Méthode des projets dans l’enseignement de l’informatique

Radosław Błasiak

En cherchant à diversifier les leçons scolaires, on peut découvrir la « méthode de projet ». Particulièrement efficace et facile à intégrer dans les cours d’informatique, cette méthode tire profit des caractéristiques naturelles de cette discipline. Cet article vous invite à explorer de plus près le concept de la méthode de projet et ses implications pratiques, notamment à travers un projet réalisé par la plateforme LEM.

1. Les origines de la méthode de projet

La méthode de projet trouve ses racines dans la philosophie éducative progressive promue à la fin du XIXe siècle par le philosophe américain John Dewey. Contrairement aux méthodes traditionnelles d’enseignement, axées sur la transmission passive de savoirs, Dewey mettait l’accent sur l’expérience et la résolution de problèmes concrets par les élèves.

En 1918, William Heard Kilpatrick, un élève de Dewey, popularisa le concept de projet en tant que méthode d’apprentissage avec son essai « The Project Method ». Selon lui, les projets doivent être motivés par les intérêts des élèves, favorisant ainsi leur engagement et leur apprentissage.

Depuis Dewey et Kilpatrick, la méthode de projet a évolué, s’adaptant aux exigences éducatives et technologiques contemporaines. Aujourd’hui, elle est utilisée à différents niveaux d’enseignement, de l’école primaire à l’université, ainsi que dans des contextes formels et informels.

2. La méthode de projet dans l’éducation informatique

L’informatique est une discipline particulièrement adaptée à la méthode de projet en raison de son caractère pratique et technique. Les sujets de projet peuvent être très variés, allant de la création d’applications à la conception de sites web ou à l’analyse de données. En choisissant des thèmes qui ont du sens pour les élèves, on favorise leur engagement et leur motivation. Cela leur permet d’acquérir de nouvelles compétences qu’ils peuvent directement mettre en pratique, renforçant ainsi leur satisfaction et leur apprentissage.

En travaillant sur des projets concrets, les élèves développent des compétences en programmation, gestion de bases de données, conception d’interfaces utilisateur et cybersécurité. De plus, le travail en équipe leur permet de développer des compétences en communication, gestion de projet et planification, des qualités essentielles dans le monde professionnel, notamment dans le secteur de l’IT.

3. Exemples de projets

De nombreux sujets de projets informatiques peuvent captiver les élèves, tels que :

  • la création d’applications mobiles (Android, iOS) avec des outils comme Android Studio, Xcode, ou Flutter;
  • le développement de jeux vidéo avec Unity, Scratch, ou Unreal Engine;
  • la robotique avec Arduino, Raspberry Pi ou Lego Mindstorms;
  • la conception de sites web en HTML, CSS, JavaScript ou via des outils comme WordPress et React;
  • l’analyse de données avec Excel, Python (NumPy, pandas, matplotlib) ou R.

Ces projets permettent aux élèves d’acquérir des compétences très recherchées sur le marché du travail : programmation, algorithmes, structures de données, conception d’interfaces utilisateur, travail d’équipe et bien plus encore.

4. Les étapes de réalisation des projets

La réalisation d’un projet avec les élèves se divise en plusieurs étapes clés:

  1. Choix du sujet – avec les élèves, on identifie les domaines d’intérêt, on analyse la faisabilité des idées et on sélectionne le projet.
  2. Planification – les élèves définissent les objectifs et élaborent un plan d’action détaillé.
  3. Exécution – le projet est réalisé conformément au plan établi, avec un suivi régulier et des ajustements si nécessaire.
  4. Validation et test – les solutions sont testées et améliorées.
  5. Présentation – les élèves présentent leurs réalisations à leurs camarades, enseignants ou jurys.
  6. Évaluation et réflexion – le projet est analysé en groupe pour en tirer des leçons et améliorer les futurs projets.

5. Le rôle de l’enseignant et l’intégration dans le programme scolaire

Dans le processus de projet, l’enseignant joue principalement un rôle de conseil et de soutien:

  • il initie la phase de sélection du projet, en aidant à établir une liste de sujets à choisir et à évaluer la faisabilité de leur réalisation,
  • il assure l’accès aux ressources nécessaires : espace de travail, outils, technologies, matériaux éducatifs,
  • il soutient les élèves dans la surmontée des difficultés rencontrées pendant la réalisation,
  • il aide à résoudre les conflits,
  • il évalue le travail des élèves et ses résultats, discute du processus avec les élèves et aide à tirer des conclusions.

La tâche de l’enseignant consiste également à gérer l’ensemble du processus de projet afin d’atteindre les objectifs éducatifs définis dans le programme scolaire, en adéquation avec le niveau éducatif et la spécialisation (écoles élémentaires, secondaires, générales, classes d’informatique, techniques). L’interdisciplinarité, qui est une caractéristique de la plupart des projets, offre la possibilité de mettre en œuvre le programme scolaire dans plusieurs matières, et pas seulement en informatique.

