Les animations et les simulations (p.27) Genève 17 et 24 mars 2009 Us@TICE 74111 Les animations et les simulations (p.27) Daniel Peraya C. Jenni TECFA Université de Genève

Quelques exemples BIOMULTIMEDIA & BIOINFORMATIQUE Dissolution de l’AgNO3 L’osmose Muséum d’Histoire naturelle- France Mars 2009

Qu’est-ce que c’est un iceberg? Quelques exemples Qu’est-ce que c’est un iceberg? Le théorème de Thales Mars 2009

Définition « toute application qui génère une série d’images, de sorte que chaque image apparaisse comme une altération de la précédente et où la séquence des images est déterminée soit par le concepteur de l’animation, soit par l’utilisateur ». (Bétrancourt & Tversky in Rebetez, 2004) Mars 2009

Définition Les animations permettent de représenter des phénomènes qui se déroulent habituellement dans des échelles de temps et d'espace inaccessibles à la perception humaine (phénomènes météorologiques, mouvement des planètes, évolutions géologiques) ou qui sont difficiles à observer en fonctionnement (dispositifs mécaniques, systèmes biologiques). En outre, la plupart des animations comprennent des dispositifs qui permettent de ralentir, de stopper et de circuler dans l'animation (Bétrancourt, 2003). Mars 2009

Historique Les images projetées: XVIIIe – XIXe siècle fantasmagorie de Robertson: caché derrière un écran, il projetait des images de personnes, de monstres ou d'esprits qui donnaient au public le sentiment d'une apparition surnaturelle. lanterne magique: le principe de la chambre noir pour projeter les images Mars 2009

Historique Le théâtre optique: XIXe siècle et différents techniques Le « thaumatrope », de  John Ayrton Paris (1826). Le « phénakistiscope » manuel de Joseph Plateau (1333). Utilise le principe de la persistance rétinienne pour reconstituer le mouvement Mars 2009

Historique Le « zootrope », de William Horner, (1834) porté de longue bande de dessins dans un cylindre Le « praxinoscope » d’Émile Reynaud: le mouvement est aperçu grâce à 12 miroirs dans un cylindre Les études de Muybridge du mouvement Mars 2009

Historique Le « chronophotographe » de Marey, perfectionné celui de Muybridge. Il est composé d'une chambre noire classique avec un obturateur devant la surface photo-sensible. Une fois en rotation, la fenêtre du disque laisse passer de la lumière qui vient s'impressionner sur la pellicule. L'opération est répétée plusieurs fois et l'on obtient ainsi la décomposition d'un mouvement sur une seule photographie. chronophotographe Mars 2009

Historique Le début du cinéma et du dessin animé Les frères Lumière et le cinéma Le premier dessin animé: « Fantasmagorie » de Cohl (1908) projeté dans les salles de cinéma. Vitesse de l’animation: 16 images par seconde. Dessins de Cohl Les techniques du dessin animé sont perfectionnés Mars 2009

Bases techniques Power Point: présentations animées Animations .gif : c’est le même principe du dessin animé: images en séquence L’image « bitmap » frames animation Mars 2009

Bases techniques Avantages du .gif: faciles à faire, la plupart de navigateurs le reconnaissent Limites: ce n’est pas possible de faire des grandes animations, elles sont « lourdes » Quelques logiciels pour la construction de .gifs animés Easy Gif Animator Gif construction set Active Gif Animator Gif Builder (IMac) Mars 2009

Bases techniques animations flash / Authorware/ Schockwave graphismes vectoriels: l’image est décrite comme une série de formes et standards basées en règles matémathiques. Avantages: des animations complexes, Limites: actualisation des plug-ins Mars 2009

Usages génériques Attirer l’attention : l’animation est purement décorative (effets spéciaux de transition, symboles animés, etc.). Elles peuvent aider l’utilisateur à apprécier un texte en le rendant plus attractif, mais peuvent aussi le distraire de la tâche (Rebetez, 2004) 2. Représenter quelque chose : accompagnant ou non un texte, l’animation est utilisée pour démontrer ou expliquer un concept, une règle ou une procédure. Mars 2009

