e·s. Avec ce plan, de nombreux établissements scolaires sont équipés par l’État. L’idée d’utiliser des robots pédagogiques à l’école avec des visées d’apprentissage a été proposée par Papert (1980) qui prône le Jaillissement de l’esprit en appui sur des travaux de recherches selon lesquels c’est en manipulant, en construisant, en échangeant dans une situation proposée par le·la professeur·e que l’élève construit ses connaissances.

6Les premiers robots pédagogiques, diffusés dans les écoles françaises, se présentent alors sous la forme d’un dôme transparent laissant apparaître les nombreux composants électroniques qui le composent. La seconde version diffusée, la tortue T3, a la particularité de pouvoir transférer le programme dans le robot, par l’intermédiaire d’un boîtier connecté par infrarouge (figure 1). Les élèves peuvent ainsi interagir et observer leurs actions selon le déplacement du robot sur le sol.

Fig. 1 – La tortue plancher (Robot T3) et l’abeille (Blue-Bot^®), 30 années d’évolution.

7Trois décennies plus tard, un regain d’intérêt pour l’usage de ces robots programmables apparaît, comme en attestent les catalogues de fournisseurs de matériel scolaire. Les robots programmables proposés apparaissent, pour certains, comme des constructions sophistiquées, telles que le robot NAO, les Lego^® Mindstorms ou le drone Tello qui font référence à différents mondes : industriel (bras manipulateur), spatial (astromobile martienne) ou encore militaire (drone de surveillance). Pour d’autres, il s’agit d’artefacts anthropomorphes comme les Bee-Bot^® et les Blue-Bot^®2, dont les façades laissent apparaître un visage souriant composé de deux yeux et d’une bouche (figure 1).

8La petite fille de la « tortue plancher » est-elle devenue une « abeille » incarnée en ces derniers robots ? Désormais, le transfert du programme peut se faire entre la réglette de programmation et le robot Blue-Bot^® par liaison Bluetooth. La miniaturisation des composants électroniques a permis de réduire les dimensions du robot tout en proposant un habillage propice pour un usage scolaire en classe dont la manipulation est parfois hasardeuse et parsemée de chutes.

Bee-Bot^® et Blue-Bot^®, des robots contrôlables par une interface tangible

9Les robots Bee-Bot^® et Blue-Bot^® se caractérisent par un mode de déplacement dont la solution technique est l’utilisation de deux roues motrices placées sur un même essieu, tout comme la tortue. Cependant ces deux robots peuvent être programmés avec une interface tangible disposée sur la partie supérieure. Les deux robots sont similaires lorsqu’ils sont programmés par l’interface tangible (figure 2). L’unique différence se trouve dans la couleur : jaune pour le Bee-Bot^® et transparente pour le Blue-Bot^®.

Fig. 2 – Le Bee-Bot^®

Fig. 2b – Le Blue-Bot^®

10L’interface est constituée de boutons permettant de programmer des déplacements de translation et de rotation (avancer, reculer, tourner à droite, tourner à gauche). Un calculateur intégré dans le mobile traite ensuite les informations en synchronisant la commande d’alimentation en énergie des deux moteurs électriques assurant la rotation des deux roues simultanément pour un déplacement en translation, ou en commandant les moteurs séparément pour assurer des rotations.

11La solution technique retenue pour permettre une programmation d’un déplacement de ce type de robot est basée sur le principe des actions successives sur les boutons situés sur l’interface. Cette dernière est constituée de 4 boutons de couleur orange permettant de préciser le sens de déplacement. De deux boutons de couleur bleue ayant pour fonction, pour l’un d’effacer le programme et pour l’autre de générer une pause d’une seconde pendant l’exécution du programme. Un dernier bouton, le vert (touche GO), donne l’ordre d’exécution du programme.

12Une fois la suite d’instructions enregistrée dans la mémoire, l’action sur le bouton GO génère des déplacements du robot. Cependant, ces déplacements sont également générés par la programmation réalisée en amont par les concepteurs. Ainsi, la distance de déplacement d’un « pas » du robot est indiquée pour 15 cm, par le concepteur. En réalité, c’est une durée d’alimentation en énergie des moteurs qui est programmée. D’ailleurs cette distance varie suivant la nature des matériaux qui constitue la surface sur laquelle le robot se déplace. Cette durée n’est pas modifiable par l’utilisateur tout comme la rotation qui est obligatoirement de 90°.

