Modélisation et Simulation avec les TICE

Présentation au sujet: "Modélisation et Simulation avec les TICE"— Transcription de la présentation:

1 Modélisation et Simulation avec les TICE
31 mai - 3 juin 2005 Congrès Innovation et Multimédia dans l'Enseignement de la Chimie MIEC-JIREC Modélisation et Simulation avec les TICE Bernard TRIBOLLET LIRDHIST-UCBL et IUFM de LYON France

2 Transposition informatique d'une démarche d'apprentissage
Congrès Innovation et Multimédia dans l'Enseignement de la Chimie AUTRANS Juin 2005 1ère partie Transposition informatique d'une démarche d'apprentissage Bernard TRIBOLLET

3 Plan de la 1ère partie 1) Cadres de références 2) Démarche scientifique grâce aux TICE, en Sciences Physiques ; Modèles et modélisation 3) Etapes de la démarche d'apprentissage constructiviste à transposer

4 1) Cadres théoriques de référence
A - Pour l ’apprenant B - Pour la situation d ’apprentissage C - Pour l ’interactivité des TICE. D - Cadres E - Registres explicatifs : registres sémiotiques de R. DUVAL

5 1) Cadres théoriques de référence
A - Pour l’apprenant : le constructivisme L’apprentissage résulte : d’un processus d’adaptation et de construction ; des interactions que l’élève établit avec son environnement physique et social. Références : La démarche scientifique de la construction du savoir (BACHELARD et PIAGET) - Le constructivisme dans l'enseignement des Sciences (Johsua/Dupin 93)

6 1) Cadres théoriques de référence
B - Pour la situation d ’apprentissage La théorie des situations (Brousseau 86) : L'élève apprend en interagissant avec le "milieu" L'enseignant construit la situation d'apprentissage en agissant sur les variables didactiques

7 La situation d’apprentissage : La théorie des situations (Brousseau 86, Margolinas 93)
Une situation a-didactique comprend une activité : d ’action : travail personnel autonome de décision : choix de la stratégie d’anticipation : liens entre stratégie et échecs ou réussites il y a dévolution complète de la résolution de problème à l'apprenant.

8 C - Pour l ’interactivité des TICE.
1) Cadres théoriques de référence C - Pour l ’interactivité des TICE. La transposition informatique définit l' Environnement Interactif pour l'Apprentissage Humain (EIAH). (Balacheff 94, Bruillard 97) L'interactivité favorisant l'autonomie et l'exploration dans les micromondes. niveaux d'interactivité Accès aux schémas des différents Dans la 'analyse de N. BALACHEFF de la transposition didactique, le media informatique est un élément du milieu au sens où l'apprenant interagit avec lui pour son apprentissage On peut schématiser les interactions entre la machine et l'apprenant par des liens entre les activités de l'apprenant et celles qu'exécute le simulateur ; leur nombre est un indicateur del'interctivitét

9 D - Analyse par les cadres
1) Cadres théoriques de référence D - Analyse par les cadres En s'appuyant sur l'analyse de D. MALAFOSSE (2001) issu de la théorie de DOUADY "jeux de cadres" en mathématiques 1984, on peut distinguer 3 cadres : - Cadre familier/culturel ; raisonnement commun - Cadre expérimental ; activités de TP - Cadre théorique

10 E - Analyse par les registres explicatifs
1) Cadres théoriques de référence E - Analyse par les registres explicatifs En s'appuyant sur l'analyse de R. DUVAL (1995) (registres sémiotiques) : LN : Langage naturel RS : Langage symbolique ( formules math.) RG : Représentations graphiques Y= f(X) RA : Représentations dynamiques ( animations et simulations ) RE : Registre expérimental ou praxéologique

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12 2) Apport spécifique des TICE pour la Démarche scientifique en Sciences Physiques
A - Activité de modélisation par la simulation B - Confrontation synchrone de plusieurs registres explicatifs C - Outil d ’auto-vérification en séance pratique

13 2) Démarche scientifique grâce aux TICE
en Sciences Physiques A - Activité de modélisation par la simulation Rôle du média informatique : - Où placer les simulations entre le monde théorique et le monde des objets et des événements ? Accès aux schémas de didacticiens (en html)

14 2) Démarche scientifique grâce aux TICE
en Sciences Physiques A1 - Activité de modélisation par la simulation Monde théorique et le monde des objets et des événements selon J.L. MARTINAND puis D. BEAUFILS :

15 2) Démarche scientifique grâce aux TICE
en Sciences Physiques A2 - Activité de modélisation par la simulation Rôle du média informatique dans le cas de l'étude du son (J. VINCE)

16 2) Démarche scientifique grâce aux TICE
en Sciences Physiques A3 - Activité de modélisation par la simulation - Les règles du modèle sont du domaine théorique, l'interface appartient au champ expérimental (C. BUTY)

17 2) Démarche scientifique grâce aux TICE
en Sciences Physiques A4 - Activité de modélisation par la simulation

18 2) Démarche scientifique grâce aux TICE
en Sciences Physiques A5 - Activité de modélisation par la simulation

19 2) Démarche scientifique grâce aux TICE en Sciences Physiques
B - Confrontation synchrone de plusieurs registres explicatifs Accès en ligne à l'applet correspondante

20 2) Démarche scientifique grâce aux TICE
en Sciences Physiques C - Outil d ’auto-vérification en séance pratique L'apprenant doit pouvoir vérifier lui-même les hypothèses qu'il a posées en utilisant le simulateur informatique . - Exemples de modélisation de la couleur par la trichromie 1 - Voir des objets colorés en lumière colorée 2 - Expérience du tétraèdre 3 - Pénombres colorées d'une pyramide

