Enseigner l’automatique dans une Ecole d’Ingénieurs Informaticiens : essais et expérimentations avec les NTIC Jean-Paul Stromboni, M. C. ESSI, Ecole Supérieure des Sciences Informatiques Université de Nice Sophia Antipolis strombon@essi.fr ... premières tribulations au pays du web et du multimédia ...

Introduction Au cours de la dernière décennie, l’ordinateur qui était un moyen de calcul est devenu en plus un outil de composi-tion multimédia, de documentation, d ’échange ... Comment ces bouleversements remettent-ils en cause les méthodes d ’enseignement et de formation ? ces outils nouveaux sont-ils des gadgets ? Dans quels cas sont ils utiles ? Dans quels cas non ? comment l’enseignant doit-il se transformer ? Quelle est sa nouvelle place par rapport à la classe et à la matière enseignée ? quels outils, quels média, quelles méthodes faut-il retenir dans ce foisonnement d’outils en perpétuelle évolution ? ...

Stratégie adoptée Afin d ’éclaircir ces questions, on a cherché à expérimenter au maximum ces possibilités dans le contexte favorable de l ’ESSI pour un module de 1ère année tronc commun (module Auto TS). Il faut se rendre à l ’évidence, on utilise déjà ces techniques ! traitement de texte (une partie des documents du module) logiciels spécialisés (Matlab, Maple) emplois du temps ESSI et listes d ’élèves informatisés vidéoprojecteur en amphi (voire en TD) e-mail (pour contacter les élèves et les collègues) web, pour constituer une base d ’informations ... On veut les utiliser pour l ’enseignement !

Quelques essais entrepris : Utiliser le réseau local de l ’ESSI pour diffuser les documents du module AutoTS Utiliser le web pour impliquer les élèves dans le cours Utiliser l ’animation et l ’interactivité pour (1) expliquer et (2) fournir aux élèves des moyens de s ’autoévaluer Serveur + BD pour alléger la gestion du module ... Aussitôt lancé dans cette voie, on note la multiplicité des langages, outils, formats, systèmes, médias, techniques, versions ... et leur remise en question permanente. « Quand vous commencez à maîtriser un peu un outil, c ’est bien simple, il est dépassé (de deux ou trois versions) ... »

Utiliser le réseau local pour y ranger les cours... Demander une URL locale à l ’équipe système : www-local.essi.fr/Automatique. Placer les documents utilisés ainsi disponibles pour tous à tout instant depuis n’importe où (ou presque) dans l ’ESSI ... Implication : il faut structurer et compléter le cours, et fixer des formats pour les documents. Conséquence: si l ’enseignant est déchargé de la garde exclusive du cours, il faut une formule permettant de modifier aisément l’URL. On décompose le module en 7 objectifs (capacités à acquérir) annoncés d ’entrée. À chaque objectif, on associe plusieurs documents : un ou plusieurs Cours, des Travaux Dirigés, des Autotests, exercices avec solution Plus des informations liées au module dans son ensemble Demos (Matlab, Maple, Flash ...), Exos, sans solution, tirés des archives ModusOperandi, listes, objectifs, compte rendus, questionnaires ...

Utiliser le réseau local pour y ranger les cours ... Quand on veut placer les documents du module en accès libre sur le réseau local, le premier bénéfice est l’obligation d’une analyse du cours Documents Word, Power Point, Excel, fichiers html pour naviguer dans la structure. On utilise également des Flash, des gifs, des vidéos, des exécutables et des applets Java.

Utiliser le web comme moyen d ’impliquer les élèves dans la matière enseignée Principe du TL (Travail en temps Libre) On propose aux élèves en binômes en TD de participer à l ’enrichis-sement du cours d ’Automatique à l ’aide des outils (Web, Multimé-dia et Texte) disponibles localement : recherche sur le Web, constitu-tion d ’un rapport multimédia, sons, images, vidéos, animations, ... pour la présentation du résultat. On donne une gratification de 20% de la note finale du module. Bénéfices attendus : Accroître les informations contenues dans le cours, et démultiplier les capacités de recherche de l ’enseignant. Entraîner les élèves à rechercher l’information et à la mettre en forme dans un document hypertexte et multimédia. Les impliquer activement et collectivement dans le cours.

Utiliser le web pour impliquer les élèves ... Comment procéder ? Préliminaire : découper le cours en thèmes bien délimités, pour proposer des sujets dans une liste non exhaustive Première séance de TD : suggérer des outils de travail sur les images, les sons, et le réseau, à expérimenter pour le TL Proposer un forum pour encourager les échanges durant le TL Prévoir une structure pour accueillir les résultats du TL Dernière séance : organiser un exposé avec le document créé Le TL déclenche des échanges nouveaux avec les enseignants. L ’étude préliminaire de l’enseignant est démultipliée. Les élèves introduisent leurs compétences personnel-les, dévoilent des pôles d’intérêt, s’impliquent pour certains dans la présentation du site final. Le forum est peu utilisé, peut être du fait de la for-mule adoptée qui n’impose pas de travail de groupe.