Le Bee-Bot^® et le Blue-Bot^®, des robots à apprendre

13Les robots Bee-Bot^® et Blue-Bot^® sont des artefacts qui se suffisent à eux-mêmes pour être programmé, contrairement à la tortue. En effet, la programmation de la tortue nécessitait l’utilisation de cartes perforées, d’un lecteur de carte et même parfois, d’un micro-ordinateur de type TO de chez Thomson ou du modèle équivalent chez Apple. La compréhension du fonctionnement se complexifie, car elle implique d’identifier les actions et interactions que le robot peut avoir avec son environnement et, plus particulièrement, d’interpréter le dialogue entre ce dernier et la carte perforée, l’ordinateur ou encore le lecteur de carte. Du point de vue de la didactique de la technologie, c’est un système technique (Lebeaume, 2019) mettant en connexion plusieurs artefacts qui communiquent les uns avec les autres. Dans les classes, d’autres systèmes techniques sont présents comme le tableau numérique intéractif (TNI) mais lorsque des jeunes enfants ou encore des adolescents sont interrogés sur son fonctionnement, comme l’indiquent Perez (2016) et Grugier (2016), le chemin de l’information entre l’ordinateur, l’écran, le vidéo projecteur n’est pas mentionné. Les éléments sont identifiés sans relation entre eux. Et le système technique est perçu comme un élément parcellaire constitué d’éléments dissociés rendant difficile voire impossible la perception de son fonctionnement.

14Les robots Bee-Bot^® et Blue-Bot^® se caractérisent par l’intégration d’un pupitre de programmation ne nécessitant pas d’autres artefacts extérieurs pour fonctionner. En ce sens, la compréhension du fonctionnement de ces robots semble envisageable plus facilement auprès de jeunes enfants. Pour ces raisons, les robots programmables, d’apparence sympathique et attrayante, semblent être destinés à un public de jeunes enfants.

15Les paragraphes suivants précisent les attentes d’un enseignement à l’école maternelle pour la « découverte du monde des objets » et relatent un certain nombre de travaux expérimentaux avec le Bee-Bot^® dans des classes.

La robotique à l’école maternelle

16L’école maternelle se caractérise par une approche non disciplinaire permettant aux enfants de découvrir un monde scolaire mais également sociotechnique par différentes approches, scientifiques, technologiques. L’initiation à la programmation est inscrite dans le programme d’enseignement du cycle 2 : « programmer les déplacements d’un robot ou ceux d’un personnage sur un écran3 ». Cependant, dès le cycle 1 pour des enfants de trois à cinq ans, le programme d’enseignement de l’école maternelle de 2015 offre de nombreuses possibilités permettant aux professeur·e·s de mettre en place des activités :

L’utilisation d’instruments, d’objets variés, d’outils, conduit les enfants à développer une série d’habiletés, à manipuler et à découvrir leurs usages. De la Petite à la Grande Section, les enfants apprennent à relier une action ou le choix d’un outil à l’effet qu’ils veulent obtenir.
Les enfants apprennent à intégrer progressivement la chronologie des tâches requises et à ordonner une suite d’actions.
Dès leur plus jeune âge, les enfants sont en contact avec les nouvelles technologies. Le rôle de l’école est de leur donner des repères pour en comprendre l’utilité et commencer à les utiliser de manière adaptée4.

L’école a un rôle d’activateur de curiosité en organisant des rencontres avec des artefacts. À cet égard, les activités collectives autour de nouveaux artefacts donnent également l’occasion de développer le langage comme vecteur de réussite scolaire (Lebeaume, 2018).

