Les environnements informatiques pour l’apprentissage humain, premières approches, pratiques et théoriques Luc Trouche EducTice (INRP) LEPS (Lyon 1) luc.trouche@inrp.fr.

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1 Les environnements informatiques pour l’apprentissage humain, premières approches, pratiques et théoriques Luc Trouche EducTice (INRP) LEPS (Lyon 1) Le nécessaire travail sur le cours… Ce nouveau cours, l’occasion de revenir sur les principales notions, en particulier celle de schème… Même dispositif de cours… donc deux réacteurs à chaud, deux réacteurs à froid, dispositif d’atelier. Un élément en plus, un commentaire d’ouvrage, par Rim. Titre initial : quels cadres théoriques pour penser l’intégration scolaire des TIC? Quatre points de vue Les outils sont partout Théories de la médiation (médiation sémiotique, médiation de Vygotski Les outils, dans toute activité humaine, en particulier dans l’apprentissage, ont une influence forte sur la conceptualisation Conséquence théorique, Outil/instrument Le type de situation a une influence forte sur l’activité des élèves et donc sur la conceptualisation Le type d’intégration des outils… Environnement, situation, orchestration, milieu Formes dégénérées… Scénario, synopsis, orchestration Situation, activité, exercice, problème, problématique Chaque mot est rattaché à une théorie Image, figure, … Techniques/schème EIAH, TICE, TIC Master HPDS, UE TICE, mod. A, nov. 2008

2 Prologue, réflexions sur trois images
Van Gogh (1888) utilise des roseaux, “taillés comme une plume d’oie”. Le roseau devient l’instrument de ses dessins. Il lui donne la possibilité de creuser ses feuilles et de forcer les contours. Cet outil lui permet d’imiter le geste large des peintres japonais, qui n’utilisent pas le roseau, mais le pinceau. Particulièrement souple, le roseau donne naissance à une manière de faire, que traduit tout un vocabulaire de signes : pointillés, hachurés, arrondis et surtout les tourbillons qui deviennent une des techniques majeures du peintre.

3 Prologue, réflexions sur trois images
Fernand Léger Le remorqueur Ce tableau célèbre la beauté de l’homme uni à la machine, dans une vision équilibrée, allègre et optimiste (Changeux J.-P., 2002, L’homme de vérité, Odile Jacob sciences)

4 Prologue, réflexions sur trois images
Comme l’a bien montré Larry Cuban (1986), chaque nouvelle technologie éducative a promis de changer la pédagogie, ce qui a rendu les professeurs prudents, voire sceptiques sur la capacité des technologies à induire le changement et l’innovation. Mais ce qui est symbolique et en soi révélateur, c’est le fait que pour illustrer son propos, L. Cuban ait choisi une photographie de 1927 : l’image (Figure 1, p 41) montre un professeur de Los Angeles faisant une leçon de géographie dans un avion. On distingue sur cette photographie d’archive une enseignante, debout à l'avant de la cabine près d'un petit tableau noir, montrant de sa baguette un globe terrestre. Face à elle, sept élèves sagement assis devant leur bureau écoutent cette leçon de chose, sans même penser ni oser observer directement la Terre par les hublots de l’avion. La juxtaposition d'une salle de classe aérienne - le sommet de la technologie en avec un professeur de géographie faisant la classe de manière très classique, nous semble montrer les illusions et les désillusions qui ont toujours accompagné l’introduction de chaque « nouvelle » technologie. On peut lire cette image comme une métaphore de l’enseignement de la géographie, qui persiste à utiliser des moyens classiques, quand il suffirait d’observer et de déchiffrer la Terre vue d’en haut. Vieux débat sur l’intérêt des technologies dans la classe ou question d’actualité sur les limites des TIC par rapport aux apprentissages des élèves dans le monde « réel » ? Préjugé anti-technique ou méfiance vis-à-vis des supposés bienfaits pédagogiques de l’informatique ? C’est un phénomène bien connu : entre la salle de classe et une nouvelle technologie, c’est toujours la salle de classe qui gagne ! (Cuban, 1993). Parlant de « romance inconstante », L. Cuban décrit « quatre phases pour chaque technologie : dans la première se multiplient les prophéties sur les changements attendus ; dans la suivante sont menées des expériences pilotes prometteuses. La troisième voit émerger des problèmes lors de la banalisation. La quatrième, où peu d’usages sont constatés, conduit à critiquer les enseignants, suspectés d’immobilisme, tandis qu’arrive une autre vague de technologies » (Baron, 2003)." New York Times (1927) To-day’s Aerial Geography Lesson Professeur de géographie de Los Angeles faisant son cours dans un avion