Concepts de références 1. la séquentialité: faire apparaître les différents éléments graphiques dans un ordre logique. Mars 2009

Concepts de références 2. La durée: la séquence de l’animation s’inscrit dans un temps déterminé et est pré-requis pour captiver l’attention, selon le contenu, le scénario, le public respiration respiration Mars 2009

Usages génériques 3. le clignotement: illumination dynamique où le stimulus s'allume et s'éteint. La nature dynamique du clignotement attire immédiatement l'attention. Mars 2009

Concepts de références 4. Changements: (Rebetez, 2004) Transformations: changement dans les formes présentes sur les images (taille, forme, couleur ou texture). Translations : changement de position d’un ou plusieurs éléments, relativement au champ de l’animation ou aux autres éléments qui la composent. Transitions : changement dans le nombre d’éléments présents (disparition ou apparition, complètes ou partielles, de fusion d’éléments, de sortie du champ, etc.). Mars 2009

Applications pédagogiques Sept principes pour l’élaboration de messages multimédias efficaces : (Mayer in Rebetez, 2004) 1. Principe multimédia : Un message composé de mots et d’images correspondantes est mieux retenu qu’un message composé de mots uniquement. Mars 2009

Applications pédagogiques 2. Principe de contiguïté spatiale : L’apprentissage est plus efficace lorsque les images et les mots correspondants sont présentés de manière rapprochée. Par exemple en situant les légendes des divers éléments de l’image à côté de chacun d’eux. Mars 2009

Applications pédagogiques 3. Principe de contiguïté temporelle : Les performances d’apprentissage sont plus hautes lorsque les éléments verbaux et visuels sont présentés en même temps. Mars 2009

Applications pédagogiques 4. Principe de cohérence : L’apprentissage est meilleur lorsque les mots, images et sons, qui ne sont pas directement utiles à l’apprentissage, sont absents. 5. Principe de modalité : Présenter des animations accompagnées d’un commentaire audio conduit à de meilleurs résultats que des animations accompagnées d’un texte à l’écran. Mars 2009

Applications pédagogiques 6. Principe de redondance : L’apprentissage est de meilleure qualité en présentant une animation et un commentaire audio plutôt qu’une animation, un commentaire audio et du texte à l’écran. 7. Principe des différences individuelles : Les effets décrits sont plus forts sur des apprenants disposant de peu de connaissances du domaine. De même, ils sont plus forts pour des utilisateurs disposant d’un haut niveau de capacités visuo-spatiales. Mars 2009

Avantages et limites Avantages Limites La rétention du phénomène observé le flux rend l’information fuyante et changeante apparition des micro-étapes des processus surcharge cognitive, difficultés d’attention, de mémorisation et de traitement à l’utilisateur, permet une vision plus riche, à la fois globale et détaillée difficultés conceptuelles: comprendre l'enchaînement causal des états à partir de changements temporels Mars 2009

Avantages et limites Possibilités pour surpasser les limites : réduction des désavantages liés à la fugacité donner un contrôle sur le déroulement de l’animation par le biais d’une interactivité modification de l’animation en fonction de l’activité de l’utilisateur. produire des résumés des données pour créer une information permanente. le niveau d’expertise de l’apprenant pour le domaine scénario pédagogique approprié l’effet d’imagination Mars 2009

Références Bétrancourt, M. (2003). Outil cognitif ou gadget ? Psychoscope 8/2003 vol 24. Journal Suisse des psychologues FPS. Pezio, N. (2003). Influence du format de présentation sur l’apprentissage : contribution de la présentation séquentielle et ce l’interactivité. Mémoire de DESS. TECFA, Faculté de Psychologie et Sciences de l’Éducation, Unige. Rebetez, C. (2004). Sous quelles conditions l’animation améliore-t-elle l’apprentissage ? Mémoire de DESS. TECFA, Faculté de Psychologie et Sciences de l’Éducation, Unige. Mars 2009