21 3) Démarches à transposer
Description des 7 étapes de la démarche d'apprentissage à transposer : Stimuler la motivation des élèves Questionnement initial Choisir un cadre de référence Poser des hypothèses Résoudre le problème Vérifier les résultats Valider Autrans

22 Démarches de l'apprentissage
Résolution de problème et situation-problème - En se plaçant dans l'hypothèse constructiviste, le scénario de résolution du problème est établi par l'enseignant à partir des concepts qu'il veut faire construire par l'élève. On peut alors en distinguer 7 étapes dont on cherchera ensuite les conditions pour une transposition informatique : "Evaluer par qui, pourquoi, Comment ? " 1 - Objectifs 1 - Mettre en place une méthodologie et construire des outils pour pouvoir mesurer avec précision l’efficacité pédagogique des documents TICE fournis aux apprenants. 2 - Proposer des critères d’évaluation de la qualité des documents fournis (ergonomie et contenu) ainsi que la construction d’une méthodologie plus structurée de la construction de nouveaux sites. 3 - Fournir aux enseignants des stratégies de choix de sélection de documents pédagogiques qu’ils veulent réutiliser. 4 - Construire une ingénierie de formation d'enseignant basée sur l'entrainement à cette pratique d'enseignement Autrans

23 Démarches de l'apprentissage
Etape 1 : Stimuler la motivation des élèves - Avoir un problème en lien avec la vie quotidienne ; - Créer des activités interactives "élèves-enseignant" - Changer fréquemment d'activités - Créer des activités de groupes ; par 4 ou par binomes - Mettre en place des situations de conflit-socio-cognitif entre élèves "Evaluer par qui, pourquoi, Comment ? " 1 - Objectifs 1 - Mettre en place une méthodologie et construire des outils pour pouvoir mesurer avec précision l’efficacité pédagogique des documents TICE fournis aux apprenants. 2 - Proposer des critères d’évaluation de la qualité des documents fournis (ergonomie et contenu) ainsi que la construction d’une méthodologie plus structurée de la construction de nouveaux sites. 3 - Fournir aux enseignants des stratégies de choix de sélection de documents pédagogiques qu’ils veulent réutiliser. 4 - Construire une ingénierie de formation d'enseignant basée sur l'entrainement à cette pratique d'enseignement Autrans

24 Démarches de l'apprentissage
Etape 2 : Questionnement initial Pour l'élève, il s'agit de : - Formuler la question initiale - Puis construire une problématique, avec l'objectif pour l'enseignant, d'obtenir la dévolution du problème posé à l'élève. "Evaluer par qui, pourquoi, Comment ? " 1 - Objectifs 1 - Mettre en place une méthodologie et construire des outils pour pouvoir mesurer avec précision l’efficacité pédagogique des documents TICE fournis aux apprenants. 2 - Proposer des critères d’évaluation de la qualité des documents fournis (ergonomie et contenu) ainsi que la construction d’une méthodologie plus structurée de la construction de nouveaux sites. 3 - Fournir aux enseignants des stratégies de choix de sélection de documents pédagogiques qu’ils veulent réutiliser. 4 - Construire une ingénierie de formation d'enseignant basée sur l'entrainement à cette pratique d'enseignement Autrans

25 Démarches de l'apprentissage
Etape 3 : Cadre de référence - Faire reconnaître ou définir le cadre de référence de résolution, - Choisir des registres explicatifs - Créer des liens de passage entre ces registres - Choisir une stratégie de résolution "Evaluer par qui, pourquoi, Comment ? " 1 - Objectifs 1 - Mettre en place une méthodologie et construire des outils pour pouvoir mesurer avec précision l’efficacité pédagogique des documents TICE fournis aux apprenants. 2 - Proposer des critères d’évaluation de la qualité des documents fournis (ergonomie et contenu) ainsi que la construction d’une méthodologie plus structurée de la construction de nouveaux sites. 3 - Fournir aux enseignants des stratégies de choix de sélection de documents pédagogiques qu’ils veulent réutiliser. 4 - Construire une ingénierie de formation d'enseignant basée sur l'entrainement à cette pratique d'enseignement Autrans

26 Démarches de l'apprentissage
Etape 4 : Hypothèses / Conjectures - Poser des hypothèses de résolution, Et dans le cas d'un problème ouvert - Choisir les valeurs des paramètres non donnés dans l'énoncé - Construire les éléments d'un modèle explicatif décrivant le monde réel observé "Evaluer par qui, pourquoi, Comment ? " 1 - Objectifs 1 - Mettre en place une méthodologie et construire des outils pour pouvoir mesurer avec précision l’efficacité pédagogique des documents TICE fournis aux apprenants. 2 - Proposer des critères d’évaluation de la qualité des documents fournis (ergonomie et contenu) ainsi que la construction d’une méthodologie plus structurée de la construction de nouveaux sites. 3 - Fournir aux enseignants des stratégies de choix de sélection de documents pédagogiques qu’ils veulent réutiliser. 4 - Construire une ingénierie de formation d'enseignant basée sur l'entrainement à cette pratique d'enseignement Autrans

27 Démarches de l'apprentissage
Etape 5 : Résolution - Choisir les outils de résolution : formels, symboliques, graphique - Résoudre le problème posé dans le cadre de référence choisi - Construire les éléments d'un modèle explicatif décrivant le monde réel observé "Evaluer par qui, pourquoi, Comment ? " 1 - Objectifs 1 - Mettre en place une méthodologie et construire des outils pour pouvoir mesurer avec précision l’efficacité pédagogique des documents TICE fournis aux apprenants. 2 - Proposer des critères d’évaluation de la qualité des documents fournis (ergonomie et contenu) ainsi que la construction d’une méthodologie plus structurée de la construction de nouveaux sites. 3 - Fournir aux enseignants des stratégies de choix de sélection de documents pédagogiques qu’ils veulent réutiliser. 4 - Construire une ingénierie de formation d'enseignant basée sur l'entrainement à cette pratique d'enseignement Autrans