Utiliser interactivité et animation pour expliquer ... On trouve sur le web (à l ’occasion du TL) : Des gifs, animations non interactives, illustrant un principe : Moteur pas à pas, automatisme séquentiel et GRAFCET, machine à vapeur de watt, régulateur de l’horloge à poids (échappement, foliot) ... Des vidéos : Démonstrations d ’Automatique de l ’EPFL (ou télé expérimentation) Film du robot danseur FLO de Carnégie Mellon University, ... Des animations flash ( le robot industriel d ’EUROFIP ...) Des applets java interactives Constituer et jouer un son donné par une série de Fourier, tester l’effet du placement des pôles en z sur les réponses indicielle, harmonique ...

Utiliser interactivité et animation pour s'entraîner ... On y ajoute : Des présentations Powerpoint animées en cours, Des autotests en format Word exploitant l’hypertexte pour consulter ad libitum les solutions des exercices. Des animations Flash Dotées de cases d’auto évaluation, Permettant d’afficher ou de masquer la solution, Associant des couples de questions réponses pré enregistrés À développer : un serveur plus une base de données chargée par les enseignants et contenant une batterie d’exercices et leurs solutions. Il est possible d ’y conserver les accès et les réponses de chaque élève. Tout élève inscrit au cours peut venir s ’autoévaluer ou consulter à tout instant son niveau vis à vis des objectifs du cours.

Créer une applet java pour AutoTS (projet Juin 2000) Objectif multiple du projet : relier les cours d ’Automatique et d ’Informatique utiliser les connaissances acquises pour expliquer ... expérimenter les applets java que l ’on voit proliférer par ailleurs ... collaborer avec les collègues informaticiens (ici, H. Collavizza) Contenu du projet : construire une page web expliquant à un internaute l’asservissement de position par ordinateur choisi pour illustrer le cours. On inclura une applet java permettant de régler les paramètres de ce problème et de le simuler pour juger des conséquences. « pas assez d ’Automatique dans ce projet » : un élève anonyme

Aider la gestion du module 14 semaines, 2 heures de cours et 2 heures de TD par semaine, 5 groupes de TD plus de 24 élèves chacun, donc 11 binômes, 3 enseignants qui doivent noter les absences, gérer les travaux à rendre, soient 2 compte rendus de TD sur 12 possibles, et le TL Données du module Gestion avec Excel : un enseignant centralise les observations des deux autres ... très lourd @$§ !! Projet soumis aux élèves: un système pour gérer ces tâches avec un serveur et une base de données. Fonctionnement visé : à la sortie du TD, l’enseignant untel s’adresse au serveur depuis son bureau et ajoute dans la base les informations relevées (absences, travail donné, rendu ...), qui sont aussitôt disponibles pour tous, enseignants et élèves.

Trois exemples accessibles sur le web ... L ’ARPE, de l’Eudil, à Lille, propose (entre autres) des cours d ’Automatique. Le CDIEC de l ’UNSA développe (avec l ’Université en ligne) des animations Flash pour enseigner la Chimie. WIMS de l ’UNSA (Web interactive Mathematics Server, Xiao gang) propose des exercices de mathématiques sur un serveur... Non exhaustif bien entendu … À voir également depuis le réseau : les plate-formes de formation telles WebCT, Blackboard, Learning Space, Ariadne, Serpolet, … à évaluer, les listes de distribution par e-mail comme celle de Thot, les organismes et associations spécialisés tels l’IMET, le Préau, ...

Quelques questions en conclusion Le cumul sur l’URL des do-cuments pédagogiques, du TL et du projet, fait 500Mb environ (TL+projet : 75%). Comment diffuser ces données plus largement ? URL locale => URL ? (pas si facile!) Inclure les données en l’état dans un CDROM, accédé par hypertexte. Comment rendre l’URL plus attractive (index, FAQs recueil de «perles», ...) ? Il faut améliorer la navigation: Proposer des noms plus explicites Baliser des chemins dans les documents de l’URL Ajouter un serveur à l ’entrée pour identifier l ’utilisateur et régler ou même personnaliser l’accès à l’information. Il faut faciliter la réutilisabilité de l’URL (construction de nouveaux cours, évolution des anciens) tout en conservant la possibilité de maintenance. Elément de réponse (partielle) sur l’utilité des NTICE : à chaque fois qu’elles facilitent la présentation de la vision originale d ’un enseignant quant à sa matière et ses méthodes, les NTIC sont bien utilisées, sinon, c’est utiliser pour utiliser ...

Documents conçus ou réunis (CDROM) (avec le CDROM où tous les documents de l’URL ont été regroupés) Flash robot d ’EUROFIP, edl (test des prérequis), martians, associations QR, 100%Questions Java projet madaule (lire sous Internet Explorer 5) ... Séries de Fourier Gifs : stepper, grafcet, sur l’URL la machine à vapeur vidéos : le robot FLO de CMU, l ’automatique à l ’EPFL ... Word : Cours introduction[a], et [b] Cours[d] « à trous » autotest[d] Questionnaires de TD PowerPoint: Cours[f], repr. état Cuves communicantes Banc EMERICC Premier ordre (à trous) html : Index de l’URL locale, décrire l’arborescence, voir TL, projets, Modus Operandi , objectifs …