5 Sommaire Prologue : réflexions sur trois images
1. Présentation de l’UE, ressources existantes, ressources à s’approprier, ressources à construire, programme de travail 2. L’espace de l’UE sur Spiral, présentation des outils et première mise en oeuvre 3. Présentation de l’environnement mobi.net et TP d’application 4. Didactique et TICE, quelques points d’ancrage théorique

6 Le cours du jour Pierre Benech, EducTice (INRP)
Rim Hammoud, doctorante Sophie Soury-Lavergne, EducTice (INRP) Luc Trouche, EducTice (INRP) et LEPS (Lyon 1)

7 Programme de l’UE, module A

8 Programme de l’UE, module B

9 Quelles ressources existantes ?
Quelles questions ont été traitées dans les deux masters pouvant être utiles pour cette UE ? Quelles ressources existantes ? On ne part jamai de 0…

10 Préparation - choisissez un outil qui vous a semblé, ou vous semble, important pour l'apprentissage, l'enseignement, la pratique de votre discipline. - précisez les raisons de votre choix et explicitez les principales potentialités de cet outil, les obstacles qu'il peut susciter pour les apprentissages et les questions d'intégration qu'il pose pour le maître Atelier esquissez une typologie des outils pour l’enseignement ; - explicitez une liste (ordonnée ?) de potentialités et obstacles possibles… Atelier Interroger aussi le groupe de Grenoble sur ce qu’il a déjà fait… Il suffit que nous parlions d'un objet pour nous croire objectifs. Mais par notre premier choix, l'objet nous désigne plus que nous ne le désignons et ce que nous croyons nos pensées fondamentales sur le monde sont souvent des confidences sur la jeunesse de notre esprit. (La psychanalyse du feu, p.11, Folio/essais n°25) On en saurait trop conseiller au professeur d’aller sans cesse de la table d’expérience au tableau noir, pour extraire aussi vite que possible l’abstrait du concret…

11 Outils d’apprentissage
Contribution de Rôle de l’outil Susciter la curiosité et la recherche de la résolution du problème Par l’appropriation de la connaissance en jeu : Renforcer la relation savoir↔apprenant. 11

12 Logiciels de suivi en chimie : Modèle atomique des boules solides :
Les outils de l’apprentissage en sciences Logiciels de suivi en chimie : + Permettent une simulation et donc une prédiction à confirmer par l’expérience + Donnent un lien entre la théorie et l’expérience - Diminuent les compétences mobilisées, effet de « boîte noire » Modèle atomique des boules solides : + Appréhension d’un phénomène microscopique à l’échelle macroscopique - Modèle naïf, pouvant former une représentation qui fera obstacle à des modèles plus avancés Tableau périodique : + Crée une cohérence dans la multitude des espèces chimiques + Aide à l’assimilation du modèle des couches électroniques - Peut ensuite gêner pour introduire la notion d’isotopie qui parait « rajoutée » par-dessus l’apparente complétude du tableau Banc d’optique : + Permet d’observer aisément les phénomènes optiques décrits en cours - Tout n’est pas observable (images virtuelles), tendance donc à oublier ce qu’on ne voit pas Typologie : Informatique ou Matériel ? Outil ou modèle ? Guillaume ROSSET

13 Difficile typologie… Pistes pour une typologie
Outils conçus pour la pratique savante, ou non ? Outils conçus pour l’enseignement, ou non ? Outil matériel ou symbolique ? Outil numérique, ou non ? Computer ou ordinateur ? Dynamique, ou statique ? Applications intégrées ou séparées ? Outil en ligne, ou sur poste ? Outil partagé ou individuel ? Outil portable, ou non ? Outils hybrides ? Difficile typologie… Il suffit que nous parlions d'un objet pour nous croire objectifs. Mais par notre premier choix, l'objet nous désigne plus que nous ne le désignons et ce que nous croyons nos pensées fondamentales sur le monde sont souvent des confidences sur la jeunesse de notre esprit. (La psychanalyse du feu, p.11, Folio/essais n°25) On en saurait trop conseiller au professeur d’aller sans cesse de la table d’expérience au tableau noir, pour extraire aussi vite que possible l’abstrait du concret…

14 Un ouvrage de référence sur les outils
Wertsch, James V. 1998 Mind as action Oxford University Press Chapter 2, Properties of mediated action Evoquer la réforme de 1902… Se reporter à la présentation de ce chapitre par Rim Hammoud, étudiante master HPDS (diaporama outils- Wertsch.ppt)

15 Autres ressources… La plate-forme Spiral et l’espace de l’UE
(modules A et B) nous utiliserons pour ce cours une plate-forme à distance, sur laquelle tous les acteurs (équipe pédagogique et enseignants) se présenteront via une courte vidéo. Pouvez-vous préparer une présentation personnelle (3 mn) incluant votre cursus (vos études et expériences professionnelles), vos intérêts pour cette unité d'enseignement, et vos projets professionnels ?

