Spécificités techniques et pédagogiques des dispositifs numériques

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1 Spécificités techniques et pédagogiques des dispositifs numériques
Cours n°2 approche historique des TICE Correction du cours 1 Pierre-André Caron Maître de conférence en Sciences de l'éducation Equipe Trigone Laboratoire CIREL Université Lille1

2 1) Drill and practice Le behaviorisme a pour fondateur Watson. Ce chercheur remet en cause les principes et les méthodes de la psychologie qui à cette époque est déjà la science de la conscience étudiée à travers l'introspection. l'observateur = l'observé? la conscience n’est pas un objet d'étude légitime. étudier un objet publiquement observable : le comportement. Cette nouvelle approche ? Eliminer de leur vocabulaire tous les concepts subjectifs tels que "sensation, perception, image, désir...", concepts de "pensées" et d'"émotions". L'étude du comportement: "stimulus" et "réponses". Champ des adaptations humaines. Contrôler l'activité humaine Regrouper des données scientifiques par des méthodes expérimentales.

3 Drill and practice

4 Remarques logiciel d'entrainement cérébral!
traitement des enfants autistes, Apprentissage de l'anglais. Voir le courant des micro contenus.

5 Drill and practice

6 Drill and practice Retenir que pour les béhavioristes "Le cerveau est une boite noire" Les seules choses qui comptent sont les choses que l'on peut quantifier, reproduire.

7 2) L’enseignement programmé
Une méthode pédagogique qui est bien supportée par les TICE; Le goutte à goutte de la connaissance L’apprenant Stimuli informationnels ordinateur Produit des réponses Contrôle et délivre Perçoit et contrôle

8 L’enseignement Programmé
l’enseignement par ordinateur trouve ses racines dans l’enseignement programmé des années Le niveau d’adéquation entre les théories behavioristes de Skinner et les possibilités techniques de l’ordinateur faisait en effet de celui-ci la « machine à enseigner »

9 L’enseignement programmé, Skinner
Il n’est pas excessif de comparer la machine à un précepteur privé. 1) Il existe, en effet, un échange continuel entre le programme et l’élève. À la différence des exposés, des manuels et des aides audiovisuelles habituelles, la machine induit une activité soutenue. L’élève est sans cesse en éveil, sans cesse occupé. 2) À la manière d’un bon précepteur, la machine insiste pour que chaque point soit parfaitement compris avant d’aller plus loin. Les cours et les manuels développent la matière sans s’assurer que l’élève suit, et Dieu sait s’il est fréquemment dépassé. 3) Comme un bon précepteur encore, la machine ne présente que la matière que l’élève est préparé à aborder. Elle lui demande de faire le pas qu’il est, à un moment donné, le mieux en mesure de faire. 4) La machine aide l’élève à produire la réponse correcte. Elle y parvient, en partie grâce à la construction ordonnée du programme, en partie par la mise en oeuvre de diverses techniques d’amorce ou d’allusion, dérivées de l’analyse du comportement verbal. 5) Enfin, la machine, toujours comme le précepteur privé, renforce l’élève pour chaque réponse correcte, utilisant ce feed-back immédiat non seulement pour modeler efficacement son comportement, mais pour le maintenir en vigueur, d’une manière que le profane traduirait en disant que l’on tient l’intérêt de l’élève en éveil.

10 L’enseignement Programmé
L’activité soutenue de l’élève interactivité Avancer point par point …scorm Se donner des objectifs réalistes …quantifiable Aider l’élève à produire la réponse correcte la maxime de Comenius « plus le professeur enseigne, moins l’élève apprend » Tout bon maître doit prévoir le ‘sevrage’ de ses élèves, et la machine n’échappe pas à cette règle. Meilleur est le maître, et plus net et explicite le processus de sevrage. Les dernières étapes d’un programme doivent être aménagées de telle sorte que l’élève puisse se passer des conditions privilégiées que lui faisait la machine

11 L’enseignement Programmé
Une ambiguïté concerne le rôle des machines: on parle de leur confier des « tâches mécanisables » permettant le « rabâchage » on attribue à la machine toutes les qualités d’un « bon précepteur », d’un « tuteur intelligent »

