Un atelier de robotique, ça change pas le monde… sauf que… !

Après deux heures de robotique, les filles se sentent confiantes pour programmer 
 

Geneviève Allaire-Duquette, Université de Sherbrooke, et Pierre Chastenay, Université du Québec à Montréal

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Introduction

Les filles sont largement sous-représentées dans les domaines touchant l’informatique (NSF, 2019), notamment parce que nombre d’entre elles estiment posséder peu d’aptitudes en programmation. Face à ce constat, plusieurs enseignants, enseignantes, parents et membres des milieux éducatifs cherchent à mettre l’épaule à la roue pour encourager les filles à davantage s’engager dans ce domaine. C’est notamment ce qu’a voulu faire le Planétarium Rio Tinto Alcan avec « Projet Aldébaran », un atelier d’initiation à la robotique mis en contexte d’exploration spatiale. Mais est-ce qu’un bref atelier au musée peut faire une différence dans la relation qu’entretiennent les filles avec la programmation ? Il semblerait que oui et nous vous expliquons comment dans cet article.  

Les filles se disent en général moins aptes à programmer

Les études le démontrent de manière répétée : les filles se sentent moins « bonnes » pour programmer (Beyer, 2014). En effet, leur sentiment d’efficacité personnelle (SEP) en programmation, c’est-à-dire l’évaluation de leurs propres aptitudes à programmer (Bandura 1994), est généralement faible quand on le compare à celui des garçons (Askar & Davenport, 2009). Or, le SEP des élèves dans un domaine donné influence leur choix de carrière et la poursuite de leurs études (Bandura, 1994). En effet, plus le SEP est élevé, plus l’élève considèrera une carrière dans un domaine donné et meilleure sera sa préparation scolaire. Le SEP est donc un facteur important à considérer si l’on souhaite encourager les filles à s’engager dans les domaines où la programmation joue un rôle central (par exemple, génie, informatique, intelligence artificielle, etc.). 
Puisque le sentiment d’efficacité personnelle est en majeure partie nourri par les réussites vécues par l’élève, une avenue propice serait de leur proposer des expériences pratiques de programmation. En effet, c’est surtout par la pratique que l’on peut accumuler de précieuses réussites. Toutefois, peu d’enseignantes, d’enseignants ou de parents possèdent les compétences nécessaires pour animer de telles activités et se tournent donc vers les milieux éducatifs non formels, comme les musées. De nombreuses filles sont par conséquent susceptibles d’y être initiées à la programmation. 

Or, des études suggèrent que la participation des filles aux activités de technologie dans les musées a tendance à être principalement superficielle, passive et silencieuse (Dawson et coll., 2020). À l’inverse, les garçons vivent généralement des expériences positives, quel que soit l’environnement où les activités sont vécues (Alexander et coll., 2012). Les filles se disent également moins confiantes que les garçons envers la technologie et moins à l’aise à vivre des expériences « pratiques » impliquant la programmation de robots (Silfver, 2019). Dans un tel contexte, on peut se demander si un atelier de programmation proposé par un musée offre de bonnes conditions pour favoriser des expériences de réussite en programmation chez les filles. C’est ce que nous avons cherché à vérifier au Planétarium Rio Tinto Alcan.

L’atelier « Projet Aldébaran » pour initier les élèves à la programmation

Le Planétarium Rio Tinto Alcan invite les élèves à participer à un atelier de deux heures où l’on accomplit, en équipes, une série de missions spatiales sur la planète Mars (Fig.1). Les élèves doivent programmer un robot Lego MindStorm © à l’aide d’une tablette (iPad ©) afin de lui faire accomplir diverses missions. Par exemple, les élèves doivent mettre un satellite de télécommunication en orbite autour de la planète Mars, recueillir des échantillons de sol martien ou déployer une tour de communication à proximité de la base. En première partie, des missions d’apprentissage plus simples ont pour but de familiariser les élèves avec les éléments de base de la programmation iconique. En deuxième partie, des missions plus élaborées mettent en pratique la programmation iconique pour conquérir Mars, rien de moins ! L’atelier est soigneusement conçu pour que les élèves vivent des réussites dans au moins quelques défis, et ce, dès le début de l’atelier. 

Quel impact sur le sentiment d’efficacité personnelle des filles en programmation ?

