FLASH INFORMATIQUE FI



Vers l’intégration des technologies dans l’enseignement




Patrick JERMANN

Fabien GIRARDIN


L’objectif de notre contribution est de donner une vue d’ensemble de l’utilisation des technologies de formation à l’EPFL, d’illustrer la politique de notre école dans ce domaine par quelques exemples et d’esquisser quelques directions pour les développements futurs. Notre équipe, le CRAFT (Centre de Recherche et d’Appui à la Formation et ses Technologies), est chargée entre autres de coordonner et soutenir les projets d’utilisation des technologies de formation dans l’enseignement. Nos activités incluent le conseil dans la définition des projets, la participation à la conception pédagogique et ergonomique des environnements, le support technique au développement et à la maintenance, l’évaluation des environnements publiés et l’accueil des collaborateurs de projets.

Des étudiants plus actifs ...

L’enseignement et l’apprentissage se trouvent au centre de nos préoccupations. La politique de formation de l’EPFL met l’accent sur la nécessité de rendre l’étudiant plus actif dans sa formation : confronter l’étudiant à des problèmes ; l’inciter à chercher l’information ; susciter un sens critique face à l’information et solliciter le travail en équipe. Dans cette perspective, l’objectif d’un environnement de formation n’est pas de mettre à disposition un contenu encyclopédique mais de fournir les ressources et les formes d’interaction qui permettent de mettre en oeuvre les activités de formation prévues dans le cours (problèmes, projets, lectures, exercices, ...). Pour illustrer ce que nous entendons par activité et formes d’interaction, voici un exemple qui n’a pas recours aux technologies. L’exemple est authentique et s’est déroulé lors d’une séance de révision concernant trois méthodes de calcul utilisées dans le domaine de la gestion des stocks. L’enseignant a d’abord demandé aux groupes d’étudiants existants (pour les travaux pratiques) de choisir une des méthodes de calcul et de l’évaluer par rapport à un cas concret. Après une vingtaine de minutes, l’enseignant crée de nouveaux groupes composés de représentants de chaque méthode. Les étudiants discutent pendant un quart d’heure des avantages et inconvénients de chaque méthode et retournent ensuite dans leur groupe initial pour faire le point. Finalement, l’enseignant propose une synthèse sous la forme d’une discussion avec la classe. Il demande à chaque groupe quelles sont les conditions pour lesquelles sa méthode fonctionne le mieux, quand elle ne s’applique pas, etc. Cette approche pédagogique s’appelle en fait puzzle (jigsaw en anglais) et fait partie des classiques en matière de pédagogie (Aronson, 1978). Non seulement l’étudiant doit appliquer une méthode à un cas concret, mais surtout il doit convaincre les équipes des avantages et inconvénients d’une solution comme il devra le faire lorsqu’il travaillera en entreprise. Simplement dit, si l’étudiant écoute l’enseignant présenter des méthodes au tableau, il mémorise des informations inertes ; si l’étudiant explique, évalue et présente les méthodes lui-même, il construit des connaissances. Une approche équivalente peut être implémentée électroniquement avec un investissement technique minimal, en utilisant par exemple un groupe de discussion USENET ou un weblog (http://blogs.epfl.ch). La prolifération actuelle des plates-formes d’e-learning (voir http://www.edutools.info/) laisse penser que l’usage des technologies dans l’enseignement est une affaire de tout ou rien. Au contraire : la mise en place des technologies de formation ne constitue pas un but en soi. Le pourcentage de recours aux technologies peut varier de 0% à 100% selon le cours. Ce qui importe, c’est que l’usage soit pertinent par rapport aux objectifs de formation et au public-cible afin de mettre en oeuvre un enseignement efficace. Concrètement, il ne s’agit pas pour nous de remplacer l’enseignement traditionnel, les cours, les séances d’exercices et les travaux pratiques par de l’enseignement à distance, où les étudiants absorbent de l’information diffusée par une plate-forme e-learning. Il s’agit plutôt d’exploiter les technologies pour augmenter l’efficacité de l’apprentissage. La mise à disposition de ressources en ligne reste avantageuse pour des raisons d’efficience, mais elle ne remplace pas un cours. Les ressources sont les briques de base que l’enseignant utilise pour construire des activités d’apprentissage. Ces activités peuvent d’ailleurs se dérouler avec ou sans l’utilisation de technologies.

Trois types d’environnements

Au fil de nos rencontres avec les équipes de l’EPFL nous avons identifié trois types d’environnements (voir fig. 1) que nous sommes en train de documenter (http://craftsrv1.epfl.ch/learntech/) : les supports de cours interactifs, les simulations et les environnements communautaires. Chaque type d’environnement encourage une palette spécifique d’activités d’apprentissage. Ces catégories ne sont bien entendu pas mutuellement exclusives : certains environnements proposent, comme nous le verrons, une combinaison des différentes activités.