17Les travaux de recherche sur la robotique au sein de la petite enfance existent depuis l’apparition de robots pédagogiques avec notamment la tortue plancher (T2 et T3). Cependant, comme le soulignent Komis et Misirli (2015), la mise en œuvre des dispositifs expérimentaux en classe « n’était pas toujours évidente à cause de la complexité du matériel informatique5 ». L’offre actuelle de robots (Bee-Bot^® et Blue-Bot^®) à l’interface tangible, ayant une apparence d’animaux, semble appropriée pour la petite enfance même s’ils n’offrent que des possibilités limitées de programmation (Beraza, Pina & Demo, 2010). L’étude des pratiques (De Michele, Demo & Siega, 2008) de plusieurs professeurs de maternelle dans des écoles italiennes permet d’affirmer que l’usage en classe de robot Bee-Bot^® favorise le développement d’aptitude pour la résolution de problèmes, de raisonnement logique et de numération, de repérage spatio-temporel ainsi que le développement d’un langage par l’acquisition d’un vocabulaire technologique. Ce robot favorise, dans une approche épistémologique, le développement réflexif concernant les processus de la pensée qui sont réalisés en situation. Komis et Misirli (2011) ont montré qu’avec un scénario prédéfini par les chercheurs, des professeurs grecs permettaient à des élèves de développer des compétences technologiques et informatiques par l’usage de robots programmables. L’analyse de vidéos réalisées auprès de classes françaises de l’école primaire6 où les professeurs disposaient d’une liberté pédagogique plus grande dans la conception des séquences, semble confirmer ces premiers résultats tout en mettant en évidence un ensemble de contraintes de mise en œuvre et de compréhension techniques sur le fonctionnement du robot. Par ailleurs, il a été montré qu’une construction d’une séquence d’instructions par des jeunes enfants de quatre ans pouvait s’effectuer avec la robotique pédagogique (Bers, Flannery, Kazakoff & Sullivan, 2014). De leur côté, Highfield et Mulligan (2008) décrivent un cas avec un enfant de cinq ans où la technologie, avec l’usage d’un Bee-Bot^®, vient soutenir l’apprentissage mathématique. D’autres travaux apportent des résultats similaires (Highfield, Mulligan & Hedberg, 2008 ; Komis & Misirli, 2012) en soutenant le rôle de ce robot dans le développement de concepts mathématiques (pivotement, mesure).

18Si chez les enfants les dimensions manipulatoires et d’observation de résultats sur un mouvement semblent acquises, en revanche les dimensions de fonctionnement et de traitement des données par le robot ne semblent pas reliées (Béziat, 2017). L’analyse de l’activité d’enfants de 6-7 ans lors de séquences pédagogiques avec des robots Bee-Bot^® (Nogry, 2019), confirme la difficulté des enfants à intégrer le caractère différé de l’exécution du programme suite à l’action sur l’interface. Ainsi, des difficultés de prise en charge des robots par les enfants sont soulevées (Grugier & Villemonteix, 2017).

19Les travaux de recherche sur la robotique éducative soulignent des contraintes dans l’usage et l’appropriation qui doivent être intégrées par les professeur·e·s dans une réflexion pédagogique et didactique.

Une démarche technologique en classe

20Les programmes d’enseignement des cycles 1 à 4 mettent au premier plan l’importance de méthodes pédagogiques prenant pour références des démarches scientifiques et technologiques. Comme déjà indiqué par différents auteurs (Grugier, 2018 ; Hasni et al., 2018), les programmes actuels de l’école soulignent l’importance de favoriser une démarche laissant une place importante à l’investigation à travers la manipulation et l’expérimentation effectuées par les enfants. Le socle commun de connaissances, de compétences et de culture que les enfants doivent acquérir, précise que :

L’élève sait mener une démarche d’investigation. Pour cela, il décrit et questionne ses observations ; il prélève, organise et traite l’information utile ; il formule des hypothèses, les teste et les éprouve ; il manipule, explore plusieurs pistes, procède par essais et erreurs7.

Néanmoins, il n’existe pas de standardisation dans la démarche d’investigation (Grangeat, 2013 ; Hayes, 2002) avec un nombre d’étapes définies qui s’enchaîneraient dans un ordre précis mais plutôt des démarches possibles laissant une place aux questionnements et à l’interrogation. Cette approche pédagogique met l’appropriation du problème au centre de l’activité des enfants. Les élèves sont actifs en participant et en s’engageant dans les activités proposées pendant les moments scolaires organisés.

21Selon Bisault (2011), chaque moment à l’école maternelle est l’occasion de mettre en place des rencontres organisées avec des objets. Lorsqu’il s’agit d’agir sur un objet dans un but de modification, de construction ou de compréhension, ces moments scolaires englobent des visées d’éducation technologique. Le terme « artefact », dans le sens de Rabardel (1995), permet de dépasser le sens commun du terme « objet », habituellement limité aux objets matériels. En classe, l’artefact devient un instrument une fois associé à des schèmes d’utilisation. Les schèmes d’utilisation constituent des outils qui permettent au·à la chercheur·euse de modéliser les relations entre le geste et la pensée développées par les élèves (Rabardel, 1995).

