Learn to program a robot ... starting from a plate of pasta: technology and Montessori method

Apprendre à programmer un robot… à partir d’une assiette de pâtes : technologie et méthode Montessori

Par Dr. Kyle Muller

La technologie et la méthode Montessori ne s’excluent pas mutuellement : les caractéristiques de la pensée informatique sont en effet également typiques de l’approche Montessori de l’apprentissage.

Aider les enfants à maîtriser les technologies, à les connaître et à les utiliser activement est une tâche importante pour les parents. En même temps, perfectionnez vos compétences critiques et critiques résolution de problèmes c’est fondamental pour habiter notre société complexe. Promouvoir le développement de la pensée informatique va dans ces deux directions. Mais de quoi s’agit-il ?

Pensée informatique : qu’est-ce que c’est

La pensée computationnelle est un processus mental qui permet de résoudre des problèmes de toutes sortes en adoptant des méthodes et des outils spécifiques, et notamment en s’appuyant sur les principes fondamentaux de l’informatique, des mathématiques et de l’ingénierie. Il utilise l’abstraction et la décomposition pour aborder une fonction complexe ou pour concevoir un système vaste et compliqué. Il y a ainsi séparation des compétences : il s’agit de choisir une représentation adéquate d’un problème ou de modéliser les aspects pertinents afin de les rendre traitables (1) .

Un processus similaire se produit dans une classe Montessori où, dans un environnement préparé, l’enseignant présente du matériel structuré à travers un travail analytique, c’est-à-dire « il sépare les parties d’un tout très difficile et complexe en exercices qui peuvent constituer un travail intéressant en soi » (2) . C’est l’enfant, par la suite et de manière autonome, qui cherchera ses propres solutions et stratégies en fonction des activités choisies.

La pensée informatique peut donc être développée, conformément aux principes Montessori, dès le plus jeune âge. Les jeunes enfants (âgés de 3 à 6 ans) peuvent participer à des activités pratiques et quotidiennes ; Cependant, dès l’école primaire, des outils informatiques utiles peuvent également être introduits pour améliorer le développement de cette compétence.

Voyons quelques propositions d’activités.

Pensée informatique dans les tâches ménagères

Pour favoriser le développement de la pensée computationnelle, il est dans un premier temps possible de proposer des activités simples en cuisine, comme préparer un plat de pâtes au beurre. Étrange, mais vrai : la recette est en effet une procédure qui permet de résoudre des problèmes précis en appliquant une séquence d’instructions.

Nous commençons par les ingrédients individuels et le résultat final, dans ce cas, est le plat de pâtes prêt à manger. Au milieu se trouve un algorithme, ou une procédure. Il faudra donc diviser la recette en différentes étapes afin de créer une séquence, plus ou moins difficile selon l’âge de l’enfant, puis procéder à sa création.

La pensée informatique peut également être pratiquée lors des différentes activités de la journée, de s’habiller au lavage des mains ; de la préparation du petit-déjeuner au brossage des dents.

Si l’enfant sait écrire, vous pouvez écrire ensemble la procédure et ensuite essayer de la réaliser. Les enfants de 3 à 5 ans peuvent être guidés à travers les différentes étapes à l’aide d’images.

Bien entendu, toute erreur ne doit pas être diabolisée : trouver et comprendre l’erreur fait grandir, et partir à la recherche de la solution possible au problème stimule la curiosité et résolution de problèmes.

Des histoires à planifier

Une autre activité à faire à la maison pour encourager la pensée informatique consiste à « programmer » des histoires. Tout d’abord, vous inventez une histoire avec vos enfants, et représentez les principaux éléments (personnages, lieux…) avec des dessins.

Ensuite, nous procédons à la création des « cartes directionnelles » : ce sont des cartes avec des flèches de différentes couleurs qui indiqueront différentes directions (par exemple des flèches vertes pour aller tout droit, jaunes pour courber à gauche et rouges pour courber à droite) ; les mouvements diagonaux ne sont pas autorisés.

Une fois l’histoire et les cartes préparées, la « grille de scène » est construite : de nombreux carrés, tous de même taille, placés les uns à côté des autres. Chaque carré représente une étape. Les personnages et les lieux sont positionnés dans les différentes cases et un point de départ et un point d’arrivée sont établis, représentés par les dessins qui ouvrent et clôturent l’histoire.

Une fois la préparation terminée, l’enfant pourra choisir s’il est le « programmeur » qui donne les instructions ou le « robot » qui les exécute. Le robot se positionnera au point de départ et, suivant les instructions données par le programmeur, devra parcourir la grille en reconstituant l’historique.