28 Démarches de l'apprentissage
Etape 6 : Vérification - Contrôler la cohérence interne des résultats avec les hypothèses choisies - Contrôler la cohérence externe des résultats avec les données du cadre de référence "Evaluer par qui, pourquoi, Comment ? " 1 - Objectifs 1 - Mettre en place une méthodologie et construire des outils pour pouvoir mesurer avec précision l’efficacité pédagogique des documents TICE fournis aux apprenants. 2 - Proposer des critères d’évaluation de la qualité des documents fournis (ergonomie et contenu) ainsi que la construction d’une méthodologie plus structurée de la construction de nouveaux sites. 3 - Fournir aux enseignants des stratégies de choix de sélection de documents pédagogiques qu’ils veulent réutiliser. 4 - Construire une ingénierie de formation d'enseignant basée sur l'entrainement à cette pratique d'enseignement Autrans

29 Démarches de l'apprentissage
Etape 7 : Validation - Evaluer et juger les résultats en vue d'un retour éventuel à l'étape 4 pour modifier les hypothèses choisies - Rédiger et diffuser les résultats "Evaluer par qui, pourquoi, Comment ? " 1 - Objectifs 1 - Mettre en place une méthodologie et construire des outils pour pouvoir mesurer avec précision l’efficacité pédagogique des documents TICE fournis aux apprenants. 2 - Proposer des critères d’évaluation de la qualité des documents fournis (ergonomie et contenu) ainsi que la construction d’une méthodologie plus structurée de la construction de nouveaux sites. 3 - Fournir aux enseignants des stratégies de choix de sélection de documents pédagogiques qu’ils veulent réutiliser. 4 - Construire une ingénierie de formation d'enseignant basée sur l'entrainement à cette pratique d'enseignement Autrans

30 Congrès Innovation et Multimédia dans l'Enseignement de la Chimie
AUTRANS Juin 2005 2ème partie Evaluation didactique de simulations pédagogiques ; comme outils de formation Bernard TRIBOLLET

31 Plan de la 2ème partie. 1) Introduction et problématique de l ’atelier 2) Cadres théoriques de référence 3) Démarche scientifique grâce aux TICE, en Sces Physiques 4) Critères d ’évaluation 5) Tests d'analyse sur l ’existant en formation. 6) Résultats d'expérimentations 7) Proposition de formation au moyen de l'évaluation des sites 8) Conclusion

32 1) Introduction et problématique
Problématique de l ’atelier A - Finalités et publics visés B - Choix des documents à évaluer C - Pourquoi évaluer ? D - Comment évaluer ? E - Evaluation et apprentissage Autrans

33 1) Problématique de l'atelier
A - Les simulateurs informatiques sont-ils une aide ou créent-ils un obstacle supplémentaire de compréhension entre le monde réél et le monde théorique du modèle ? B - Doit-on construire soi-même son propre simulateur en accord avec ses intentions pédagogiques, ou utiliser des logiciels permettant aux étudiants de travailler dans des micro-mondes ? C - Les étudiants doivent-ils construire eux-mêmes les différentes étapes de leurs modèles ?

34 A - Finalités et publics visés
1) Introduction et problématique A - Finalités et publics visés - Construire des apprentissages d'enseignants avec les TICE par l'évaluation de l'existant - Répondre à une demande institutionnelle : * Projet de création d'un SUP à l'université * Contrat Régional sur le document numérique. - Adapter la formation des enseignants * en 2ème année d'IUFM * des Moniteurs de l'université * en formation continue "Evaluer par qui, pourquoi, Comment ? " 1 - Objectifs 1 - Mettre en place une méthodologie et construire des outils pour pouvoir mesurer avec précision l’efficacité pédagogique des documents TICE fournis aux apprenants. 2 - Proposer des critères d’évaluation de la qualité des documents fournis (ergonomie et contenu) ainsi que la construction d’une méthodologie plus structurée de la construction de nouveaux sites. 3 - Fournir aux enseignants des stratégies de choix de sélection de documents pédagogiques qu’ils veulent réutiliser. 4 - Construire une ingénierie de formation d'enseignant basée sur l'entrainement à cette pratique d'enseignement Autrans

35 1) Introduction et problématique
B - Choix des documents à évaluer Quels documents pédagogiques ? Parmi les documents échangés en formation d'enseignants : - Documents d' information administrative - Documents d'information scientifique (savoir savant) * Exemple de la base de données du site "PlanetTerre", voir "effet de serre" - Documents pédagogiques, de type cours transmissif - Outils d'apprentissage (avec stratégie d'apprentissage) Autrans

36 1) Introduction et problématique
C - Pourquoi évaluer ? - A cause du nouveau statut du document numérique ; Le document pédagogique numérique est plus évolutif ; moins bien référencé ou validé ; plus volatil. - Au regard du choix devenu excessif en nombre : ==> nécessité de méta-données pour le classement et de techniques de stockage des documents sélectionnés - Génère de nouvelles pratiques spécifiques qui renforcent l'esprit critique Autrans

37 1) Introduction et problématique
D - Comment évaluer ? - Une technique qui s'apprend : - en s'appuyant sur la didactique ; * cadre de référence constructiviste, * théorie de situation, * analyse anthropologique des pratiques - en se mettant en situation dès la formation initiale à bac +3. *Fiches d'évaluation ; * Répertoires d'adresses commentées et mutualisées

38 E - Evaluation et apprentissage de formation
1) Introduction et problématique E - Evaluation et apprentissage de formation - Objectifs de l'activité d'évaluation pour un étudiant ou pour un enseignant : - Assimiler et se réapproprier des éléments d'analyse didactique - Pointer les lacunes des outils existants et - S'entraîner à construire des protocoles d'utilisation pour y remédier …. Mieux maîtriser les outils TICE

