La pratique de la robotique à l’école mobilise un large éventail de connaissances et compétences qui relèvent à la fois d’apprentissages spécifiques et de capacités plus transversales. En manipulant, programmant et expérimentant avec des robots, les élèves développent des compétences générales et des compétences proprement spécifiques à cette activité.
Cet article liste les compétences les plus spécifiques de ces activités de robotique en classe, que ce soit dans le Socle Commun de Connaissances, de Compétences et de Culture, dans les programmes à travers les différents cycle et enfin dans la cadre du Cadre de référence des compétences numériques.
| Document d'accompagnement : Initiation à la programmation aux cycles 2 et 3 |
Socle Commun de Connaissances, de Compétences et de Culture
Si la robotique peut contribuer à la maîtrise de connaissances et capacités dans l'ensemble des cinq domaines du socle, elle trouve particulièrement son sens à l'école dans le Domaine 1 : Les langages pour penser et communiquer.
Comprendre, s’exprimer en utilisant les langages mathématiques, scientifiques et informatiques.
[...] Il (l'élève) sait que des langages informatiques sont utilisés pour programmer des outils numériques et réaliser des traitements automatiques de données. Il connaît les principes de base de l'algorithmique et de la conception des programmes informatiques. Il les met en œuvre pour créer des applications simples.
Domaine 1 : Les langages pour penser et communiquer / Décret n° 2015-372 du 31 mars 2015 modifié relatif au socle commun de connaissances, de compétences et de culture
Autres contributions au socle
Domaine 1 : les langages pour penser et communiquer
- Comprendre, s’exprimer en utilisant les langages mathématiques, scientifiques et informatiques.
- Comprendre, s’exprimer en utilisant la langue française à l’écrit et à l’oral.
Domaine 2 : les méthodes et outils pour apprendre
- Se projeter dans le temps, anticiper, planifier ses tâches.
Domaine 3 : la formation de la personne et du citoyen
- Exploiter ses facultés intellectuelles et physiques en ayant confiance en sa capacité à réussir et progresser.
Domaine 4 : les systèmes naturels et les systèmes techniques
- Connaître le fonctionnement d’un certain nombre d’objets et de systèmes.
➡️ Le détail apparaît en cliquant sur un domaine de socle.
Programmes & progressivité des apprentissages
Les apprentissages se construisent progressivement tout au long des quatre cycles de l’école et du collège.
Cycle 1
Au cycle 1, les élèves apprennent à « utiliser des marqueurs spatiaux adaptés (devant, derrière, droite, gauche, dessus, dessous…) dans des récits, descriptions ou explications ». Ils apprennent également à « situer des objets par rapport à soi, entre eux, par rapport à des objets repères », « se situer par rapport à d’autres, par rapport à des objets repères » et « dans un environnement bien connu, réaliser un trajet, un parcours à partir de sa représentation (dessin ou codage) ». Ce travail leur permet de développer l’aptitude à émettre des instructions élémentaires de déplacement, instructions qu’ils apprendront à associer dans les cycles suivants pour construire des programmes de déplacement.
Mathématiques - Espace et géométrie / Initiation à la programmation
Cycle 2
Au cycle 2, les élèves apprennent à « coder et décoder pour prévoir, représenter et réaliser des déplacements dans des espaces familiers, sur un quadrillage, sur un écran ». Ces déplacements ont lieu dans des espaces réduits en début de cycle (classe ou école) pour s’étendre progressivement tout au long du cycle jusqu’au quartier ou village pour lesquels ils pourront utiliser des plans. À partir du CE1, les élèves sont invités à coder des déplacements à l’aide d’un logiciel de programmation adapté.
Mathématiques - Espace et géométrie / Initiation à la programmation
➡️ Repères de progressivité : Espace et géométrie - Le repérage dans l’espace
Au CP, les élèves consolident les compétences développées au cycle 1 pour décrire des positions et des déplacements en utilisant différents types de repères, en se limitant à l’espace de la classe. Les élèves apprennent aussi à faire le lien entre un déplacement et des instructions correspondant à ce déplacement, que ces instructions soient données oralement ou par écrit.
Au CE1,les élèves étendent leurs apprentissages en enrichissant le lexique acquis à la maternelle et au CP. Ils apprennent à établir des relations entre des espaces familiers et des représentations de ces espaces (maquettes, plans, photographies).
