Abstracts
Résumé
La capacité à résoudre des problèmes de manière collaborative constitue une compétence fondamentale pour les élèves du primaire. Les travaux de recherche se sont majoritairement focalisés sur l’analyse et l’évaluation de cette compétence chez les élèves du primaire. Cependant, peu d’attention a été portée au processus de conception des tâches visant à favoriser le développement de la résolution collaborative de problèmes chez ces élèves. Pourtant, la résolution collaborative de problèmes ne peut émerger de manière pertinente que si les tâches sont conçues de manière à encourager les élèves à collaborer. Cette recherche se concentre spécifiquement sur le processus de conception des tâches liées à la robotique pédagogique et utilise, comme cadre théorique, la théorie de l’activité d’Engeström. Les participants, composés d’enseignants du primaire et de conseillers pédagogiques, ont répondu à un questionnaire portant sur leur démarche de conception de tâches et ont participé à deux entrevues de groupes. Les résultats soulignent que la conception des tâches de robotique pédagogique, qui vise à développer la résolution collaborative de problèmes chez les élèves, est tributaire des habiletés technologiques et de conception de tâches en robotique pédagogique de la personne conceptrice. Les règles régissant la conception des tâches de robotique pédagogique incluent le temps nécessaire à leur mise en place et le travail d’équipe.
Mots-clés :
- conception des tâches,
- formation des enseignants,
- résolution collaborative de problèmes,
- robotique pédagogique,
- théorie de l’activité
Abstract
A fundamental skill for primary school students is the ability to solve problems collaboratively. Most research has focused on the analysis and assessment of this skill in primary school students. However, little attention has been paid to the process of designing tasks to foster the development of collaborative problem-solving in these students. Furthermore, collaborative problem-solving can only emerge in a meaningful way if the tasks are designed in such a way as to encourage students to collaborate. This research focuses specifically on the process of designing tasks related to educational robotics, using the theoretical framework of Engeström’s activity theory. Participants, made up of primary school teachers and educational consultants, completed a questionnaire about their task design process and took part in two group interviews. The results highlight that the design of educational robotics tasks, aimed at developing collaborative problem-solving in students, is dependent on the technological and educational robotics task design skills of the designer. The rules governing the design of educational robotics tasks include the time needed to set them up and teamwork.
Keywords:
- activity theory,
- collaborative problem-solving,
- educational robotics,
- task design,
- teacher education
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Appendices
Notes biographiques
Raoul Kamga est professeur au département de didactique de l’Université du Québec à Montréal, Canada. Il détient un doctorat en technologie éducative et est coresponsable du groupe de recherche sur le numérique en éducation (ENUMED). Ses domaines d’expertise incluent l’intelligence artificielle en éducation, la résolution collaborative de problèmes et la robotique pédagogique. Courriel : kamga_kouamkam.raoul@uqam.ca
Sylvie Barma, professeure titulaire à l’Université Laval, Canada, se focalise sur les enseignants cherchant à innover dans leur pratique. Elle a dirigé le Centre de recherche sur la réussite scolaire et a été professeure invitée dans diverses universités mondiales. Elle a mené ses recherches en innovation éducative dans une perspective socioculturelle. Courriel : Sylvie.Barma@fse.ulaval.ca
Frédéric Fournier est professeur au département de didactique de l’Université du Québec à Montréal, Canada. Il a enseigné des cours sur le design d’activités numériques innovantes et sur l’apprentissage en laboratoire de sciences et technologie. Ses recherches portent sur la didactique des sciences, en s’appuyant notamment sur les laboratoires créatifs et la robotique pédagogique. Courriel : fournier.frederic@uqam.ca
Pierre Lachance a été enseignant de sciences au secondaire. Il est désormais une personne-ressource au service national du Réseau Éducation Collaboration Innovation et Technologie, où il accompagne les enseignants de sciences dans l’intégration pédagogique du numérique, en leur proposant des formations en présence ou à distance. Courriel : pierre.lachance@recit.qc.ca