39 2) Critères d ’évaluation
A - Critères sur le rôle de la simulation pour décrire le modèle B - Critères généraux sur les objectifs C - Critères sur les situations d'apprentissage D - Analyse des tâches E - Critères ergonomiques

40 2) Critères d ’évaluation
A - Critères généraux sur le rôle de la simulation ; correspondance au modèle théorique - Le modèle théorique est-il connu par l ’élève, sous une de ses formes : mathématique, graphique ou symbolique ? - Les élèves peuvent-ils faire évoluer leur propre modèle par étapes successives ? - Les élèves ont-ils en main les outils pour vérifier eux-même la construction de leur modèle ? - Quels outils ont-ils à leur disposition pour établir des correspondances entre le modèle informatisé et les éléments du " monde sensible " (objets, événements, phénomènes) observés ? - Quel est le rôle de l'animation dans l'apprentissage de l'élève ? - Quelles sont les interactivités proposées à l'élève ? - Comment l'élève peut-il (ou doit-il) émettre des hypothèses ? - Comment l'élève peut vérifier ses hypothèses avec cette simulation ? - Comment l'élève peut-il résoudre des problèmes avec cette - Décrire le modèle employé : sous sa forme TICE sous sa forme "papier-crayon" - Déterminer les limites de validité du modèle : celles liées au modèle celles liées à la simulation informatique - Sur quelles théories s'appuie cette simulation ? sont-elles connues des élèves, présentées aux élèves ?

41 2) Critères d ’évaluation
B2 - Critères généraux sur les objectifs ; Expertise du côté du savoir - Quelles sont les hypothèses de base du modèle employé ? sous forme "papier-crayon" sous forme TICE - Quelles sont les limites de validité du modèle ? celles liées au modèle celles liées à la simulation informatique - Sur quelle théorie s'appuie cette simulation ? est-elles connue des élèves, et présentée aux élèves ? - Quel est le rôle de l'animation dans l'apprentissage de l'élève ? - Quelles sont les interactivités proposées à l'élève ? - Comment l'élève peut-il (ou doit-il) émettre des hypothèses ? - Comment l'élève peut vérifier ses hypothèses avec cette simulation ? - Comment l'élève peut-il résoudre des problèmes avec cette - Décrire le modèle employé : sous sa forme TICE sous sa forme "papier-crayon" - Déterminer les limites de validité du modèle : celles liées au modèle celles liées à la simulation informatique - Sur quelles théories s'appuie cette simulation ? sont-elles connues des élèves, présentées aux élèves ?

42 2) Critères d ’évaluation
C - Critères sur les situations d'apprentissage - Quel est le contrôle possible de l'activité des élèves au cours de l'apprentissage ( mémorisation informatique de la trace d'apprentissage) ? - Les savoir-faire acquis peuvent-ils être remis en pratique dans un autre contexte ? - Cette activité a-t-elle donné du sens aux connaissances transmises ? - Est-il possible de construire un scénario simple d'utilisation ? - Quel est le contrôle possible de l'activité des élèves au cours de l'apprentissage ( mémorisation informatique de la trace d'apprentissage) - Les savoir-faire acquis peuvent-ils être remis en pratique dans un autre contexte ? - Cette activité a-t-elle donné du sens aux connaissances transmises ? - Est-il possible de construire un scénario simple d'utilisation ?

43 2) Critères d ’évaluation
D - Analyse des tâches - Peut-on classer les activités demandées à l' apprenant avec la grille d'analyse de Y. CHEVALLARD : - tâches d'exécution de résolution (par imitation) - tâches d'apprentissages de méthodes de résolution - apprentissage des techniques de base des méthodes - stratégies de résolution Y a-t-il une progression dans la difficulté de ces tâches ?

44 2) Critères d ’évaluation
E - Critères ergonomiques - Le visiteur a-t-il à s'investir dans l'apprentissage d'une syntaxe de l'outil (=> surcharge cognitive) ? - L'interface utilisateur est-elle totalement graphique ou comporte-t-elle des champs de texte qui seront analysés ? - Y a-t-il une aide en ligne ? Un index ? -Quelles données l'enseignant peut récupérer pour suivre l'apprentissage ? Voir les grilles de BASSET (UCO), et les critères de TRICOT Voir le diaporama de TRICOT à Université d'automne 2000

45 2) Critères d ’évaluation
F - Exemple de questionnement - Est-ce une animation ou une simulation ? - Quel est le cadre de rationalité choisi ? - Quels sont les registres sémiotiques explicatifs choisis ? - Y a-t-il confrontation synchrone entre les différents registres ? : LN, LS, LG, LD, LP. - Les informations sur le modèle théorique implémenté sont-elles données ? - Quel est le domaine de validité du modèle implémenté ? - La stratégie pédagogique utilisée est-elle explicitée ? (Transm., Behav., HD, Constructiviste, Pédag. de Projet… ) - Y a-t-il un scénario explicite ? - Quels effets parasites renforcent les conceptions initiales ?

46 2) Critères d ’évaluation
G - Exemples de grilles d'évaluation - Grille d'analyse simple :Travail TICE pour étudiant IUFM (moins d'une heure) - Liste de critères d'analyse détaillée (présent travail) - Critères d'évaluation précisant la typologie du site - Productions du contrat régional de l'ISDN : - Sélection de 16 sites proposant des grilles - Tableau comparatif de 5 de ces grilles - Grille pour Audit des sites des bases de données de l'INRP

47 2) Critères d ’évaluation
H - Ingénierie de formation par l ’évaluation - Mise en pratique : Analyse du simulateur de gaz parfait du CD-ROM de HATIER-MICROMEGA, Classe de seconde - Outils proposés : 1 - Distinction entre documents d'information et documents pédagogiques 2 - Méthodologie proposée pour l'évaluation des documents TICE 3 - Analyse du rôle des simulations ?