22La rencontre avec un Bee-Bot^®, en classe de maternelle, conduit l’enfant à développer un raisonnement empirique pour prendre en charge et mener des actions avec cet artefact en fonction du scénario pédagogique mis en place par le·la professeur·e. L’enfant s’adapte à l’artefact – c’est le processus d’instrumentalisation – et l’artefact influence les activités de l’enfant de par les contraintes qu’il impose – c’est le processus d’instrumentation. Ainsi, l’approche instrumentale développée par Rabardel (1995) offre un cadre d’analyse pour décrire le processus d’appropriation d’un artefact dans la durée.

23Nous supposons que l’enfant modifie son activité et que des schèmes d’utilisation se construisent par la manipulation de l’artefact et la découverte progressive des propriétés de ce dernier. Ainsi, l’approche instrumentale est retenue pour appréhender le processus d’appropriation d’un objet technique en situation.

24Ceci nous conduit à poser deux questions qui seront centrales dans ce travail de recherche :

• Quels sont les schèmes d’utilisation qui se construisent à travers la découverte et la manipulation de robot programmable par des élèves de la Petite Section de maternelle ?
• Et quelles sont les difficultés que les élèves rencontrent dans la compréhension du fonctionnement ?

Le terrain de recherche

25Pendant deux années scolaires 2017-2018 puis 2018-2019, des séances ont été développées dans une école avec des classes8 de Petite Section de maternelle à Paris. Le professeur de cette classe est un maître formateur ayant une expertise pédagogique pour l’enseignement dans le cycle 1 mais pas de formation particulière aux domaines scientifiques, technologiques ou encore informatiques. Nous considérons que la pratique de ce professeur est ordinaire car elle mobilise une expertise pédagogique pour compenser l’inexpertise technique en opposition à une pratique d’un·e professeur·e « innovateur » qui pourrait mettre en avant la technique avant la pédagogie (Béziat, 2019).

26Durant 5 semaines consécutives en début d’année scolaire, une demi-journée était consacrée à la découverte et à la manipulation des deux robots.

27Dans cette école, il n’y a pas d’équipement présent concernant la robotique éducative. Des robots Bee-Bot^® et Blue-Bot^®, dont la description fonctionnelle a été faite précédemment, ont été introduits par le chercheur pour ces séquences. Les enfants ne les ont jamais rencontrés en dehors de ce moment. Huit robots programmables ont été déposés dans la classe, pour permettre une organisation en groupes de 4 élèves.

28Pour apporter des éléments de réponses aux deux questions posées précédemment, les enfants ont été filmés lorsqu’ils manipulaient en groupes mais aussi pendant les phases de regroupement collectif. L’analyse des vidéos permet d’identifier des attitudes et des comportements pendant les moments où les enfants sont en manipulation ou en phase de verbalisation. Chaque vidéo a été visionnée une première fois afin de sélectionner les moments où des interactions s’effectuaient entre des élèves et le Bee-Bot^®. Les vidéos ont ensuite été découpées à l’aide du logiciel Movie Maker pour se concentrer sur les gestes des élèves et leurs manipulations du robot. À travers cet ensemble constitué de capsules vidéo, nous avons cherché à identifier les processus de manipulation mis en œuvre dans les pratiques.

29Une seconde partie de cette étude a consisté à identifier, à travers le discours, les interprétations faites par les élèves sur le fonctionnement du robot et sur les conditions permettant de l’utiliser. Pour cela, des entretiens ont été menés auprès des enfants9, quelques semaines après la mise en place des séquences. Un guide d’entretien semi-directif, constitué de questions ouvertes avec des relances, a été utilisé (voir encart 1). La libre expression est favorisée afin d’obtenir des réponses spontanées des enfants. Cette méthodologie, éprouvée dans une recherche antérieure auprès d’un public similaire sur le fonctionnement des TNI (Tableau Numérique Interactif) (Grugier, 2016), permet d’obtenir des traces de la pensée des enfants et des savoirs mobilisés spontanément.