JPEG - 4.9 ko
fig. 1
Panorama des technologies de formation à l’EPFL

Les supports de cours interactifs permettent avant tout de documenter et illustrer le contenu d’un cours, ou d’une leçon. Les systèmes de gestion de l’apprentissage (LMS : Learning Management System) sont en plein essor comme en attestent les articles de S. Ringger Vous produisez des évaluations en ligne ? et D. Rappo Une expérience pilote e-learning à l’EIVD. Ils offrent un certain nombre d’avantages en comparaison avec un polycopié sur papier. Récemment, c’est surtout l’adoption de standards pour la description du contenu comme SCORM (http://www.adlnet.org/) ou la description de la structure des cours comme IMS-LD (http://www.imsglobal.org/learningdesign/index.cfm) qui a occupé le devant de la scène. Ces standards permettent de produire du contenu indépendamment de la plate-forme qui servira à le présenter. Parmi les autres fonctionnalités offertes par ces environnements, l’évaluation de questionnaires à choix multiples (QCM) permet à certains systèmes d’offrir un parcours personnalisé dans l’ensemble des ressources électroniques à disposition. Ainsi, à la fin de chaque chapitre, l’étudiant teste ses connaissances en répondant à un questionnaire et se fait guider vers un nouveau chapitre selon ses progrès ou ses lacunes. Cette flexibilité est associée à un coût supplémentaire lors de la création du contenu. Plutôt que de produire une autoroute à travers le domaine, le concepteur du cours doit penser à définir des détours pour les étudiants qui rencontrent des difficultés et des raccourcis pour les étudiants qui ont de la facilité. L’enregistrement du parcours des étudiants et de leurs résultats aux questionnaires permet à l’enseignant d’évaluer quelles parties du cours sont facilement assimilées et quelles parties posent problème. Un autre avantage du support électronique par rapport au papier est que les figures (schéma, illustration) apparaissent en couleur et peuvent être remplacées par des éléments interactifs, comme des simulations (applets Java, animations Flash) ou des films et des séquences sonores. Par exemple, pour comprendre la différence entre une onde sinusoïdale, en dents de scie, ou carrée, rien ne vaut de les écouter. La contribution de L. Patiny E-learning en chimie organique : séances d’exercices en-ligne dans ce numéro illustre bien les avantages offerts par l’informatisation des séances d’exercices. Non seulement la correction d’un grand nombre de copies est facilitée par le système, mais surtout, les étudiants peuvent utiliser un éditeur de formules chimiques pour construire leurs réponses.
Les simulations sont le deuxième type d’environnement que nous avons identifié. Les simulations permettent d’expérimenter avec des processus complexes, dont le comportement n’est souvent pas descriptible analytiquement. Elles permettent aussi de comprendre certains phénomènes contre-intuitifs ou tout simplement dangereux ou difficiles d’accès. Avec les simulations, l’accent est mis sur la capacité des étudiants à résoudre des problèmes plutôt que sur l’acquisition des notions de base d’un domaine. Il existe rarement une solution unique pour un problème simulé, et l’exploration de l’espace des solutions est précieuse pour l’apprentissage. Une simulation peut avantageusement compléter un exposé dans un amphithéâtre. Avec l’équipement progressif des étudiants en ordinateurs portables (http://poseidon.epfl.ch), ceux-ci pourront fixer eux-mêmes les paramètres de la simulation pendant le cours ou pendant les séances d’exercices. Les simulations sont en quelque sorte le pendant informatisé des travaux pratiques. Des exemples concrets sont présentés dans ce numéro dans les contributions de O. Burdet & J.-L. Zanella i-structures, le projet ainsi que de G. Chapuis & N. Schoeni Enseignement de la cristallographie assisté par ordinateur.
Les possibilités offertes par le contrôle à distance de dispositifs expérimentaux (voir les articles de D. Gillet & Y. Rekik Flexibiliser la formation ainsi que S.Ringger & E. Anken e-learning : tour d’horizon et perspectives au sein de l’EIVD) sont similaires à celles offertes par les simulations. Grâce à un tel système, l’étudiant peut agir sur un dispositif physique réel à travers une interface informatique. La grande flexibilité d’usage (indépendante du lieu et du temps) est un avantage important des systèmes de télémanipulation. Le système de commande joue dans ce type d’environnement le rôle de garde-fou tout en donnant accès au phénomène réel, un avantage important par rapport aux simulations.
Finalement, les environnements communautaires offrent une large palette d’outils de collaboration, accessibles par un portail central. Ces systèmes permettent aux utilisateurs d’échanger des fichiers, de discuter de façon synchrone (chat, instant messaging, etc.) ou asynchrone (news, forums, weblogs, etc.). Ces environnements sont particulièrement bien adaptés à des activités de type séminaire, qui reposent sur l’échange d’informations et d’expériences. En soi, ces environnements sont proches des outils de travail en groupe, aussi appelés groupwares (pour suivre les développements en cours à l’EPFL : http://blogs.epfl.ch/collaboratif). En plus des fonctionnalités de discussion qui existent depuis longtemps sur l’Internet, ces environnements offrent des informations sur le profil et l’activité de leurs utilisateurs. L’expérience rapportée par P. Thalmann & S. Rihs Construire un cours postgrade intégrant les technologies de la formation dans ce numéro illustre bien le potentiel de ce type d’environnement pour la formation postgrade.