48 3) Tests d'analyse sur l ’existant.
A - Exemples de modélisation avec une simulation sur CD-ROM B - Exemples de modélisation avec une simulation du réseau (Applets) C - Confrontation synchrone de plusieurs registres explicatifs

49 3) Tests d'analyse sur l ’existant.
A - Exemples de modélisation avec une simulation sur CD-ROM - Exemple du simulateur de gaz parfait du CD-ROM de HATIER-MICROMEGA, Classe de seconde ==> Accès au CD-ROM et à l'analyse de la simulation - Exemple du simulateur sur la propagation du son de J. VINCE Accès à SIMULASON et à son analyse par des étudiants de Maîtrise

50 3) Tests d'analyse sur l ’existant.
B - Exemples de modélisation avec des simulations du réseau (Applets) - Exemple du simulateur gaz parfait de P. RENAULT Accès à son simulateur en local, ou - Exemple de "CHRONOCOUPE" DEA Eric SANCHEZ

51 3) Tests d'analyse sur l ’existant.
C - Micro-mondes avec Interactive Physique et Cabri-Géomètre - Exemples proposés par P.GUIDICELLI sur le site de l'Académie de LYON. Voir les démonstrations avec Interactive Physics : - Choc élastique - Chute d'un marteau - Chute d'un clou Et en Optique avec Cabri-géomètre - Le microscope - Lentille épaisse - Lentille mince

52 3) Tests d'analyse sur l ’existant.
D - "Monstrations" de modèles avec des animations FLASH - Exemples proposés par J. FABREGES pour les 4ème en Collège sur le site de l'Académie de LILLE : Voir les démonstrations : - Vision des objets colorés - Gaz parfait - Combustion du carbone - Mesures électriques à l ’oscillo - Exemple du site sur la couleur "Olical.free.fr" de Olivier CALVOSA

53 4) Expérimentations A - Expérimentation de remédiation en DEUG (atomistique) B - En UV de prépro  à " BAC + 3" C - En formation des enseignants de secondaire à l'IUFM D - En formation des Moniteurs des universités E - En formation continue auprès de formateurs et enseignants-chercheurs

54 4) Expérimentations A - Analyse d'une expérimentation de remédiation en DEUG 1ère année universitaire - Analyse par C. GHESQUIERE, étudiant DEA de didactique, du site d'atomistique : - Mise en évidence de profil-type d'étudiants caractérisés par une stratégie d'utilisateur - Faible emploi en auto formation, et nécessité d'une incitation lors d'un usage en présentiel - Fort intérêt pour les animations "3D" des modèles atomiques - Tendance à limiter l'usage à la préparation des examen - Importance de la trace de la visite de l'apprenant.

55 4) Expérimentations B - En UV de prépro à " BAC + 4"
- Analyse de logiciel par les étudiants de maîtrise : (cas du logiciel SimulaSon de J. VINCE) - Entraînement à la manipulation des critères didactiques d'analyse de situation d'apprentissage - identification des limites d'une simulation - artefacts de simulation et défauts de programmation - Propositions de protocoles d'utilisation

56 En deux séances de 3 heures , consignes :
4) Expérimentations C - En formation des enseignants de secondaire à l'IUFM En deux séances de 3 heures , consignes : 1 - Analyse de l'existant à partir d'une liste de sites et de CD-ROM limités sur la base des critères didactiques enseignés 2 - Constitution d'un Bookmark personnalisé avec les URL commentées 3 - Construction de protocoles d'utilisation d'applet du site académique. Résultats : Seules les étapes 1 et 2 ont été engagées

57 4) Expérimentations D - En formation des Moniteurs des universités
Objectifs du stage : - Découvrir quelques exemples concrets de simulations - savoir en trouver les limites, - proposer des critères didactiques d'évaluation de la qualité des documents fournis (ergonomie et contenu) - Savoir sélectionner et mémoriser des documents pédagogiques adaptés à ses propres besoins d'enseignants. - Se construire une stratégie de sélection des documents. - Construire des protocole d'utilisation sur des documents sélectionnés.

58 4) Expérimentations D - En formation des Moniteurs des universités
Bilan du stage (1/2): - en 2 jours de stage, avec un effectif de 12 stagiaires ; - Le nombre de documents étudiés a varié entre 6 et 25 par stagiaire, - 6 ont rendu une liste d'URL commentées ( env 8) - Un seul a construit un protocole d'utilisation structuré sur le cours qu'il devait faire. - La quantité de productions est en lien direct avec la motivation produite par les besoins de construire un enseignement spécifique dans le cadre de leur fonction de moniteurs.

59 4) Expérimentations D - En formation des Moniteurs des universités
Bilan du stage(2/2) : - 2 jours sont nécessaires pour permettre aux moniteurs ayant un objectif de mettre en place un module d'enseignement de se construire une base de données commentée sur critères didactiques

60 4) Expérimentations E - En formation continue auprès de formateurs et enseignants-chercheurs Expérimentation dans le cadre du contrat régional ISDN, sur l'évaluation de sites pédagogiques" Consignes : 1 - Choisir un site parmi 3 proposés 2 - Se donner un challenge à réaliser sur la base d'une liste de propositions de "parcours-type de visites" 3 - Travail en "asynchrone" ou essai en salle avec temps limité

61 4) Expérimentations E - En formation continue auprès de formateurs et enseignants-chercheurs Bilan de l'expérimentation (1/2) : 1 - L'ampleur du travail demandé n'est accepté que s'il correspond à un besoin professionnel 2 - La durée de l'évaluation (2 à 10h selon les sites) nécessite un travail en "asynchrone" En raison du panel de testeurs peu représentatif, seules quelques études de cas ont pu être réalisées

