Ecole Doctorale

COGNITION, LANGAGE, EDUCATION

Spécialité

Sciences de l'éducation

Etablissement

Aix-Marseille Université

Mots Clés

robotique pédagogiques,connaissances spatiales,programmation,informatique,école élémentaire,mathématiques,

Keywords

educational robotics,spatial knowledge,programming,computer science,elementary school,mathematics,

Titre de thèse

Potentialités de la robotique pédagogique pour le développement de connaissances spatiales à l’école primaire
Potential of educational robotics for the development of spatial knowledge in primary schools

Date

Thursday 6 October 2022 à 14:30

Adresse

Inspé ADEF 52 avenue Escadrille Normandie-Niemen 13013 MARSEILLE Amphithéâtre

Jury

Directeur de these Mme Teresa ASSUDE Aix Marseille Université
Examinateur Mme Lalina COULANGE Université de BORDEAUX
Rapporteur M. Hamid CHAACHOUA Université Grenoble-Alpes
Président Mme Caroline LADAGE Aix-Marseille Université
Rapporteur M. Denis BUTLEN Université Paris-Cergy
CoDirecteur de these Mme Karine MILLON-FAURE Aix-Marseille Université

Résumé de la thèse

L’objet de notre recherche est d’étudier l’intégration d’un robot de sol programmable dans le cadre d’un apprentissage de l’espace, au cycle 2 de l’école primaire française, auprès d’élèves de 6 à 7 ans. Nous avons cherché à savoir si le robot favorisait le développement de connaissances spatiales, et à quelle(s) condition(s). À partir des types de tâches spatiales pouvant être rencontrées par des élèves de Cours Préparatoire dans le cadre de leur scolarité, nous avons conçu un test qui nous a servi à comparer les performances d’élèves ayant travaillé ou non avec des robots. Puis nous avons analysé les conditions dans lesquelles ces élèves avaient rencontré plusieurs types de savoirs : des savoirs mathématiques au niveau de l’espace, des savoirs relatifs à la programmation et à l’algorithmique, mais également des savoirs relatifs à l’artefact. Pour cela, nous avons procédé par étude de cas, à partir d’un outil méthodologique permettant d’analyser à la fois ces savoirs mais également les techniques que les élèves peuvent mettre en œuvre pour résoudre les problèmes qui leurs sont proposés, le mode d’intégration du robot, ainsi que les genèses à l’œuvre dans les classes utilisant les robots. Enfin, en mettant ces dernières en relation avec les items du test pour lesquels les résultats étaient significatifs, nous avons constaté que l’entrelacement entre ces savoirs (instrumentaux, spatiaux et informatiques), institutionnalisés au travers de la séquence, ainsi que les changements de positions dans les différents topos et les allers-retours entre micro et méso-espace ainsi permis par le robot, permettent une autre approche des compétences spatiales, tout en favorisant l’appréhension des formes.

Thesis resume

The purpose of this research is to study the integration of a programmable floor robot, in the context of spatial learning, with 6 to 7 years old students. We aimed to study whether the robot supported the development of spatial knowledge, and under which condition(s). Based on the types of spatial tasks that can be encountered by 6-7-year-olds in a school context, we designed a test that we used to compare the performances of pupils who had worked with or without robots. Then, we elaborated a methodological tool to analyse, through case studies, three types of knowledge (spatial, related to programming and algorithmics, but also specific to the artefact). We studied how and in which conditions pupils solved spatial problems and related these conditions to the significant test results. We note that the intertwining of this knowledge (instrumental, spatial, and programming), institutionalised throughout the sequence, as well as the changes of position in the different topos and the to and fro between spaces the robot allows, gives teachers another means to approach to spatial skills and the apprehension of shapes.