Joelle Bérubé-Daigneault, titulaire d’une maîtrise en éducation et d’un baccalauréat en études littéraires, enseigne le français au secondaire. Dynamique et créative, elle transmet sa passion de l’apprentissage à ses élèves. Curieuse de voyages et d’éducation, elle a enseigné en Afrique du Sud et explore l'usage du numérique en éducation. Courriel : berube-daigneault.joelle@uqam.ca
Sarah Cool-Charest a fait une maîtrise en éducation, option éducation préscolaire et enseignement primaire, à l’Université de Montréal, Canada. Auparavant, elle a suivi des études supérieures en études littéraires ainsi qu’en enseignement du français, langue première, au secondaire, à l’UQAM. Courriel : sarah.cool.charest@umontreal.ca
Bibliographie
- Atman Uslu, N., Yavuz, G. Ö., & Koçak Usluel, Y. (2022). A systematic review study on educational robotics and robots. Interactive Learning Environments, 1–25. https://doi.org/10.1080/10494820.2021.2023890
- Avry, S., Chanel, G., Betrancourt, M., & Molinari, G. (2018). Effet des antécédents émotionnels de contrôle et de valeur sur la résolution de problème dans un jeu vidéo collaboratif. Revue des sciences et techniques de l’information et de la communication pour l’éducation et la formation, 25(1). https://doi.org/10.23709/STICEF.25.1.3
- Barma, S. (2008). Un contexte de renouvellement de pratiques en éducation aux sciences et aux technologies : une étude de cas réalisée sous l’angle de la théorie de l’activité [thèse]. Université Laval. http://hdl.handle.net/20.500.11794/20215
- Bergner, Y., Andrews, J. J., Zhu, M., & Gonzales, J. E. (2016). Agent-based modeling of collaborative problem solving : Agent-based modeling of collaborative problem solving. ETS Research Report Series, 2016(2), 1–14. https://doi.org/10.1002/ets2.12113
- Care, E., Griffin, P., Scoular, C., Awwal, N., & Zoanetti, N. (2015). Collaborative problem solving tasks. Dans P. Griffin et E. Care (dir.), Assessment and teaching of 21st century skills (pp. 85–104). Springer Netherlands. https://doi.org/10.1007/978-94-017-9395-7_4
- Cevikbas, M., & Kaiser, G. (2021). A systematic review on task design in dynamic and interactive mathematics learning environments (DIMLEs). Mathematics, 9(4), 399. https://doi.org/10.3390/math9040399
- Chen, G., Shen, J., Barth-Cohen, L., Jiang, S., Huang, X., & Eltoukhy, M. (2017). Assessing elementary students’ computational thinking in everyday reasoning and robotics programming. Computers & Education, 109, 162–175. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2017.03.001
- De Hei, M. S. A., Sjoer, E., Admiraal, W., & Strijbos, J.-W. (2016). Teacher educators’ design and implementation of group learning activities. Educational Studies, 42(4), 394–409. https://doi.org/10.1080/03055698.2016.1206461
- DeVane, B., & Squire, K. D. (2012). Activity theory in the learning technologies. Dans Theoretical foundations of learning environments (2e éd., pp. 242–267). Routledge. https://www.taylorfrancis.com/chapters/edit/10.4324/9780203813799-12/activity-theory-learning-technologies-benjamin-devane-kurt-squire
- Dindar, M., Järvelä, S., Nguyen, A., Haataja, E., & Çini, A. (2022). Detecting shared physiological arousal events in collaborative problem solving. Contemporary Educational Psychology, 69, 102050. https://doi.org/10.1016/j.cedpsych.2022.102050
- Engeström, Y. (1987). Learning by expanding: An activity-theoretical approach to developmental research. https://lchc.ucsd.edu/mca/Paper/Engestrom/Learning-by-Expanding.pdf
- Engeström, Y. (1999). Activity theory and individual and social transformation. Dans Y. Engeström, R. Miettinen et R.-L. Punamäki-Gitai (dir.), Perspectives on activity theory (pp. 19–38). Cambridge University Press.
- Engeström, Y., & Pyörälä, E. (2021). Using activity theory to transform medical work and learning. Medical Teacher, 43(1), 7–13. https://doi.org/10.1080/0142159X.2020.1795105
- Graesser, A., Fiore, S. M., Greiff, S., Andrews-Todd, J., Foltz, P. W., & Hesse, F. W. (2018). Advancing the science of collaborative problem solving. Psychological Science in the Public Interest, 19(2), 59–92. https://doi.org/10.1177/1529100618808244
- Graesser, A., Kuo, B.-C., & Liao, C.-H. (2017). Complex problem solving in assessments of collaborative problem solving. Journal of Intelligence, 5(2), 10. https://doi.org/10.3390/jintelligence5020010
- Hall, B. M. (2014). Designing collaborative activities to promote understanding and problem-solving. International Journal of e-Collaboration, 10(2), 55–71.