62 4) Expérimentations E - En formation continue auprès de formateurs et enseignants-chercheurs Bilan de l'expérimentation (2/2) : L'évaluation a prioritairement consisté à : 1 - Recenser les obstacles techniques d'utilisation rencontrés et apprécier la qualité de l'ergonomie du site 2 - Evaluer la structuration de l'information consultée, sa quantité et la qualité du contenu 3 - Mesurer si le challenge choisi peut être atteint par un parcours de visite découlant des objectifs annoncés du site

63 5) Propositions de formation au moyen de
l'évaluation des sites A - Construction d'une méthode critériée B - Analyse des tâches C - Construction de protocole sur la base d'acquisition méthodologique : "en se regardant travailler"

64 5) Propositions de formation au moyen de
l'évaluation des sites A - Construction d'une méthode critériée 1 - S'approprier une méthodologie et s'entraîner aux outils de mesures avec précision l’efficacité des documents TICE fournis aux apprenants. 2 - Etablir des critères d’évaluation de la qualité des documents fournis (ergonomie et contenu) ainsi que la construction d’une méthodologie plus structurée de la construction de nouveaux sites. 3 - Fournir aux enseignants des stratégies de choix de sélection de documents pédagogiques qu’ils veulent réutiliser. 4 - Construire une ingénierie de formation d'enseignant basée sur l'entraînement à cette pratique d'enseignement.

65 5) Propositions de formation au moyen de
l'évaluation des sites A - Construction d'une méthode critériée - Découvrir quelques exemples concrets de simulations - en montrer les limites, - et proposer des critères didactiques d'évaluation de la qualité des documents fournis (ergonomie et contenu) pour pouvoir sélectionner des outils pédagogiques adaptés à ses propres besoins d'enseignants. - Se construire une stratégie de sélection des documents

66 5) Propositions de formation au moyen de
l'évaluation des sites B - Analyse des tâches 1 - Travail de groupe par jeu de rôle et analyse comparative d'une même séquence enregistrée (4 "T") 2 - catégorisation des tâches 3 - Analyse des traces informatiques du travail des apprenants

67 C- Pratique réflexive durant la formation
5) Propositions de formation au moyen de l'évaluation des sites C- Pratique réflexive durant la formation Construction de protocole sur la base d'acquisition méthodologique : "en se regardant travailler". - Rompre avec les techniques d'apprentissages implicites non explicitées aux élèves - Donner un outil d'analyse permettant le classement des activités d'apprentissage - Former à une pratique réflexive en formation

68 6) Conclusion A - Pertinence des critères
Nécessité de la standardisation des critères sur des fiches-types succintes Emploi de cadre de référence d'analyse précis

69 6) Conclusion B - Nécessité des tests :
- Importance du suivi des apprenants par l'enregistrement puis analyse des traces d'apprentissage

70 6) Conclusion C - Formation à la conception en FOAD et à la mise en place de situations d'apprentissage - Les critères d'évaluation sont aussi les critères de création - Initie à la construction de document "ouverts" gérés en base de donnée.

71 6) Conclusion D - Acquis collatéraux
Permet un entraînement à l'emploi des critères de base de la didactique Donne des outils d'analyse sur les choix des stratégies d'apprentissage Fourni un entraînement à une bonne gestion de ses données pédagogiques sélectionnée Préparation au C2i

72 CONCLUSION Nécessité d'un travail mutualisé à l'intérieur d'un SUP, au sein de l'Université, regroupant : - Enseignants créateurs de contenus disciplinaire et encadrement par tutorat, - Chercheurs didacticiens pour élaborer les scénario - Informaticiens ; conception de plateforme FOAD, réseau, Applets, maquettistes

73 Merci de votre attention,
Ouverture du débat

74 Le présent diaporama sera accessible à l'adresse :
Congrès Innovation et Multimédia dans l'Enseignement de la Chimie MIEC-JIEC Le présent diaporama sera accessible à l'adresse :

75

76 Notion d'obstacle épistémologique selon BACHELARD :
Bachelard (La formation de l'esprit scientifique) montre que dans l'histoire des sciences, l'erreur n'est pas un accident de parcours, qu'elle n'est pas extérieure à la connaissance, mais qu'elle fait partie de l'acte même de l'acquisition de la connaissance. On trouve dans son oeuvre la notion centrale d'obstacle épistémologique : "C'est dans l'acte même de connaître qu'apparaissent par une sorte de nécessité fonctionnelle des lenteurs et des troubles" ; c'est ce qu'il définit comme obstacle épistémologique.

77 Ligne directrice du GTD :
Une seule citation de Gaston BACHELARD résumera l'esprit dans lequel le GTD a travaillé (1999) : elle est extraite de son livre " la formation à l'esprit scientifique " p.14 et date de 1938 : " Avant tout, il faut savoir poser les problèmes. Et quoi qu'on en dise, dans la vie scientifique, les problèmes ne se posent pas d'eux-mêmes. C'est précisément ce sens du problème qui donne la marque du véritable esprit scientifique. Pour un esprit scientifique, toute connaissance est une réponse à une question. S'il n'y a pas question, il ne peut y avoir connaissance scientifique. Rien ne va de soi. Rien n'est donné. Tout est construit." Retour

78 Grilles d'analyse des TP (Langlois, Viard, Gréa) 1/2
1- Grille d'activités ; Par ordre d'abstraction croissante A1 - Activités de nature pratique : Observations, essais, mesures A2 - Activité de nature symbolique : mise en œuvre d'une procédure de traitement mathématique, tracés et ajustement de courbes A3 - Activité de nature théorique : Choix des variables pertinentes, énoncés des lois et principes ; mise en œuvre d'une procédure de traitement des informations dans le cadre d'un modèle A4 - Activités de nature spéculative : Formulation de conjectures, c'est-à-dire énoncé ou formulation d'hypothèses ; constructions de modèles.