16 Une activité humaine dépendante et productrice d’outils…
Le timith, outil de calcul automatique du blé (Bourdieu 2003) : “Le calcul, on le voit, se fait tout seul” Médiation sémiotique … des théories qui parlent de signes, de médiation, d’activité (intégrant un sens culturel, social, historique)

17 Sensibilité de la conceptualisation aux outils mobilisés au cours de l’activité…
Une droite est d’autant plus tangente à une courbe qu’elle a plus de point commun avec elle… Médiation sémiotique … des théories qui distinguent « l’artefact extérieur à soi » et « l’artefact approprié »

18 Une théorie pour penser la conception des outils (Rabardel 1999)
Relations dialectiques entre les sujets et les artefacts qu’ils utilisent et/ou constituent au cours de leur activité Deux processus en étroite relation, instrumentation et instrumentalisation Un instrument, comme résultat d’une construction individuelle Un instrument, entité mixte, composé d’une partie de l’artefact et d’un schème permettant l’organisation de l’action. Un sujet Un artefact Genèse instrumentale Instrumentation Artefact = proposition pour l’action Instrumentalisation Un instrument = une partie de l’artefact + des schèmes d’utilisation

19 Sensibilité de l’activité aux situations apprêtées par l’école
Le puzzle, pour construire la proportionnalité. Le modèle du jeu (dévolution ou problématisation ?), des règles du jeu, des rôles pour les acteurs, la connaissance à acquérir comme résolution optimale du problème (= solution pour gagner) Artefact = proposition pour l’action Penser les situations didactiques pour susciter la conceptualisation

20 Sensibilité de l’activité des élèves à l’agencement des artefacts dans la classe
Des outils étant donnés (vs conçus), un problème étant donné (vs conçu), il reste à penser l’agencement des artefacts, l’organisation des acteurs, les relations acteurs/artefacts… L’activité des élèves, et donc les apprentissages, sont fortement dépendant de cet agencement, à anticiper par le maître (pour partie), à ajuster dans le feu de l’action… Pierre-Yves, le site, les énigmes, les instruments… Activité et donc conceptualisation. Au fond de l’apprentissage, la conceptualisation Un professeur décrit l’évolution de l’agencement de sa salle de classe

21 Sensibilité de l’activité des élèves à l’agencement des artefacts dans la classe
Pierre-Yves, le site, les énigmes, les instruments…

22 Un milieu pour l’apprentissage
Penser les orchestrations instrumentales = apprêt d’un problème pour le mettre en œuvre dans un environnement donné. Nécessité de penser configurations didactiques et modes d’exploitation Un environnement Un milieu pour l’apprentissage Revenir à la question de Chevallard, sur les systèmes d’exploitation didactique. Complexité de la notion d’environnement (sortie de terrain, classe, appareil photo…) Penser l’espace, le temps, la gestion des artefacts disponibles (ou à introduire), en relation avec : le problème, les phases de résolution, les variables didactiques, les objectifs pédagogiques… Une situation

23 Orchestrations, scénarios, synposis
Orchestrations, documentation du professeur Des concepts saturés de sens, à penser dans le cadre de théories. Des théories à s’approprier, dans la perspectives de recherches à développer Il y a de nombreuses années, je disais à mes étudiants : « prenez une feuille de papier et dessinez-moi un monde social ». Presque tous faisaient une pyramide. De plus en plus, pour remplacer une image par une autre, je vois le monde social comme un mobile de Calder, où il y aurait des espèces de petits univers qui se baladent les uns par rapport aux autres dans un espace à plusieurs dimensions (Bourdieu) Vastes domaines

24 Bibliographie Balacheff N. (1994). Didactique et intelligence artificielle, Recherches en Didactique des Mathématiques, 14(1/2), 9-42 Chevallard Y. (1992). Intégration et viabilité des objets informatiques, in B. Cornu (dir.), L'ordinateur pour enseigner les mathématiques, PUF, Trouche L. (2005). Construction et conduite des instruments dans les apprentissages mathématiques : nécessité des orchestrations, Recherches en didactique des mathématiques, 25, Wertsch J. V. (1998). Mind as Action. New York: Oxford University Press. Remarque, côté élève, représentation du type de tâche, représentation de la tâche, réalisation de la tâche, représentation de la réalisation de la tâche… et représentation de soi… Rappeler que l’élève, après la tâche dit : que je suis bête, j’aurais pu regarder le graphique ! Signaler que l’autre élève interrogé répond “bien”.