Développer la créativité avec la programmation

Déjà en 1960, Seymour Papert, le premier à utiliser l’expression « pensée informatique », affirmait que tous les enfants devraient apprendre à programmer les ordinateurs, afin de les utiliser plus activement : « c’est l’enfant qui programme l’ordinateur et non l’ordinateur qui programme l’enfant » (3), disait-il.

Apprendre à programmer ne consiste pas seulement à s’asseoir devant un ordinateur et à étudier toute une série de règles : en effet, il existe diverses propositions qui utilisent des outils pratiques et visuels capables de favoriser le développement de la pensée créative des enfants, par exemple Gratter.

Gratter est un environnement de programmation gratuit qui utilise un langage de programmation graphique basé sur des blocs. Il a été conçu par Groupe de maternelle à vie du MIT Media Lab de Boston pour les enfants âgés de 8 à 16 ans, mais il est également utilisé par des personnes de tous âges.

C’est un jeu qui oblige à réfléchir et à résoudre des problèmes, et qui permet de « contrôler les erreurs » : si l’enfant suit une procédure incorrecte, en effet, le jeu ne fonctionne pas ; de cette façon, le petit pourra retracer toute la procédure pour rechercher l’erreur et la corriger lui-même. Gratter apprend aux enfants à penser de manière créative, à raisonner systématiquement et à travailler en collaboration.

Apprenez les sciences avec le bricoler

Le bricoler est un terme anglais qui signifie « bricoler » et constitue une approche innovante de l’apprentissage des disciplines scientifiques basée sur la création d’artefacts physiques en utilisant différents types de matériaux et d’outils, mais aussi d’idées.

Les enfants sont encouragés à manipuler et à jouer avec des outils : en utilisant des matériaux recyclés et des composants électroniques, ils peuvent en effet « expérimenter » des matières telles que la physique, les mathématiques, l’art et l’ingénierie. Il existe de nombreuses choses qui peuvent être construites : des circuits électriques, des petits robots, des jouets mécaniques, des circuits à billes, des mécanismes de réaction en chaîne, des sculptures…

Activités de bricoler ils peuvent également être proposés dans une école Montessori, ou à domicile. Ce sont des activités qui vous aident à développer des compétences importantes, comme analyser, maintenir votre concentration, travailler de manière autonome, reconnaître vos propres limites et celles des situations auxquelles vous faites face ; ils encouragent également la curiosité et le goût de l’expérimentation, donnant une place centrale aux compétences manuelles (4) .

A Milan, le Musée des Sciences et de la Technologie, avant la pandémie, organisait des ateliers le week-end bricoler pour les étudiants, les enseignants, les parents et fabricant de tous âges; sur Internet, cependant, il existe différents sites qui proposent des idées intéressantes pour de nouveaux projets.

Robotique éducative

Un robot est un artefact mécanique contrôlé par un ordinateur, mais dans ce cas l’objet est tangible. Faire fonctionner un robot implique une série d’activités précises : le concevoir, l’assembler, le programmer… Habituellement, dans les projets de robotique éducative, ces activités sont réalisées ensemble par les enfants.

La robotique, ainsi que bricolera de nombreux aspects communs avec les idées Montessori : l’environnement préparé, l’enseignant-directeur, l’action autonome, les abstractions matérialisées, l’importance de l’erreur. C’est une discipline importante, qui permet de développer la logique, le résolution de problèmesla capacité à travailler en équipe et les compétences numériques.

Il existe différents types de robots qui peuvent être utilisés pour initier les enfants à la robotique, depuis ceux que l’on peut acheter dans les magasins de jouets jusqu’à ceux spécifiquement destinés aux écoles. Si vous souhaitez initier vos enfants à la robotique, vous pouvez également contacter des associations comme l’Ecole de Robotique qui organise des événements et des cours pour les enfants, les écoles et les familles.

Kyle Muller
À propos de l'auteur
Dr. Kyle Muller
Le Dr Kyle Mueller est analyste de recherche au Harris County Juvenile Probation Department, à Houston, au Texas. Il a obtenu son doctorat en justice pénale à la Texas State University en 2019, sous la direction du Dr Scott Bowman pour sa thèse. Les recherches du Dr Mueller portent sur les politiques de justice pour mineurs et les interventions fondées sur des données probantes visant à réduire la récidive chez les jeunes délinquants. Ses travaux ont contribué à l’élaboration de stratégies fondées sur les données au sein du système de justice pour mineurs, en mettant l’accent sur la réhabilitation et l’engagement communautaire.
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