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CONCEPT

LEGO-LOGO
Ça sert à quoi ?

Depuis peu, de élèves la possibilité de construire des machines simples, des automates ou des robots avec quelques composants "LEGO".
Ils pilotent ensuite ces modélisations technologiques avec le langage "LOGO".
Le langage informatique LOGO est issu des travaux de S. Papert et de Piaget. La brique LEGO prend ici une valeur de véritable archétype car elle matérialise, dans cette activité pédagogique la construction concrète et la construction intellectuelle:

les constructions et les pilotages de modélisations technologiques permettent d'apprendre à "faire exécuter" des processus, activités hautement pédagogiques qui font appel à la structuration de la pensée, à l'apprentissage du travail en équipe sur un projet.

A propos des machines, plusieurs plans d'étude font des suggestions:

Étude de quelques machines simples (levier, engrenage, cric, presse...)
Faire le schéma d'un circuit à partir d'un montage.
Expliquer et prévoir l'effet d'un treuil.
Expliquer et prévoir l'effet d'un engrenage etc...

L'activité pédagogique LEGO-LOGO donne une autre dimension à ces suggestions: elle permet à l'élève non seulement d'expliquer et de prévoir mais surtout de construire réellement des machines et de passer paradoxalement de la "virtualité" au réel:

- Les feux de la circulation programmables
- Un chariot qui recule lorsqu'il rencontre un obstacle
- Une porte de garage qui s'ouvre automatiquement
- Un tapis-roulant sensible aux objets qu'il déplace
- Une barrière lumineuse qui peut faire sonner une alarme
- Un téléphérique qui s'arrête et repart automatiquement
- Un distributeur automatique
- Un compteur qui affiche le nombre de tours d'une roue
- Une machine qui trie des petites pièces selon leur hauteur
- Une machine qui trie des petites pièces selon leur couleur...

Comprendre comment les choses fonctionnent en les construisant !
Comprendre comment les choses fonctionnent en les faisant fonctionner !

Pilotage en langage "naturel"
Après l'étape de la construction, la programmation de l'automate ou du robot au moyen du langage LOGO permet ensuite à l'élève de faire marcher une machine avec des mots, autrement dit, il fait des choses avec des mots:

"La valeur de l'interaction pédagogique réside dans le fait que l'enfant fait "des choses avec des mots". Ses instructions écrites ont finalement une prise sur la réalité physique! Ainsi l'écriture et la lecture acquièrent grâce au langage LOGO une nouvelle signification."
Battro, A. M. & Denham, P. J. (1989)
TALENTS et HANDICAPS, Logo et apprentissages

En effet, la programmation s'effectue simplement en tapant des "primitives": Marche, Arrêt, ChangeSens, Clignote,Désigne, FixePuissance etc.... Ces "mots" peuvent être groupés dans des petits programmes appelés "procédures". La conception de procédures de pilotage part toujours de l'observation concrète et de l'expérimentation.

Par exemple, pour faire tourner un carrousel ou une roue durant un nombre de tours défini, on utilise un capteur de rotations. Simplement posé sur un axe tournant, ce capteur permet d'afficher le nombre de rotation et autorise une prise de décision en fonction de ces nombres.

L'élève peut "faire exécuter" un processus, activité hautement pédagogique relevant de la métacognition.
A l'aide de l'outil ordinateur les étapes du pilotage d'une machine seront très rapidement mises au point en utilisant un langage "naturel". Elles peuvent à tout instant être corrigées et mémorisées. Cette activité est une approche du pilotage de machines à commande numériques, c'est aussi une occasion pour l'élève de "prendre pouvoir" sur des technologies avancées.

Le développement de capacités
Ainsi, l'élève a l'occasion de développer ses capacités dans:

la construction (au sens propre et figuré)
l'évaluation
l'expérimentation
la planification d'un projet
la conception (de systèmes logiques et autonomes)
la résolution de problèmes
la créativité
la structuration de la pensée
le travail en équipe

Avec des objectifs riches et multiples se situant dans la physique, dans le monde des activités créatrices manuelles, de la mécanique, des mathématiques, l'activité pédagogique LEGO-LOGO ne se laisse pas enfermer dans une branche ou une matière:
c'est une activité pédagogique pluridisciplinaire, un catalyseur du développement cognitif; elle est en soi un projet éducatif et pédagogique.

Séquence pédagogique

1ère phase
Observation, investigation, construction

Pris sur le vif:
Après avoir observé les cloches dans la tour de la cathédrale de Lausanne, les élèves décident de modéliser un carillon à l'aide de briques, de 3 moteurs et quelques axes et poulies.

Ils prennent des photographies du mécanisme original et élaborent un projet de construction après l'analyse de l'objet technique.
Ils construisent un carillon à trois cloches. qui peut être commandé avec des interrupteurs. Très vite, ils se rendent compte qu'un système de programmation automatique des séquences de sonnerie serait moins fastidieux à actionner que les interrupteurs...

2ème phase
Programmation, expérimentation, mise au point

En utilisant l'ordinateur, l'objet construit devient la partie opérative.
Le montage exécutera des opérations lorsque l'ordre lui en sera donné par la partie commande: le programme de l'ordinateur.

L'élève programme son montage en écrivant une ou plusieurs "procédures". La conception de procédures de pilotage part toujours de l'observation concrète et de l'expérimentation. Elle peut s'effectuer simplement au moyen du langage informatique LOGO, en tapant des mots ou primitives:

- marche, arrêt, changesens, clignote, attends, répète, etc..
Il peut créer ses propres commandes qui contiennent des primitives de base.

Ce type d'activité permet l'acquisition d'une démarche scientifique: observer, faire une investigation, construire, programmer, expérimenter puis procéder à une mise au point.

Pris sur le vif (suite)
Assez rapidement, à l'aide de quelques primitives simples, les élèves programment leur carillon qui est alors capable de sonner selon des séquences pré-définies ou aléatoires, d'intercaler des silences entre les sonneries ou de faire varier l'intensité des mouvements des cloches...
Ils ont appris quelque chose à leur "machine"...

Évaluation

"Résultat juste, mais démarche fausse" !

Que dire de cette affirmation souvent employée dans des évaluations?
Cela laisse à penser qu'il n'y a qu'une démarche possible, correspondant à une norme.
C'est une affirmation réductrice qui ne peut que contribuer à appauvrir les investigations, les recherches personnelles.

Dans l'application pédagogique proposée, il y a une multiplicité de démarches différentes qui peuvent conduire à un résultat.
Parfois même, si l'on s'attache à atteindre des objectifs sociaux, la performance technique n'est pas une finalité. C'est la collaboration et le partage des compétences qui prend de l'importance.

On peut parler d'auto-évaluation progressive et formative dans toutes les phases de la mise au point de la machine. Si elle ne fonctionne pas, l'élève fera spontanément une auto-évaluation, reprendra la mise au point de l'étape de construction qui est responsable du dysfonctionnement et trouvera une solution mieux appropriée.

Pascal Peitrequin / peip@vtx.ch

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