79 Grilles d'analyse des TP (Langlois, Viard, Gréa) 2/2
2 - Grille de finalités : classés dans l'ordre de leur apparition la plus fréquente au cours de la résolution du problème F1: La compréhension (de l'énoncé du problème, des phénomènes) en termes d'explicitations et de mise en œuvre de procédures, F2: La validation d'une conjecture (formelle ou consécutive au choix d'un modèle), à usage personnel ou social, F3: L'élaboration d'une procédure, pour l'obtention d'un résultat, en termes de calculs ou d'organisation. F4: La vérification d'un résultat (partiel ou final) en termes de comparaisons avec d'autres données .

80 Quels sont les objectifs assignés aux TP par les enseignants ?
Grille d'analyses de situation expérimentales Monique GOFFARD ( recueil INRP 2004) Quels sont les objectifs assignés aux TP par les enseignants ? 1 - Développer et maintenir la motivation des élèves 50% 2 - Découvrir des lois en améliorant les apprentissages 25% 3 - Apprendre des savoir-faire expérimentaux 4 – Développer une attitude scientifique de découverte 25% 5 - Pratiquer une démarche scientifique d'investigation

81 Grille d'analyses de situation expérimentales
Compléments Classification de WOOLNOUGH 1 - TP Expériences : Observer et Expérimenter, acquérir la connaissance des faits expérimentaux 2 - TP Exercices : S'entraîner aux savoir faire expérimentaux 3 - TP Investigation : Pratiquer la résolution de problèmes ouverts. Stratégies identifiées : OHERIC : Observation, Hypothèses, Expériences, Résultats, Interprétation, Conclusion POE : Prédictions, Hypothèses, Explication PHERIC : Prédictions, Hypothèses, Expérimentations Monstrations : Expérience prototypique -> induction > Loi THEORIC : Théorie, Hypothèses, Expérimentation, Observation, Résultats, Interprétation, Conclusion. Retour

82 Finalités des TP de Physique
( par A. GUILLON ; Démarches scientifiques en TP de physique en DEUG…. ; Didaskalia n°7 p ; 1995) - Savoir se constituer un référent empirique commun - Savoir maîtriser le matériel et les techniques de mesures - Acquérir des méthodes d'exploitation de données - Savoir mettre en ouvre une démarche scientifique - Savoir rédiger un compte-rendu - S'habituer à travailler en groupe.

83 Théorie anthropologique didactique du savoir de Y. CHEVALLARD
Théorie dite "des 4 T" (Types de tâches, techniques, technologie, théorie) Qui permet de classer les activités proposées parmi 4 catégories : - Les tâches : que demande-t-on à l'apprenant comme action interactive avec la machine qui apportent de la connaissance et du sens physique ? - Les techniques : quels sont les outils et procédures mis à sa disposition pour réaliser ces tâches ? - Quel est le cadre technologique employé ? - Sur quelle théorie d'apprentissage s'appuie cet ensemble ? (transmissif, béhaviorisme, constructivisme, pédagogie de projet…) CHEVALLARD, Y. (1992), "Concepts fondamentaux de la didactique : perspectives apportées par une approche anthropologique", Recherches en didactique des mathématiques, Vol 12, n°1, pp , Ed La Pensée sauvage, Grenoble. CHEVALLARD, Y. (1999),L'analyse des pratiques enseignantes en théorie anthropologique du didactique, Recherches en didactique des mathématiques, Vol 19, n°2, pp , Ed La Pensée sauvage, Grenoble

84 SITUATION-PROBLEME ? 1 - Il y a situation-problème, si c'est un problème nouveau clairement posé à l'apprenant (qu'il ne sait au départ pas résoudre). 2 - Il doit pouvoir se réapproprier le problème ; en présentiel, cette dévolution permet à l'enseignant de ne plus intervenir comme évaluateur mais comme personne ressource 3 - Le problème doit être inclus dans la zone proximale d'apprentissage telle que l'a définie VIGOTSKY [20] ; par exemple, les média employés ne doivent pas rajouter de surcharges cognitives dues à leur utilisation. 4 - L'apprenant doit pouvoir construire son modèle (ou proposer une solution) en émettant des hypothèses à partir de ses propres conceptions et de ses connaissances antérieures 5 - L'apprenant doit pouvoir vérifier ses hypothèses pour éventuellement les modifier ; on doit donc lui fournir les outils de vérifications de ses propositions. 6 – La solution au problème posé constitue un élément de la connaissance que l’on voulait transmettre.

85 Caractéristiques d’une Situation-Problème : (1/2)
1 - Il y a Situation-Problème, si c'est un problème nouveau clairement posé à l'apprenant (qu'il ne sait au départ pas résoudre). 2 - Une Situation-Problème est organisée autour du franchissement d’un obstacle par la classe, obstacle préalablement identifié. 3 - Il doit pouvoir se réapproprier le problème, cette dévolution permettant à l'enseignant de ne plus intervenir comme évaluateur mais comme personne ressource. 4 – La solution ne doit pas être perçue comme hors d’atteinte pour les élèves (Zone Proximale d'Apprentissage Vigotsky). …/…

86 Caractéristiques d’une Situation-Problème : (2/2)
…/… 5 - L'apprenant doit pouvoir construire son modèle (ou proposer une solution) en émettant des hypothèses à partir de ses conceptions et de ses connaissances antérieures. 6 - La Situation-Problème doit permettre à l'élève de décider si une solution est correcte ou non : il doit avoir en main les moyens de validation et de vérification et c'est lui qui doit prendre en responsabilité cette validation du résultat. A charge à l'enseignant de proposer un enjeu stimulant la rectification de l'erreur. 7 - La situation doit être organisée pour que la nouvelle connaissance à faire acquérir à l'élève soit effectivement l'outil le plus approprié pour résoudre le problème.