6. Avantages et défis de la méthode de projet

Différentes approches et méthodologies pratiques pour la réalisation de projets avec des élèves ont été adoptées. Un trait commun est un ensemble d’avantages éducatifs, comprenant entre autres:

  • le développement intellectuel, en stimulant une pensée approfondie et curieuse, ainsi que des capacités créatives, conceptuelles et analytiques,
  • la possibilité de réaliser des activités éducatives gratifiantes, basées sur la motivation interne des élèves,
  • le développement des compétences de travail en groupe, de responsabilité pour son propre travail, de conduite de discussions, d’examen des arguments « pour » et « contre », de partage des résultats de travail, de formation des habitudes démocratiques,
  • le perfectionnement de compétences particulières,
  • l’orientation vers le résultat, la formation de compétences nécessaires à la réussite,
  • la reconnaissance de l’impact de ses propres actions, connaissances et compétences sur le monde réel.

Parmi les inconvénients de la méthode de projet en éducation, on cite:

  • le temps important requis,
  • le manque d’enseignants ayant suffisamment d’expérience pour mener des activités selon cette méthode,
  • la limitation de l’application de la méthode aux projets nécessitant des connaissances et compétences pratiques.

Nous proposons ci-dessous une approche originale pour l’introduction de la méthode de projet dans l’éducation informatique, développée dans le cadre de plusieurs projets éducatifs menés par la Ligue des Esprits Extraordinaires, en utilisant la plateforme LNU pour aider les élèves et les enseignants dans l’apprentissage pratique de la programmation.

7. Missions de programmation

La création de sites web, de bases de données, de feuilles de calcul complexes ou la construction de robots sont certainement des projets intéressants à réaliser avec des élèves. Beaucoup de ces projets sont réalisés dans le cadre de divers concours, par exemple : ISEF (Intel Science And Engineering Fair), EUCYS – Concours des Jeunes Scientifiques de l’Union Européenne, FIRST Robotics Competition. La réalisation de projets dans le cadre de concours inter-écoles présente des avantages supplémentaires liés à une motivation accrue, à la possibilité de comparer les résultats de son travail dans une compétition directe avec d’autres équipes et à la satisfaction des résultats. Cependant, un trait commun à ces projets est souvent des barrières d’entrée élevées : souvent, la participation est réservée uniquement aux élèves les plus talentueux, des barrières financières peuvent apparaître concernant l’accès aux technologies nécessaires (robots, pièces) ou la nécessité de se déplacer pour des compétitions internationales, etc. Dans les projets typiquement informatiques, il peut également y avoir une barrière banale sous la forme d’un seuil de connaissances requises, par exemple, la création d’une application mobile est trop difficile pour la plupart des élèves des filières générales, et il y a trop peu d’élèves plus intéressés par ce sujet à un niveau suffisant d’avancement.

Dans le but de réduire le seuil d’entrée et de permettre à un plus grand groupe d’élèves de participer à des projets liés à l’informatique, nous avons développé une méthode originale pour la conduite de projets basée sur des missions de programmation placées sur la plateforme Ligue des Esprits Extraordinaires. Sur la plateforme LEM, dont le principal objectif est de soutenir les élèves et les enseignants dans l’apprentissage pratique de la programmation, des contenus spéciaux sont également implémentés sous forme de missions ludiques, c’est-à-dire un ensemble de tâches liées à une intrigue que l’utilisateur de la plateforme doit résoudre dans un ordre spécifique. Toutes les missions peuvent être vues et essayées après l’inscription d’un compte gratuit sur la plateforme https://edu.t-lem.com/. Des exemples de missions choisies sont également disponibles sous forme ne nécessitant pas l’enregistrement d’un compte et la connexion: https://gym.tlem.com/100lecie_niepodleglosci, https://gym.t-lem.com/Wyzwanie_wyborcze, https://gym.t-lem.com/Moon_Expedition, https://gym.t-lem.com/Halloween_code.

Les projets de missions de programmation consistent à créer des missions par les élèves eux-mêmes, depuis l’étape de conception jusqu’à un ensemble de fichiers prêts à être implémentés sur la plateforme. Le projet de mission de programmation exige que l’équipe de projet:

  • imagine et développe l’intrigue de la mission, y compris son thème : l’intrigue peut être de toute nature, par exemple historique, géographique, mathématique, sociale, urbaine/régionale, etc.
  • élabore des textes,
  • élabore des matériaux graphiques: graphiques statiques, animations, films,
  • imagine et développe des tâches à résoudre dans le cadre de la mission, y compris des tâches de programmation, de base de données, logiques, mathématiques, quiz, etc.
  • élabore des fichiers prêts selon la documentation fournie par l’opérateur de la plateforme LEM, qui seront placés sur la plateforme LEM sous la forme d’une mission ludique, accessible à d’autres utilisateurs de la plateforme.

