CHAPITRE 4 - PRATIQUES EFFECTIVES DE PROGRAMMATION VISUELLE CHEZ DES ÉLÈVES DU
4.3 Méthodologie
Dans cette étude de cas multiples (Karsenti et Demers, 2018; R. E. Stake, 1995), nous avons observé les pratiques effectives de programmation visuelle d’élèves du primaire. Pour ce faire, nous avons constitué un échantillon par contraste-approfondissement (Pires, 1997), c’est-à-dire que le fait de juxtaposer les cas nous permet d’aller plus en profondeur dans l’explication du phénomène observé. Cet échantillon intentionnel (Fortin et Gagnon, 2016) est composé de six groupes-classes situés dans trois écoles du Québec, chaque cas étant associé à un groupe-classe,
28 Traduits librement de l’anglais.
qui s’avèrent être des groupes naturels existant à l’extérieur du contexte de la recherche (LeCompte et Preissle, 1993). Aucun critère d’exclusion n’a été appliqué au sein des groupes.
L’école A, située à Montréal, est une école alternative29 accueillant des élèves du primaire et du secondaire. Les groupes n’étant pas formés en fonction de l’âge, les participants du groupe A1 (n=29) sont de différents niveaux scolaires, bien que les élèves du primaire (3e cycle) soient plus fortement représentés. L’école B, aussi située à Montréal, a un indice du seuil de faible revenu de même qu’un indice de milieu socioéconomique au 10e rang décile, les niveaux maximums pour ces deux indices de défavorisation du ministère de l’Éducation et de l’Enseignement supérieur du Québec (2020). Les participants de cette école, c’est-à-dire des groupes B1, B2, B3 et B4 (n=70), doivent faire face à différents défis inhérents au contexte socioéconomique. Ils sont aux deuxième et troisième cycles du primaire, c’est-à-dire en 4e, 5e et 6e année. Enfin, l’école C se situe dans la grande région de Québec, en milieu rural30. Les élèves du groupe C1 (n=10) sont en 5e année et sont dans un groupe-classe réduit puisque plusieurs d’entre eux ont des difficultés d’apprentissage variées. l’échantillon, tant au niveau du statut socioéconomique, du milieu – rural ou urbain – et du type
29 Selon le Réseau des écoles publiques alternatives du Québec (RÉPAQ), « l’école alternative est un milieu éducatif dynamique, prônant une approche participative, communautaire et humaniste dans laquelle chaque intervenant (équipe de direction, enseignants, parents) joue un rôle actif dans l’épanouissement de l’élève » (RÉPAQ, 2020).
d’école, qu’elle soit alternative ou traditionnelle, privée ou publique. Cela répond au critère de diversification externe des échantillons pas cas multiples (Pires, 1997).
4.3.1 Collecte de données
Nous avons implémenté un scénario pédagogique intitulé Deviens un maître NAO (Karsenti et al., 2019a), qui présente une série de tâches (réparties en 20 niveaux) visant à animer un dispositif robotique à l’aide de la programmation. Numérotés de 1 à 20, ces niveaux induisent une progression graduelle permettant à l’élève, d’une part, de se familiariser avec le robot et son fonctionnement, et d’autre part, de réaliser des opérations de programmation de plus en plus complexes et variées.
Ce scénario pédagogique a été utilisé dans divers contextes (Bugmann et Karsenti, 2018a, 2018b;
Karsenti, Bugmann, et al., 2018). Sa version actuelle est particulièrement intéressante pour notre étude dans la mesure où elle permet aux élèves du primaire d’effectuer les principales opérations de programmation accessibles à leur niveau (voir la section résultats). Ce scénario favorise également la mobilisation des habiletés ou connaissances de disciplines comme les mathématiques, le français ou l’histoire, à travers des mises en contexte ludiques et captivantes de la programmation d’un robot humanoïde. La programmation du robot NAO s’effectue avec le logiciel Chroregraphe (Aldebaran Robotics, 2014), dont l’interface est en anglais. Ce logiciel repose sur le principe de programmation visuelle, c’est-à-dire que la principale façon d’animer le robot est de glisser des boîtes d’actions dans l’espace de travail, puis de les associer à l’aide de liens pour créer une séquence, un algorithme (figure 10).
Figure 10. – Interface de programmation visuelle du logiciel Choregraphe
Bien qu’il soit possible d’accéder aux lignes de code textuel, ce scénario pédagogique insiste sur l’aspect visuel, exception faite du niveau 17 qui invite l’apprenant à explorer les coulisses de ces boîtes (le back-end, en anglais). La bibliothèque de boîtes (box library) du logiciel propose différentes fonctions qui permettent d’activer les fonctions du robot, allant des capteurs tactiles à la synthèse vocale, en passant par la reconnaissance visuelle et le mouvement de ses bras, de ses jambes ainsi que de sa tête. Les boîtes permettent aussi de reconnaître visuellement le type d’information qui circule entre elles, c’est-à-dire le type « bang » (un signal active la boîte),
« string » (valeurs alphabétiques) ou « numbers » (valeurs numériques).
4.3.2 Modalités
Les participants ont été placés en équipes pour réaliser les tâches du scénario pédagogique. Cette décision est motivée par le potentiel socioconstructiviste d’activités de cocréation à l’aide de la programmation (Romero et al., 2017) et, par extension, par la possibilité que les élèves puissent réinvestir seuls les apprentissages qu’ils auront réalisés en équipe (Vygotsky, 1934). Le nombre d’élèves dans chaque équipe variait selon le contexte du groupe (de 2 à 5 élèves par équipe).
Chaque groupe se voyait remettre une valise contenant un robot NAO, un ordinateur portable doté du logiciel Choregraphe, plusieurs copies imprimées des tâches Deviens un maître NAO ainsi qu’un guide d’accompagnement en version électronique (Karsenti et al., 2019b), sur une tablette.
Afin d’observer les opérations de programmation accomplies par les équipes, nous avons utilisé
élèves, et le second étant l’observation vidéographiée (Karsenti, Komis, et al., 2018). Des caméras ont été installées devant chaque équipe afin d’offrir une vue générale des actions des élèves à l’extérieur de l’interface Choregraphe. Comme il s’agit de programmation tangible impliquant l’animation d’un dispositif robotique, ce second instrument s’avère particulièrement utile pour contextualiser les données des enregistrements d’écran.
4.3.3 Traitement et analyse des données
L’analyse systématique des données a été effectuée sur les enregistrements d’écran afin de pouvoir observer les pratiques effectives de programmation dans l’interface du logiciel Choregraphe. Parmi le corpus de données total, nous avons analysé les séances de trois équipes, et ce, pour trois visites par équipe, soit pour un total de 9 séances. Cette sélection d’une portion du corpus s’explique par le fait que toutes les équipes réalisent les mêmes tâches, présentées dans le scénario pédagogique commun. Nous avons donc atteint une saturation empirique (Pires, 1997). L’analyse des données a été réalisée avec le logiciel NVivo 12 (QSR International, 2020), où les catégories – et les codes associés – (Paillé et Mucchielli, 2005) correspondent aux opérations de programmation selon la classification proposée par Ruf, Berges et Hubweiser (2015) et aux niveaux du scénario pédagogique. En amont de ce codage mixte (van der Maren, 2004), la grille a été adaptée pour refléter la réalité des activités de programmation à l’enseignement primaire.
Puis, de façon itérative, des modifications ont été apportées à la grille afin qu’elle tienne compte d’aspects émergents (d’où le caractère mixte du codage).