Les élèves comprennent, utilisent et produisent des instructions correspondant à des déplacements
| Objectifs d’apprentissage | Exemples de réussite | |
|---|---|---|
| CP | - Se déplacer et décrire des déplacements dans la classe en s’orientant et en utilisant des repères. - Construire et utiliser un plan de la classe pour communiquer un déplacement. - Utiliser et produire une suite d’instructions qui codent un déplacement en utilisant un vocabulaire spatial précis. | - L’élève comprend et utilise les instructions suivantes : avancer, reculer, tourner à droite, tourner à gauche, monter, descendre. - L’élève sait représenter sur un plan de la classe un itinéraire qu’il a effectué. - L’élève sait coder un déplacement qu’un autre élève doit ensuite effectuer, par exemple : « avancer de deux pas, tourner à droite, reculer de trois pas ». Si un robot est disponible, l’élève peut programmer son déplacement sur un tapis quadrillé. Pour coder ces déplacements, il utilise les instructions : « avancer d’une case », « pivoter d’un quart de tour à droite », « pivoter d’un quart de tour à gauche ». Les déplacements à programmer comprennent au maximum dix instructions, dont deux virages. |
| CE1 | - Comprendre, utiliser et produire une suite d’instructions qui codent un déplacement en utilisant un vocabulaire spatial précis | - L’élève sait représenter sur un plan de la ville, du quartier ou de l’école un itinéraire qu’il a effectué. - L’élève sait coder un déplacement qu’un autre élève doit tracer ensuite sur un plan. Si un robot est disponible, l’élève sait programmer son déplacement sur un tapis quadrillé. Pour ces déplacements, il dispose des instructions « avancer de », « pivoter d’un quart de tour à droite », « pivoter d’un quart de tour à gauche ». Les déplacements à programmer comprennent au maximum quinze instructions, dont quatre virages. |
Cycle 3
Au cycle 3, les élèves apprennent à « programmer les déplacements d’un robot ou ceux d’un personnage sur un écran ». Les élèves travaillent « dans des espaces de travail de tailles différentes (la feuille de papier, la cour de récréation, le quartier, la ville, etc.) », ils utilisent pour cela des plans en travaillant « avec de nouvelles ressources comme les systèmes d’information géographique ». Le cadre est aussi celui « d’activités géométriques (construction de figures simples ou de figures composées de figures simples) », en utilisant des logiciels de géométrie dynamique.
Mathématiques - Espace et géométrie / Initiation à la programmation
➡️ Repères de progressivité : Sciences et technologie - Programmation d’objets techniques
[...] Cette partie du programme vise à initier les élèves à la programmation d’objets techniques à l’aide de langages de programmation par blocs. La programmation se limite à des algorithmes simples : organiser un ensemble de consignes (par exemple, pour un robot : avancer, tourner, s’arrêter), recueillir des informations (détecter un obstacle, détecter un niveau de batteries faible) pour accomplir la tâche souhaitée. L’apprentissage de la programmation sera avantageusement
traité par le biais de défis, par exemple robotiques, permettant de présenter les notions de programmation dans une approche ludique et motivante pour les élèves.BOEN n°25 du 22 juin 2023 incluant le nouveau programme de sciences et technologie
| Objectifs d’apprentissage | Exemples de réussite | |
|---|---|---|
| Connaissances et compétences attendues en fin de cours moyen |
- Repérer la chaîne d’information et la chaîne d’action d’un objet programmable. - Programmer un objet technique pour obtenir un comportement attendu. | Algorithmes et programmation - Coder un algorithme simple agissant sur le comportement d’un objet technique (déplacement d’un robot, fonctionnement d’un système d’éclairage, etc.). - Comprendre un programme simple et le traduire en langage naturel. - Critiquer un programme au regard du comportement de l’objet programmé ; par exemple : comparaison de différents programmes permettant à un robot de parcourir un trajet comportant des obstacles en un temps minimum. |
Cadre de référence des compétences numériques - CRCN
Programmer est par enfin une compétence numérique identifiée dans le domaine 3 du CRCN.
Domaine 3 du CRCN : Création de contenu
Programmer
- Lire et construire un algorithme qui comprend des instructions simples.
- Réaliser un programme simple.
- Développer un programme pour répondre à un problème à partir d’instructions simples d’un langage de programmation.
- Modifier un algorithme simple en faisant évoluer ses éléments de programmation.
- Mettre au point et exécuter un programme simple commandant un système réel ou un système numérique.
Document d'accompagnement : Initiation à la programmation aux cycles 2 et 3
Le document Éduscol "Initiation à la programmation aux cycles 2 et 3" (mars 2016) propose un cadre pédagogique pour introduire la programmation et l’algorithmique à l’école primaire, en lien avec les programmes officiels et le socle commun.
Document d'accompagnement : Initiation à la programmation aux cycles 2 et 3