12 L’enseignement Programmé
le succès des machines à apprendre de Skinner fait apparaître, a contrario, les faiblesses d’un enseignement traditionnel. Les machines démontre sans réplique possible le caractère mécanique de la fonction du maître telle que la conçoit l’enseignement traditionnel (Piaget)‏

13 L’enseignement Programmé

14 L’enseignement Programmé

15 L’enseignement Programmé

16 3) Les beaux jours de l’EAO
Même boucle de contrôle que l’enseignement programmé, mais les éléments de contenu d’information sont plus gros, et sont associés à des exercices et des tests. Des chemins multiples suivants les résultats au test. Une approche plus didactique (les didacticiels)‏ Outils: langages auteurs Dupon t Début Premier élément document MM tes t 3 doc OK 4 doc 2 doc Exercice de test Note/20 Fin

17 3) Les beaux jours de l’EAO
Le tutoriel ou le professeur dans la machine l’ordinateur tuteur évalue l’apprenant place l’élève en situation d’auto-apprentissage un tutoriel est constitué d’une série d’unités comportant une présentation d’informations, une sollicitation de l’apprenant, une saisie de la réponse de l’apprenant, un traitement du message et une réaction à ce message

18 3) Les beaux jours de l’EAO
Système de gestion de l’apprentissage (LMS)’ Côté serveur Côté client Modèle de données Données échangées entre le SCO et le LMS API (liaison de communication entre le SCO et le LMS)‏ Lancement JavaScript Navigateur SCO API Adapter Adaptateur d’API LMS Server Serveur Actif Reprise des métadonnées du LOM Utilisation des spécifications AICC Packaging et séquencement

19 3) Les beaux jours de l’EAO
Parallèle avec la situation que nous rencontrons en e-learning 19

20 3) Les beaux jours de l’EAO
Communication communication MetaData Metadata LO LO LO LO LO LO LO

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23 Recherche actuelle: IMS-LD
Spécification d’IMS basée sur le langage de modélisationpédagogique EML (Educational Modelling Language) de l’OUNL. Objectif = développer un environnement de modélisation d’unités d’apprentissage : Supportant la diversité, l’innovation et les différentes approches pédagogiques Promouvant l’échange et l’interopérabilité des “matériels pédagogiques” Permettant de décrire des situations mono ou multi utilisateurs, individuelles ou collectives, en présentiel ou à distance

24 Recherche actuelle: IMS-LD
Quoi? Langage de modélisation pédagogique Description de modèles pédagogiques Neutre – plusieurs stratégies pédagogiques Formel (code XML)‏ Pourquoi? Fournir une « colle » pédagogique aux objets d’apprentissage Définir une « structure » aux parcours d’apprentissage Offrir un pont entre la conception et la diffusion Candidat à la standardisation

25 Recherche actuelle: IMS-LD La métaphore du Théatre
Métaphore du théâtre : Le déroulement d’une unité d’apprentissage est décrit par un élément nommé méthode qui en organise les différents déploiements sous forme de pièces (mises en scène). Une pièce est composée d’actes exécutés en séquence. Les actes sont formés de partitions qui associent un rôle à une activité effectuée dans un environnement (décor).

26 Tin can Nouveau mécanisme de communication entre le contenu et le LMS (basé sur les Web Services). Conséquence : le contenu peut être déployé hors navigateur (exécutable, Mobile App, etc.) et autorise des sessions partiellement déconnectées. Nouvelles informations de suivi, prenant en compte les activités informelles. Cela s’accompagne d’une nouvelle manière de formuler les actes pédagogiques (« I did this »). Nouvelle manière de stocker et restituer les informations de suivi, grâce au concept de LRS (Learning Records Store), base de données faisant partie ou non d’un LMS. Un LRS est potentiellement ouvert à d’autres systèmes.