25 Réactions Deux réactions à froid

26 Instrument = partie de l’artefact + schème d’utilisation.
Réaction de Suzane Elhage L’activité humaine est productrice et utilisatrice d’outils. L’approche instrumentale de (Rabardel, 1995) distingue, fondamentalement, l’artefact, qui est donné, d’un instrument, qui est construit au cours de l’activité finalisée : Instrument = partie de l’artefact + schème d’utilisation. Deux processus croisés (instrumentation et instrumentalisation) se développent au cours des genèses instrumentales. Cette approche constitue un bon cadre théorique pour l’étude de l’intégration des TICE dans l’enseignement. Un même outil peut être détourné (par les élèves,…) pour donner naissance à des instruments différents. L’utilisation d’une grande variété d’outils par les élèves dans une même situation nécessite d’être pensée par le maître (notion d’orchestration instrumentale). Le fait d’en utiliser plusieurs sans scénario… n’envoie pas aux résultats désirés. L’intégration de l’outil technologique dans l’enseignement ne se réduit pas à l’utilisation d’outil dans un milieu ou dans des situations déterminés. Le plateforme spiral constitue un bon exemple. Pour certains étudiants, elle n’était qu’un artefact inutile et lourd, pour d’autres un outil qui selon le but (multifonctionnel) peut donner naissance à différents instruments.

27 Réaction de Stéphanie Gros stephi.gros@hotmail.fr
Prise en main de la plateforme spiral Aspect positif : outil de communication fort intéressant d’un point de vue pratique pour des travaux communs, pour récupérer des documents, échanger avec les autres masters...etc ! Aspect négatif ou « Aide manuelle adressée aux étudiants : comment tendre le bâton pour se faire taper sur les doigts.... » Citations approximatives entendues lors de la présentation de la plateforme : « Tout ce que vous faîtes sur spiral laisse une trace ; nous pouvons connaître le moindre clic de souris effectué, à quelle heure et par qui (...). » « Cette plateforme est une demande de l’université de Lyon 1 pour contrôler le travail des étudiants(...). « Si vous avez des mauvaises notes on pourra vous dire que vous n’avez pas bien travaillé, que vous n’avez pas utilisé les ressources mises à votre disposition (...). » Question : dans le cadre de cette UE 3, quelles sont le type, les critères d’évaluation et les objectifs d’apprentissage ? Présentation de MobiNet L’aspect « promotion d’un produit » de l’intervention peut être pris de manière négative mais aussi comme une bonne entrée dans le monde des TICE par le fait qu’on peut se mettre à la place d’un professeur à la recherche d’activité. Discussion de l’intervenant sur le « bon coté » et le « danger » des TICE très intéressante. Dommage cependant de ne pas avoir prévu un temps de manipulation du logiciel. L’utilisation des TICE en classe Intervention très intéressante pour nous rendre compte d’une mise en pratique des TICE dans une classe et pour redéfinir l’importance de l’outil dans les processus d’apprentissage. Bonne logique d’articulation avec l’intervention précédente. Une petite devinette méthode carambar Quel est le comble d’un outil de communication dont l’une des principales fonctions est de favoriser un travail à distance entre étudiants de plusieurs masters ? Allez...un ptit indice : Spiral.... Toujours pas ? Bon, un autre indice ...si je vous dis...vidéo de présentation ! Réponse : le comble d’un outil de communication dont la principale fonction est de favoriser un travail à distance est de nécessiter le déplacement de certains pour répondre aux demandes de contenu de la plateforme.

28 Deux travaux à réaliser…
La SDTICE a mis en ligne 32 nouvelles vidéos (2ème trimestre 2008) montrant en situation des exemples d'usages des TIC dans les enseignements primaire et secondaire. Elles sont accompagnées de commentaires d'enseignants et d’élèves. Penser une typologie des scénarios (quels critères, quelles valeurs…) ? + commentaire sur la vidéo du blog’master Deux travaux à réaliser…