- Hesse, F., Care, E., Buder, J., Sassenberg, K., & Griffin, P. (2015). A framework for teachable collaborative problem solving skills. Dans P. Griffin et E. Care (dir.), Assessment and teaching of 21st century skills (pp. 37–56). Springer Netherlands. https://doi.org/10.1007/978-94-017-9395-7_2
- Kamga, R. (2019). Analyse de la compétence de résolution collaborative de problèmes des futur(e)s enseignant(e)s de l’enseignement primaire. Université Laval. https://corpus.ulaval.ca/jspui/handle/20.500.11794/36794
- Kamga, R., Romero, M., Komis, V., & Mirsili, A. (2017). Design requirements for educational robotics activities for sustaining collaborative problem solving. Dans D. Alimisis, M. Moro et E. Menegatti (dir.), Educational robotics in the makers era (vol. 560, pp. 225–228). Springer International Publishing. https://doi.org/10.1007/978-3-319-55553-9_18
- Kolfschoten, G., French, S., & Brazier, F. (2014). A discussion of the cognitive load in collaborative problem-solving: The decision-making phase. EURO Journal on Decision Processes, 2(3–4), 257–280. https://doi.org/10.1007/s40070-014-0034-9
- L’Écuyer, R. (1990). Méthodologie de l’analyse développementale de contenu. Méthode GPS et concept de soi. Presses de l’Université du Québec. http://www.deslibris.ca/ID/422680
- Leroy, A., & Romero, M. (2022). Creative intention and persistence in educational robotic. Educational Technology Research and Development, 70. https://doi.org/10.1007/s11423-022-10128-6
- Nieminen, J. H., Chan, M. C. E., & Clarke, D. (2022). What affordances do open-ended real-life tasks offer for sharing student agency in collaborative problem-solving? Educational Studies in Mathematics, 109(1), 115–136. https://doi.org/10.1007/s10649-021-10074-9
- OCDE. (2013). Pisa 2015: draft collaborative problem solving framework. Organization for Economic Cooperation & Development. https://www.oecd.org/pisa/pisaproducts/Draft%20PISA%202015%20Collaborative%20Problem%20Solving%20Framework%20.pdf
- Oliver, M., & Higgins, S. (2023). Exploring task design to promote discipline-specific reasoning in primary English. Thinking Skills and Creativity, 47, 101230. https://doi.org/10.1016/j.tsc.2022.101230
- Papadakis, S., & Kalogiannakis, M. (2022). Learning computational thinking development in young children with bee-bot educational robotics. Dans I. R. Management Association (dir.), Research anthology on computational thinking, programming, and robotics in the classroom (pp. 926–947). IGI Global. https://doi.org/10.4018/978-1-6684-2411-7.ch040
- Papert, S. (1980). Turtle geometry: A mathematics made for learning. Dans Mindstorms. Children, computers and powerful ideas (pp. 55–94). Basic Books. http://worrydream.com/refs/Papert%20-%20Mindstorms%201st%20ed.pdf
- Rojas, M., Nussbaum, M., Chiuminatto, P., Guerrero, O., Greiff, S., Krieger, F., & Van Der Westhuizen, L. (2021). Assessing collaborative problem-solving skills among elementary school students. Computers & Education, 175, 104313. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2021.104313
- Romero, M., & DeBlois, L. (2022). Analyse du processus de construction de connaissances dans des activités de programmation à l’école. Canadian Journal of Science, Mathematics and Technology Education, 22(2), 405–421. https://doi.org/10.1007/s42330-022-00210-9
- Sannino, A. (2015). The emergence of transformative agency and double stimulation: Activity-based studies in the Vygotskian tradition. Learning, Culture and Social Interaction, 4, 1–3. https://doi.org/10.1016/j.lcsi.2014.07.001
- Siddiq, F., & Scherer, R. (2017). Revealing the processes of students’ interaction with a novel collaborative problem solving task: An in-depth analysis of think-aloud protocols. Computers in Human Behavior, 76, 509–525. https://doi.org/10.1016/j.chb.2017.08.007
- Socratous, C., & Ioannou, A. (2022). Evaluating the impact of the curriculum structure on group metacognition during collaborative problem-solving using educational robotics. TechTrends, 66. https://doi.org/10.1007/s11528-022-00738-5
- Song, Y. (2018). Improving primary students’ collaborative problem solving competency in project-based science learning with productive failure instructional design in a seamless learning environment. Educational Technology Research and Development, 66(4), 979–1008. https://doi.org/10.1007/s11423-018-9600-3
- Sullivan, P., Knott, L., & Yang, Y. (2015). The relationships between task design, anticipated pedagogies, and student learning. Task design in mathematics education. An ICMI Study 22, (pp. 8–114). Springer Nature.
- Taylor, K., & Baek, Y. (2018). Collaborative robotics, more than just working in groups. Journal of Educational Computing Research, 56(7), 979–1004. https://doi.org/10.1177/0735633117731382
- Tissenbaum, M., Lui, M., & Slotta, J. (2012). Co-designing collaborative smart classroom curriculum for secondary school science. Journal of Universal Computer Science, 18(3), 327–352.
- Unal, E., & Cakir, H. (2021). The effect of technology-supported collaborative problem solving method on students’ achievement and engagement. Education and Information Technologies, 26(4), 4127–4150. https://doi.org/10.1007/s10639-021-10463-w
- Warneken, F., Steinwender, J., Hamann, K., & Tomasello, M. (2014). Young children’s planning in a collaborative problem-solving task. Cognitive Development, 31, 48–58. https://doi.org/10.1016/j.cogdev.2014.02.003
- Watson, A. & Ohtani, M. (2015). Task design in mathematics education. An ICMI Study 22. Springer Nature.
- Yin, K. Y., Abdullah, A. G. K., & Alazidiyeen, N. J. (2011). Collaborative problem solving methods towards critical thinking. International Education Studies, 4(2), 58–62. https://doi.org/10.5539/ies.v4n2p58
- Zhang, S., Gao, Q., Sun, M., Cai, Z., Li, H., Tang, Y., & Liu, Q. (2022). Understanding student teachers’ collaborative problem solving: Insights from an epistemic network analysis (ENA). Computers & Education, 183, 104485. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2022.104485