27 Tin can Conséquences : Les plateformes ne disparaissent pas, mais exposent leurs données (LRS d’un LMS) ; Les contenus sont toujours là mais peuvent échanger directement avec des LRS, sans passer par un LMS ; Des dépôts de données externes (LRS), hors LMS, font leur apparition ; Des outils de reporting exploitent les données de plusieurs LRS. Le modèle Tin Can sous-entend donc une réorganisation du marché, avec peut-être l’apparition de nouveaux acteurs : fournisseurs de LRS et d’outils de reporting.

28 4a) Le monde de Logo Un rejet de l’enseignement programmé et du contrôle de l’apprenant par l’ordinateur L’inversion: faire contrôler l’ordinateur (ou plutôt un sous- ensemble) par l’apprenant. La découverte et la position de chercheur Un environnement graphique et un langage de contrôle: LOGO (la tortue)‏ S’inspire dans les années 80 des apports des sciences de l’apprentissage notamment Piaget et des approches pédagogiques non-directives. Lien avec la simulation.

29 L’ordinateur comme objet de découverte
Jean Piaget L’enfant est un ‘scientifique’ qui expérimente sur son environnement

30 Les bases de la pensée de Piaget
Les enfants: Apprentissage actif Construise leur apprentissage par expérience Imitation Adaptation (comme l’adaptation biologique)‏ ré adaptation pour tendre vers l’équilibre Les interactions avec des environnements sociaux et physiques sont essentiels au dévelopment cognitif

31 4a L’ordinateur en tant qu’outil d’exploration

32 4a L’ordinateur en tant qu’outil d’exploration

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34 La Théorie de dévelopement cognitif de Vygotsky
Lev Vygotsky Psychologue Russe Il conduit des recherches sur la manière de penser des enfants Il enseigne que les adultes encouragent le développement cognitif des enfants de façons voulues et systématiques.

35 Perspective socioculturelle
Vygotsky Perspective socioculturelle Les processus mentaux complexes sont générés par des activités sociales. Le développement de l'enfant ne procède pas de l'individuel vers le social, mais du social vers l'individuel. les enfants réussissent mieux des activités complexes quand ils sont assistés par des personnes compétentes. Les tâches difficiles favorisent le developpement intellectuel.

36 la Zone de dévelopement proximale (ZPD) de Vytgotsky
“Les tâches qu'un enfant ne peut pas réaliser seul, mais qu'il peut réaliser s'il est aidé ou guidé par d'autres.” (Ormond, 2000)‏ Ce qu'un enfant peut faire avec une aide maintenant, il sera capable de le faire seul demain. (Vygotsky)

37 Les applications actuelles
La participation guidée L'étayage L'apprentissage auprès d'un expert Les interactions entre pairs

38 La participation guidée
Donner aux étudiants l'assistance nécessaire pour qu'ils réussissent des activités professionnelles. Note: utiliser le vocabulaire spécifique de l'activité.

39 L'étayage Offrir une assistance evolutive aux étudiants pour leur permettre d'accomplir des activités exigeantes Une première aide pour soutenir les premiers efforts ... Puis cette aide peut petit a petit être retirée comme un échafaudage de construction.

40 Apprentissage auprès d'un expert
Travailler avec un expert pour réussir des activitées complexes.

41 Interaction entre pairs
En travaillant ensemble les étudiants s'étayent les uns les autres. Ils acquièrent des manières de penser professionnelles