Dans le cadre de notre étude (Allaire-Duquette et coll., 2022), nous avons demandé à près de 200 élèves âgés de 10 à 14 ans, filles et garçons, d’évaluer leurs aptitudes à programmer avant et après leur participation à l’atelier « Projet Aldébaran ». Le questionnaire comportait six affirmations à propos des aptitudes des élèves en programmation, par exemple « Je suis capable de modifier un programme pour changer les actions d’un robot ». Pour chaque affirmation, les élèves devaient se positionner sur une échelle de Likert entre 1 (Pas du tout capable) et 7 (Tout à fait capable). Les filles et les garçons qui ont participé avaient en moyenne le même âge, ont autant apprécié l’atelier et le travail d’équipe, ils avaient sensiblement la même expérience préalable en programmation et provenaient de milieux socioéconomiques comparables. 

Les résultats peuvent surprendre. D’abord, comme attendu, avant de débuter l’atelier, le sentiment d’efficacité personnelle des filles était significativement (p < 0.05) plus faible que celui des garçons et cette différence était de grande taille (d = 1.6 ) (Fig. 2). Ce résultat n’est effectivement pas si étonnant, sachant que les garçons vivent généralement plus d’expériences positives en sciences et technologies que les filles (Alexander et coll., 2012). Toutefois, les résultats montrent qu’à la suite de l’atelier, cette différence est essentiellement « disparue ». En effet, les filles et les garçons évaluaient leurs aptitudes à programmer au même niveau après leur participation à l’atelier. Ce que l’on interprète souvent comme un manque de confiance en elles de la part des filles s’est donc évaporé, après seulement deux heures d’activités pratiques en programmation et en robotique. 

Conclusion

De manière assez surprenante, nos résultats montrent qu’après un atelier de programmation d’à peine deux heures dans un musée de science, les filles se disent aussi capables que les garçons de programmer, ce qui était loin d’être le cas avant l’activité. Bien entendu, il restera à vérifier si cette différence perdure dans le temps. Toutefois, les enseignants, enseignantes et les parents qui souhaitent encourager la participation des filles dans les domaines liés à la programmation peuvent être rassurés par le fait que même de brefs ateliers pratiques, s’ils permettent de vivre de manière concrète des expériences de réussites, ont le potentiel de produire un effet positif important sur le sentiment d’efficacité personnelle des filles en programmation. 

Références 

Alexander, J. M., Johnson, K. E., & Kelley, K. (2012). Longitudinal analysis of the relations between opportunities to learn about science and the development of interests related to science. Science Education, 96(5), 763–786. https://doi.org/10.1002/sce.21018

Allaire-Duquette, G., Chastenay, P., Bouffard, T. et al. (2022). Gender differences in self-efficacy for programming narrowed after a 2-h science museum workshop. Canadian Journal of Science, Mathematics and Technology Education, 22, 87–100. https://doi.org/10.1007/s42330-022-00193-7

Askar, P., & Davenport, D. (2009).An investigation of factors related to self-efficacy for Java Programming among engi— neering students. The Turkish Online Journal of Educational Technology, 8(1). 

Bandura, A. (1994). Self-efficacy. In V. S. Ramachandran (Ed.), Encyclopedia of human behaviour. New York: Academic Press. 

Beyer, S. (2014). Why are women underrepresented in Computer Science? Gender differences in stereotypes, self-efficacy, values, and interests and predictors of future CS course-taking and grades. Computer Science Education, 24 (2–3), 153–192. https://doi.org/10.1080/08993408.2014.963363  

Dawson, E., Archer, L., Seakins, A., Godec, S., DeWitt, J., King, H., & Nomikou, E. (2020). Selfies at the science museum: Exploring girls’ identity performances in a science learning space. Gender and Education, 32(5), 664–681. https://doi.org/10.1080/09540253.2018.1557322 

Hattie, J. (2008). Visible learning: A synthesis of over 800 meta-analyses relating to achievement. Routledge.
National Science Foundation (2019). Women, minorities, and persons with disabilities in science and engineering. National Center for Science and Engineering Statistics (NCSES), Ed. Alexandria, VA: NSF. https://ncses.nsf.gov/pubs/nsf19304/ 

Silfver, E. (2019). Gender performance in an out-of-school science context. Cultural Studies of Science Education, 14, 139—155. https://doi.org/10.1007/s11422-017-9851-z