Simulations: quelques exemples Physique Biologie Médecine Mars 2009

Définition « Application qui contient le modèle d’un phénomène, et dans laquelle l’utilisateur peut modifier certains paramètres du modèle et percevoir l’effet de ce changement » « La simulation est une reproduction artificielle d'un phénomène réel. Dans le cas où elle est exécutée par un programme informatique sur un ordinateur on parle de simulation numérique » (Edutech) Mars 2009

Simulation ≠ Animation Le but n’est pas de transmettre une information, mais de permettre d’inférer des règles théoriques, ou soumettre à l’épreuve des choix et des comportements. Les possibilités d’interaction sont beaucoup plus larges. Mars 2009

Usages On peut distinguer trois grandes tendances: Les simulations conceptuelles, dont le but est d’apprendre des concepts, mettent en scène des relations théoriques (modèles scientifiques) Les simulations procédurales, dont le but est de développer des habiletés pratiques, (simulation de vol ou de chirurgie) Les jeux de rôles, (peuvent être textuels) qui cherchent un apprentissage par immersion, et combinent concepts, procédures et intuition. Mars 2009

Utilisation pédagogique Les simulations sont hautement spécialisées. Il est indispensable d’avoir un scénario pédagogique (définition des tâches et des objectifs). La simulation ne transmet aucune information en soi même. Il faut savoir l’exploiter. Mars 2009

Bases techniques C’est indispensable d’avoir des bonnes connaissance dans le domaine à modéliser. Il existe des outils auteur pour produire des simulations: Cabri ou Règle et Compas (pour des simulations en mathématiques et physique) Modellus et Stella pour les modèles scientifiques Fablusi (pour des simulations de jeux de rôles) Mars 2009

Quelques Liens http://telelearning-pds.org/copains/index.html. Site sur l’utilisation de simulations pour l’apprentissage des maths et de la physique (beaucoup de simulations sur cabri), avec scénarios pédagogiques. http://www.simultrain.ch/f/simultrain_f.htm#. Simulateur de gestion http://www.techtrekers.com/sim.htm. Page avec beaucoup de liens vers des simulations ou des projets qui utilisent des simulations pour enseigner les maths et les sciences. http://www.explorelearning.com/. Beaucoup d’applets de simulation pour les maths et les sciences. http://www.univ-lemans.fr/enseignements/physique/02/. Applets de physique. http://www.cambridgeassessment.org.uk/research/innovationassessmentlearning/enigma/. Simulations de sciences http://host.explorelearning.com/ESClassic/. Simulations de sciences. http://www.agentsheets.com/research/c5/documents/interactive%20flier/c5-flier.html. Mr Vetro, simulation collective. http://www.fablusi.com/ site avec des jeux de rôles (textuels) pour l’apprentissage, possibilité de construire des scénarios. http://biologica.concord.org/webtest1/web_labs.htm. Laboratoire virtuel de génétique. http://tecfa.unige.ch/tecfa/teaching/uv39/tp/index.html. Simulation d’un rat de laboratoire pour faire des expériences d’association stimulus/réponse. Mars 2009

Quelques Liens (suite) http://www.ogame.fr/ Simulation sous forme de jeu – Conquête de l’espace. http://www.jeu-gratuit.net/jeux-simulation-elevage.php Jeux de simulation d’élevage en ligne. http://www.absoluflash.com/jeux-simulation/ Jeux de simulation divers en ligne. Exemples de logiciels de simulation plus complexes : En ligne : Chevron : L'utilisateur est invité à approvisionner une ville en énergie, avec l'objectif de la développer jusqu'en 2030. Pour en savoir plus: http://edutechwiki.unige.ch/fr/Chevron A télécharger (gratuits): Food Force : Un logiciel qui présente le domaine d'action du World Food Program,(WFP), programme de l'ONU pour faire face à des crises alimentaires Pedagogica : Le logiciel porte sur les principes de base de la génétique. Notamment, on apprend à manipuler des gènes et des chromosomes tout en observant les effets des changements sur des dragons. SimProjet : Un simulateur de gestion de projet. ChemLab : Un logiciel d'apprentissage de la chimie. Virtual Lab Simulator : Un logiciel de formation en chimie. Mars 2009