42 Jean Piaget vs Lev S. Vygotsky
Pensée et langage, Editions sociales, 1985 (ed. originale, 1934) Importance des interactions sociales et de la relation d’aide. Conception sociale de l'apprentissage, dans un mouvement conduisant la pensée du social à l’individuel. Apprentissage par intériorisation progressive de l'action, grâce au langage intérieur. L'apprentissage permet une anticipation du développement, en jouant sur la zone proximale du développement (ZPD). Chaque fonction psychique supérieure apparaît deux fois au cours du développement: la première au niveau social, la seconde au niveau individuel. Importance décisive de la médiation : « Si l’enfant fait un pas dans l'apprentissage, il avance de deux pas dans son développement. » Rôle de l'adulte : solliciter l’élève dans la zone proximale et lui permettre de réussir en collaboration, ce qu’il sera demain capable de réussir seul. Conception surtout utile pour construire des dispositifs didactiques exigeants et stimulants. Socioconstructivisme (auto-structuration assistée) L’Équilibration des structures cognitives, Puf, 1975 Importance du dialogue avec les objets et de la découverte par l’expérience personnelle. Conception biologique de l’apprentissage, dans un mouvement conduisant la pensee de l'individuel au social. Apprentissage par décentration progressive. Le développement est la condition de possibilité de l'apprentissage, lequel doit respecter le stade de développement en cours. La structure cognitive évolue par réorganisation de schèmes, à la suite de déséquilibres suivis de rééquilibrations majorantes (cf sujet épistémique). Scepticisme sur la pédagogie : « Chaque fois qu’on explique quelque chose à un enfant, on l'empêche de l'inventer » Rôle de l’adulte : proposer a l'élève un milieu riche et construire des situations favorables à l’émergence de conflits cognitifs, qui sont les moteurs du développement. Conception surtout utile pour analyser les erreurs des élèves et concevoir des remédiations. Constructivisme (auto-structuration simple)

43 4b objet de médiation

44 4b objet de médiation

45 4 c tuteur intelligent Dans ce nouveau type d’EIAO, l’élève est considéré comme un « résolveur de problèmes  Centrés sur l’apprenant et l’apprentissage plutôt que sur l’enseignement Ces systèmes « réagissent à la progression de l’apprenant en le questionnant sur ses décisions et en lui fournissant des indices lui laissant entrevoir les possibilités différentes qui s’offrent à lui à un moment donné de sa progression »

46 tuteur intelligent incorporation du profil de l’apprenant dans le modèle de l’élève Déterminer le style cognitif ou les stratégies d’apprentissage de l’élève Exemple projet plearnet.

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48 5) La simulation Comme LOGO, faire contrôler, expérimenter un système simulant le réel via un ordinateur graphique Le comportement est inscrit en général par des spécialistes (mise en équations)‏ Réalisme du comportement, fidélité (introduction de pannes aléatoires)‏ Réalisme visuel via un représentation graphique élaborée et fortement interactive (voir Flight Simulator…) vers la Réalité Virtuelle…

49 Simuler la vie (second life)‏

50 Simulateur de conduite
Simulateur pleine échelle, simulateur de résolutions de problèmes

51 Augmenter la vie

52 6) multimédia Ré-introduction des pratiques audiovisuelles pour l’apprentissage (son et/ou image vidéo ou animée)‏ Cerveau droite / cerveau gauche. Plus sérieux: ce que nous retenons de ce que nous voyons, entendons, disons, faisons… L’interactivité et le média riche… La narration et l’EAO Le problème de l’écriture MM et le bon choix des médias: efficacité pédagogique, variété de styles cognitifs

53 Exemple d’intégration

54 7) l’hyper Bibliothèque
Bâtie sur le modèle de la bibliothèque comme lieu favorable à l’apprentissage. Des chemins multiples dans la lecture: au travers de liens, construction de sens et de connaissances, possibilité d’ajouter de l’information (annotation) rechercher des informations Rendue possible dans les années 80 par les technologies hypermédias (le Web aujourd’hui ?)‏

55 7) l’hyper Bibliothèque

56 7) l’hyper Bibliothèque

57 7) l’hyper Bibliothèque

58 7) l’hyper Bibliothèque

59 7) l’hyper Bibliothèque
Taxi nomie vs folkso nomie

60 Quelques éléments nouveaux?
L'expérientiel Utiliser les caractéristiques ludiques ou expérientielles pour favoriser une situation d'apprentissage. (voir la notion de flow) (et les théories de la motivation) Apprentissage par le jeu, Serious game etc. Voir la ressource à votre disposition sur la plate-forme (conférence de Fabien Fenouillet) L' Ubimédia Utiliser les capacités de géolocalisation, de capture, de lecture (qr-code, nfc) d'un téléphone pour imaginer des dispositif en interraction avec des situations réelles Voir apprentissage situé, Alternate Reality Game, apprentissage mobile et le pervasive learning Une référence incontournable : » Every[ware] la révolution de l'ubimedia Adam Greenfield