Exemples de tâches terminées issues de diverses missions placées sur la plateforme:

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Illustration 1: Phrase d’introduction à la mission « KrasCon » sur la plateforme LEM

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Illustration 2: Tâche de base de données de la mission « 100-lecie niepodległości » sur la plateforme LEM

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Illustration 3: Tâche de programmation (Python) de la mission « Wyzwanie wyborcze » sur la plateforme LEM

La plateforme LEM permet d’élaborer des tâches nécessitant de l’utilisateur qu’il résolve sous forme de code exécutable dans les langages Python ou C++, exécute une commande vers la base de données en langage SQL, résout un quiz. Des tâches introductives vers les étapes suivantes, contenant le texte seul sous forme de textes, graphiques, animations, sont possibles. Les auteurs de projets ont également la possibilité de sortir du cadre de la plateforme pour concevoir des tâches à réaliser par l’utilisateur, dont les résultats seront nécessaires pour réaliser les prochaines étapes de la mission.

Les tâches elles-mêmes peuvent avoir un degré de complexité très varié, des plus simples aux algorithmes compliqués. Associé à n’importe quel sujet, cela donne aux participants du projet une grande liberté créative et une très faible barrière d’entrée – la difficulté du projet peut être adaptée au niveau d’avancement aussi bien d’un élève de 7ème année de l’école primaire que d’un élève doué d’une classe informatique. Les éléments très variés nécessaires à la préparation de la version finale du projet évoqués ci-dessus imposent la création d’équipes interdisciplinaires, où il y a de la place non seulement pour les élèves directement intéressés par l’informatique, mais aussi pour les personnes créatives aimant inventer des intrigues, écrire des textes, créer des graphiques, des animations, des films, concevoir des énigmes logiques, s’intéresser à l’histoire, à la géographie, au sport, à la littérature, etc. Travailler dans une équipe aussi variée est extrêmement enrichissant pour tous ses membres et suscite de nombreux défis et possibilités. Cela simule également très bien les processus de travail de groupe auxquels les élèves seront confrontés plus tard dans la vie adulte au travail.

Le processus de création d’une mission de programmation en collaboration avec la Ligue des Esprits Extraordinaires se déroule selon les étapes suivantes:

  1. Formation initiale pour les enseignants sur la plateforme – Les fonctionnalités de la plateforme sont abordées du point de vue de l’élève et de l’enseignant/administrateur de groupe.
  2. Formation à la gestion de projet et à la création de missions pour les équipes – Généralement menée par un instructeur de la Ligue des Esprits Exceptionnels. Lors de cette formation, on présente brièvement les méthodes modernes de gestion de projet comme Waterfall, Lean, Six Sigma, la philosophie Agile, avec des exemples d’application. On introduit aussi des techniques comme le planning poker, le kanban, et des outils comme Trello pour aider à la gestion de projets. La documentation relative à la préparation de la mission, les types de tâches, les fichiers (textes, graphiques, commandes), les fonctions de test pour les tâches de programmation, la préparation des fichiers pour les bases de données, ainsi que des éléments de gamification comme les badges sont également abordés. Toute cette documentation est remise aux équipes sous forme électronique.
  3. Consultations pour les équipes pendant la réalisation du projet – Habituellement en ligne, selon un calendrier établi.
  4. Évaluation et vérification du projet, suivi des ajustements nécessaires.
  5. Implémentation du projet sous forme de jeu sur la plateforme LNU et mise à disposition des utilisateurs.

Souvent, ces projets de mission de programmation sont organisés sous forme de concours impliquant plusieurs équipes d’écoles différentes. Ces concours ont été organisés, entre autres, dans le cadre de projets menés par la Ligue des Esprits Exceptionnels en collaboration avec le Bureau de Promotion de Wrocław, le Conseil Régional de la Basse-Silésie, le Bureau de l’Éducation de Varsovie, et le Centre de Formation des Enseignants de Poznań dans le cadre du programme École Numérique de Grande-Pologne. Grâce à ces initiatives, des dizaines de missions ont été créées par des élèves de tous niveaux et disciplines.

Les missions implémentées, réalisées par des équipes, sont accessibles à tous les utilisateurs de la plateforme sous forme de produit final dans le menu une fois connecté, ou via un lien externe, qui peut être publié sur le site de l’école ou envoyé par e-mail/messagerie. Cela ajoute un élément de satisfaction pour les créateurs du projet.

8. Conclusion

Le cœur de la méthode de projet repose sur la réalisation de projets éducatifs couvrant un large éventail de sujets et de disciplines, intégrant différentes connaissances et compétences. Ces projets sont généralement réalisés en équipe, favorisant ainsi le développement des compétences sociales, des capacités de communication et de travail en groupe. Le processus de réalisation d’un projet inclut des phases de planification, de recherche, d’exécution et de présentation des résultats, permettant aux élèves de passer par un cycle complet de création et d’apprentissage.

La méthode de projet encourage également le développement de compétences clés telles que la pensée critique, la résolution de problèmes, l’autonomie et la gestion du temps. Ainsi, les élèves sont mieux préparés aux défis futurs, tant dans leur vie professionnelle que personnelle. L’intégration des missions de programmation avec la Ligue des Esprits Exceptionnels permet d’adapter facilement cette méthode à différents niveaux d’enseignement, en faisant un outil pédagogique flexible et polyvalent.

Bibliographie

Kilpatrick , W. H. (1918). The project method.
Kołodziejski M., Przybysz-Zaremba M. Project Method in Educational Practice, University Review, Vol. 11, 2017, No. 4, p. 26-32.

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