87 Références bibliographiques (1/5) :
1] Statistiques des visites du serveur NTE de l'UCBL : [2] Sondage pour mesure d'indice de satisfaction : [3] Enquête sur les TP de Bio en salle machine pour le DEUG SV: [4] Evaluation des sites des Universités françaises (analyse statistique) : [5] "Détermination de la mesure de l'efficacité d'une situation d'enseignement sur INTERNET : Application au site d'atomistique de RANDON J."; Mémoire de DEA CSS de didactique de GHESQUIERE C.; LIRDHIST (juin 1999) [6]"Analyse et construction d'une séquence d'enseignement d'optique avec un logiciel de simulation" Mémoire de DEA CSS de KUBAT U.; LIRDHIST (juillet 2001) [7] "PCSM, des objectifs, un dispositif, des usages" LAURENT J. Actes des 1ères rencontres d'ORSAY :" Recherches sur l'Enseignement Scientifique Supérieur et les T.I.C.E." ; (7 novembre 2000) :

88 Références bibliographiques (2/5) :
[8] Label "RIP", Reconnu d'Intérêt Pédagogique délivré par le Ministère de l'Education Nationale : [9] Le "mélangeur de couleurs" de la société "Lefranc-Bourgeois": [10] Site de la communauté de physiciens "Merlot.org" (Oklahoma) : [11] Contribution à l'axe de recherche "évaluation des sites pédagogiques" TRIBOLLET B., Séminaire ISDN ; EVEUX (Rhône) (26-28 février 2000) Contrat régional :"Le document numérique dans son cycle de vie ", dans l'Institut Scientifique du Document Numérique (ISDN) porteur du projet J.M. SALAUN (ENSSIB) [12] "Activités cognitives et apprentissage avec des hypermédias : recherches, méthodes d'observation et d'analyse, questions" TRICOT A., IUFM de Midi-Pyrénées Actes des 1ères rencontres d'ORSAY :" Recherches sur l'Enseignement Scientifique Supérieur et les T.I.C.E." ; (7 novembre 2000) :

89 Références bibliographiques (3/5) :
[13]"Sélection et évaluation des sites web scientifiques" BASSET H., Mémoire NTIDE ;Université Catholique de l'Ouest ; (septembre 2000), Angers [14] "Méthodologie d'évaluation de sites web" proposée par la Commission "Français et Informatique"de la "FESeC" ; (24 novembre 2001),Belgique : [15] "Critères pour évaluer l'information sur INTERNET" du site de l'ADBS, Association de professionnels de l'information et de la documentation (URFIST de Lyon): [16] CCRTI : Catalogue critique des ressources littéraires sur Internet réalisé par ATTALI A., WALTER R. de l'INaLF-CNRS (ENS Fontenay/St-Cloud) : [17] Annuaire du portail du site "e-qualité" (Société d'expertise "TEMESIS") : [18] "Le contrat didactique, le milieu", BROUSSEAU G., Recherche en didactique de mathématiques, Vol 9, n°3 P309, (1988) [19] "La transposition informatique" ; BALACHEFF N.

90 Références bibliographiques (4/5) :
[20] Pensée et langage, VIGOTSKY L.S., Messidor ed. Sociales LYON (1992) [21] "Enseigner les Sciences physiques à partir de situations problèmes" ROBARDET G.; Bull. Union des Phys. n°720 p.17 (Janvier 1990) disponible à l'adresse : [22]- Beaufils D., IUFM de Versailles; Séminaire "TIC & Sciences Physiques" ; " Des logiciels de simulation pour modéliser et expérimenter sur modèle : quels enjeux pour les apprentissages ?"; octobre 2000 ,IUFM d'Aquitaine Bordeaux [23] MARTINAND J-L "Introduction à la modélisation" ; Université d'été ENS Cachan (juillet 1998) [24] Conception d'un Hypermédia en Physique et étude des activités des élèves du point de vue de l'apprentissage" SEJOURNE A. et TIBERGHIEN A. Pré-Actes du 5ème colloque "Hypermédia et Apprentissages"p. 46 ; Grenoble 5-11 Avril 2001 [25] "Sémiosis et pensée humaine, Registres sémiotiques et apprentissages" DUVAL R. Ed Peter Lang PARIS (1995) [26] CHEVALLARD Y. (1992), "Concepts fondamentaux de la didactique : perspectives apportées par une approche anthropologique", Recherches en didactique des mathématiques, Vol 12, n°1, pp , Ed La Pensée sauvage, Grenoble. CHEVALLARD, Y. (1999),L'analyse des pratiques enseignantes en théorie anthropologique du didactique, Recherches en didactique des mathématiques, Vol 19, n°2, pp , Ed La Pensée sauvage, Grenoble

91 Références bibliographiques (5/5) :
[27] Site des documents pédagogiques de Sciences Physique de l'Académie de Lyon , page sur "Interactive Physique": [28] Site de simulations avec "Interactive Physique" et Cabri-Géomètre de GUIDICELLI P. : [29] Site sur la didactique de NIMIER J. :"Les facteurs humains dans l'enseignement et la formation des adultes " [30] Maquette expérimentale (TRIBOLLET B .)de site de formation d'enseignants en Sciences Physiques réalisée dans le cadre du projet régional "NTI et formation dans les secteurs des Sciences pour l'ingénieur" porteur du projet GARBEY M. : [31] "Introduction à la didactique des Sciences et des Mathématiques " S. JOSHUA et J.J. DUPIN ; PUF (1993)