30Pour chaque entretien avec les groupes d’enfants, un robot identique à celui utilisé en classe était posé au milieu d’une table. Ce dernier était éteint et mis à disposition des enfants pour permettre la manipulation spontanée. Enfin, afin de permettre à tous les enfants de s’exprimer, les entretiens se sont déroulés sous la forme d’un focus groupe entre trois ou quatre enfants, animé par le chercheur. L’expression libre et la manipulation du robot mis à disposition ont été encouragées tout en recentrant et recadrant les enfants pour éviter la dispersion.

31Ces entretiens se sont déroulés dans l’école des enfants, dans leur classe, pour être dans un environnement connu. Les groupes ont été constitués en fonction de l’ordre de réveil des enfants après la sieste de l’après-midi.

La composition du corpus de données

32Pendant les moments de rencontres, d’échanges et de manipulations avec les robots programmables en classe, les enfants ont été filmés avec un dispositif discret de manière à ne pas trop les perturber.

33Le corpus est également composé de l’enregistrement des entretiens des enfants. Parmi ces enfants, trois ont rejoint la classe en cours d’année sans avoir rencontré les robots en classe. Ils ont également été interviewés (tableau 1) et les discours ont été comparés avec les autres groupes.

34La principale difficulté, dans les focus groupes avec de jeunes enfants, n’ayant pas une maîtrise du vocabulaire, est d’établir un climat permettant de recueillir un discours. De nombreuses relances sont nécessaires pour s’assurer du sens donné aux mots que les enfants utilisent.

Des robots dans la classe de maternelle

Description de l’activité des élèves en classe

35Lors de la première séance, le professeur a cherché à identifier les représentations initiales des enfants sur le mot « robot ». Les enfants de cette classe disent : « c’est un jouet ; un tracteur ; il faut des piles ; c’est fragile ». Les représentations sont variées.

36Une phase de découverte et de manipulation libre est ensuite mise en place. Un robot est mis à disposition pour un groupe de 6 enfants. Très rapidement, les enfants s’aperçoivent que les robots possèdent des roues. D’ailleurs certains enfants utilisent le robot programmable comme s’il s’agissait d’un modèle réduit de voiture. Ils déplacent le robot sur la table en le poussant mais, les roues frottent sur la surface en émettant un bruit. Plusieurs enfants constatent alors que : « Ça ne marche pas ! ». Cette première activité qui renvoie à la découverte du robot programmable pour des non spécialistes permet d’affirmer, sans surprise, que la finalité de l’artefact n’est pour le moment pas définie.

37Après quelques secondes, une deuxième découverte est faite. Les enfants se mettent à appuyer sur les boutons du pupitre de programmation. Cependant, encore une fois, ils s’expriment en disant : « Ça ne marche pas ! ».

38Une nouvelle phase de découverte permet d’identifier des commutateurs placés sous le robot. Après manipulation, le robot émet un son et des voyants lumineux s’allument (figure 3). « Ça fait bip », précisent certains enfants. Par la suite, les élèves vont appuyer sur les boutons du pupitre qui vont permettre de générer des déplacements rectilignes.

Fig. 3 – Premières manipulations et découvertes des boutons de commande d’un robot programmable par des enfants de trois ans.

Fig. 3b – Premières manipulations et découvertes des boutons de commande d’un robot programmable par des enfants de trois ans.

39Après une dizaine de minutes de manipulation, la classe pense qu’un robot peut avancer tout seul.

40Dans les séances 2 et 3, les manipulations se poursuivent permettant de stabiliser un processus d’utilisation consistant à mettre en fonctionnement le robot en agissant sur les deux interrupteurs placés sous l’objet. Ceci devient, pour la suite de la séquence, un schème d’utilisation socialement partagé. C’est une forme de pensée spécifique qui se développe concernant l’usage du robot programmable avec une visée de compréhension du fonctionnement. La présence de deux robots de couleurs différentes ne pose pas de difficulté dans la connaissance du fonctionnement. C’est une élaboration intellectuelle importante, comme Bisault (2011) l’avait souligné, pour des enfants de cet âge, de pouvoir penser l’artefact sans s’arrêter sur la singularité de la couleur.

41Dans les séances 4 et 5, la manipulation des robots révèle plusieurs difficultés :

• la première est que les enfants ne sont pas en mesure de programmer un déplacement répondant à ce qui est attendu en agissant sur une suite logique de boutons, sans un guidage du professeur. Les enfants, sans être évidemment des spécialistes, occupent des rôles d’exécutants nécessitant une rationalité technique moins complexe et surtout moins autonome ;
• la seconde est liée à la conception des robots. En effet, si l’utilisateur n’efface pas le programme précédent, ce dernier reste en mémoire. Il est alors difficile de comprendre le comportement du robot avec les nouvelles informations qui sont programmées sans une remise à zéro. Finalement, l’artefact nécessite une rationalité technique assez complexe car renvoyant à la notion de mémoire de stockage.

Identification des processus mis en œuvre par les enfants à la fin des 5 séances

42Lors de la dernière séance, chaque élève devait allumer et programmer le robot pour que ce dernier se déplace sur une longueur définie. Le robot, une fois placé sur le premier carré de couleur, devait atteindre l’emplacement sur lequel une image de pomme était collée (figure 4).

Fig. 4 – Chemin de déplacement du robot constitué de carrés de 15 cm de côté.

43Pendant ce moment de prise en main et de programmation du robot par les enfants, deux processus ont été mobilisés : le premier, consiste à actionner les deux interrupteurs pour prendre en charge le robot. Le second consiste à programmer le robot, avec le pupitre de commande, de manière à générer un déplacement voulu.

44Trois attendus observables ont été retenus par le chercheur :

• la notion d’algorithme avec l’enchaînement des actions sur les boutons de déplacement puis l’action sur le bouton GO, générant l’exécution d’un programme ;
• le déplacement du robot dans le sens souhaité ;
• le déplacement de plusieurs « pas » consécutifs du robot.

45Il apparaît que les enfants agissent, pour 19 d’entre eux (tableau 2), sur les deux interrupteurs afin de mettre en fonctionnement les robots. À la fin des cinq séances, la grande majorité des élèves, 17 sur 22, arrive à générer, seul, un déplacement du robot en agissant sur au moins deux boutons de commande : une direction et le bouton GO. Par contre, seulement 2 élèves sur 11 ont programmé le robot de manière à ce que ce dernier puisse se déplacer en répondant au cahier des charges.

Tab. 2 – Résultats de l’évaluation des élèves d’une classe à la fin des cinq séances.

Attendus	Critères	Acquis	En cours d’acquisition	Non évalué
Prendre en charge le robot	Actionner le bouton ON/OFF	19	1	2
	Actionner le son du robot	18	2	2
Programmer les déplacements du robot	Comprendre l’enchaînement flèche + actionner le bouton GO	17	3	2
	Faire avancer le robot dans le sens souhaité (en avant)	14	6	2
	Réussir à faire avancer de plusieurs cases en une seule fois (algorithme de programmation)	2	18	2

46Les résultats sont similaires pour la seconde classe observée et ils montrent la construction par les élèves d’un schème d’utilisation pendant la durée de la séquence. La procédure d’allumage du robot, avec l’action sur les interrupteurs ON/OFF et celui du son, est acquise. Par contre, malgré le développement d’un processus de manipulation, traduisant une amorce de compréhension de la programmation, ils n’arrivent pas, en autonomie, à générer plusieurs mouvements consécutifs au Bee-Bot^®.

Analyse des focus groupes

47La présentation des résultats, suite à l’analyse des discours des enfants, prend en compte l’ordre chronologique afin de faire apparaître, à travers les thèmes abordés et les relances, le vocabulaire utilisé par les enfants. Les entretiens se déroulent avec le chercheur et 3 enfants en dehors des moments scolaires (récréation ou à la fin de la sieste).

Des manipulations pour comprendre le Bee-Bot^®

91Les moments offerts dans ce cadre scolaire ont permis aux enfants d’acquérir une procédure de mise en fonctionnement du robot. En comparant les discours des enfants n’ayant pas rencontré préalablement le robot, l’écart entre les deux catégories de cette classe montre que les moments manipulatoires mis en place en classe ont favorisé le développement d’une technicité.

92De plus, il est probable que les moments de regroupement organisés en classe ont supporté l’acquisition d’un vocabulaire simple correspondant à la fois aux organes de commande du robot mais aussi en lien avec un repérage spatial : dessous, côté, devant, etc. Cependant, l’apparence simple du robot soulève encore des zones complexes que ces enfants de Petite Section de maternelle ne semblent pas en mesure de percevoir avec les situations mises en place. Ces difficultés de compréhension sont directement en lien avec la question des fonctions des différents boutons du pupitre de commande.

Enjeux de ces robots programmables à l’école maternelle

93Ces résultats de recherche montrent que les jeunes enfants de trois et quatre ans déploient des stratégies dans la mise en fonctionnement d’un artefact. Ces stratégies alimentées par les moments scolaires constitués de manipulation et d’échanges semblent favoriser la mise en place d’un schème d’utilisation. Cependant, comme le soulignaient Gholson et al. (1972), les enfants restent attachés à des découvertes, par exemple l’usage du bouton vert et tiennent peu compte des nouvelles informations pouvant arriver ensuite. Ces jeunes enfants se trouvent alors dans l’incapacité à se décentrer des premières découvertes sur le robot et donc finissent par faire abstraction des autres boutons de commande disponibles sur le Bee-Bot^®. Ce comportement de centration sur les premières découvertes est vraisemblablement accentué par les caractéristiques techniques du robot. En effet, comme souligné précédemment, l’action sur certains boutons n’étant pas directement visible, les enfants se concentrent alors sur ceux qui génèrent un déplacement, un son ou l’allumage de voyants. C’est le cas avec les deux commutateurs placés en dessous du robot, les boutons de direction orange et le bouton vert GO qui, en les actionnant de manière aléatoire, vont finir par engendrer un mouvement du robot. L’action sur le pupitre de commande, mais sans rationalité d’enchaînement, ne permet pas d’acquérir une logique algorithmique. La programmation se réduit à générer un déplacement uniquement d’un pas du robot.

94Néanmoins, un développement langagier s’est développé permettant, en groupe réduit, d’échanger sur le robot programmable. De plus, les entretiens ont permis d’identifier la capacité des enfants à formuler des hypothèses concernant le dysfonctionnement du robot et de proposer des situations pour valider ou non l’hypothèse formulée. Par exemple, lorsque le robot ne fonctionne pas, les enfants proposent de changer le revêtement du support sur lequel l’artefact doit se déplacer. Ainsi, comme l’ont souligné Gelaes, Detiffe et Thibaut (2003), l’observation des moments scolaires confirme que des enfants de trois et quatre ans sont capables d’acquérir des connaissances nouvelles sur un artefact, d’identifier des fonctions et de repérer des parties spécifiques qui y sont associées.

Pour approfondir l’analyse des discours des enfants

95La rencontre avec un Bee-Bot^® en classe de maternelle conduit l’enfant à développer un raisonnement empirique pour à la fois prendre en charge et mener des actions avec cet artefact en fonction du scénario pédagogique mis en place par le professeur. L’approche instrumentale développée par Rabardel (1995), doit permettre d’appréhender plus finement le processus d’appropriation d’une technologie par de jeunes enfants et de caractériser l’évolution des schèmes d’utilisation et d’action instrumentée en situation scolaire.

96Par ailleurs, l’aptitude développée par l’enfant et le comportement déployé pour comprendre, conduisent à un registre de technicité en fonction des actions menées avec le robot, de la complexité de cet artefact et du niveau de réflexion nécessaire pour son appropriation. Selon Combarnous (1984), trois composantes de la technicité s’inscrivent dans l’action d’un individu avec un artefact : une pensée avec une rationalité propre, des engins avec des instrumentations spécifiques, matérielles ou non et une spécialisation des individus. La notion de registre de technicité est adéquate pour caractériser les activités techniques des enfants.

97Pour conclure, à l’école maternelle, en Petite Section, il est possible de mettre en place des moments scolaires mettant en jeu une technicité en apprenant à contrôler un robot programmable constitué d’une interface tangible, en développant un langage propre et en programmant des déplacements. L’usage et la manipulation, par une approche pédagogique laissant une place importante à la découverte, ont permis aux enfants de discuter sur le fonctionnement du robot programmable.

Remerciements

98Nos remerciements vont aux enfants des deux classes pour leurs implications dans les activités proposées ainsi qu’au professeur – maître formateur de cette école de Paris, Sébastien Clerc, qui a accepté de développer et mettre en place des séquences avec le Bee-Bot^®.