JPEG - 4.6 ko
fig. 2
Visualisation d’un projet dans teamframes

Nous avons de notre côté étendu les fonctionnalités d’un environnement communautaire mis à disposition par l’équipe du KIS (Knowledge and Information Services, http//:kis.epfl.ch) avec un module de gestion de projets pédagogiques (http://teamframes.epfl.ch). L’objectif du système est d’aider les groupes de travail et les enseignants à gérer leurs projets. Teamframes permet de visualiser les phases d’un projet et les dates butoir sous la forme d’un graphique de Gantt interactif (voir fig. 2). Le système permet aux étudiants de déposer des documents sur un serveur et d’utiliser un weblog dédié au projet. Les enseignants peuvent donner leur feedback sur les documents, assigner des notes pour chaque phase. Le système leur signale de surcroît les groupes qui sont en retard ou qui attendent un feedback. Le système a été utilisé dans plusieurs cours, notamment le cours SHS (Sciences Humaines et Sociales, http://shs.epfl.ch/) de 2ème année en management de la technologie (dirigé par le Prof. M. Finger), le cours de conception mécanique (dirigé par le Prof. J. Giovanola) ainsi que pour le suivi des projets de semestre et de diplôme du LENI (dirigé par le Prof. D. Favrat). Il ne s’agit pas de promouvoir un type de système aux dépens d’un autre. Nous plaidons plutôt en faveur de la complémentarité et de l’intégration des différentes approches.

Vers l’intégration

Il y a cinq ans, la flexibilité était le maître-mot pour l’usage des technologies (qu’on appelait encore nouvelles). Les apprenants pourraient apprendre n’importe quand et n’importe où, à leur convenance et selon leur style personnel. Les projets du Campus Virtuel Suisse ont suivi cette philosophie, certains avec succès. Entre temps, l’apparition du blended learning a redonné de l’importance à l’enseignement en face à face. L’idée du blended learning consiste en effet à mettre côte à côte des périodes de formation en ligne à distance et des périodes de contact. Aujourd’hui, la tendance est à l’intégration. S’agit-il d’une nouvelle mode passagère, faut-il jeter tout l’ancien ? Nous ne le pensons pas. L’intégration des technologies dans l’enseignement est en fait un signe de maturité. Elle se traduit par la disparition progressive des technologies de formation comme un mode d’enseignement à part. Les technologies sont un des moyens (au même titre que le tableau noir, une démonstration dans l’auditoire ou une visite d’entreprise) à la disposition de l’enseignant pour former ses étudiants. Les modalités du concours pour le Fonds d’Innovation pour la FOrmation (FIFO : http://vpf.epfl.ch/page41347.html) sont en accord avec cette position. L’innovation pédagogique y est définie indépendamment de l’utilisation de technologies.

La création du projet Poséidon (http://poseidon.epfl.ch), l’apparition de machines hybrides (entre téléphone, PDA et mini-laptop) et l’accès sans fil au réseau, nous font penser que d’ici quelques années, les ordinateurs seront réellement devenus les crayons de nos étudiants. Leur intégration dans l’enseignement présentiel permettra aux enseignants d’en faire usage sans que cela nécessite un déplacement vers une salle spéciale, sans interruption du flux d’enseignement. Les activités possibles vont d’un simple vote électronique pour capter l’attention des étudiants avant une explication (de combien la pression va augmenter si je baisse la température ?]), vers la possibilité de poser des questions au professeur par SMS (voir par exemple la contribution de E. Zysman & Z. Crivelli wiTeach, un enseignement interactif en phase de Test), jusqu’à l’utilisation de simulations pendant le cours. La palette d’activités est large ...

Une autre piste d’intégration consiste à enrichir les supports de cours avec des simulations. Plutôt que de se baser sur les réponses à un QCM, ces systèmes pourraient utiliser l’activité de résolution de problèmes des étudiants pour les guider dans leur parcours. De même, les résultats des séances de simulation (ou d’exercices) sont souvent perdus pour les étudiants et les enseignants. L’utilisation dans le cours des résultats obtenus par les étudiants avec une simulation permet d’ancrer la présentation d’une théorie dans la pratique. L’organisation de débats à partir de ces mêmes données est un autre exemple d’intégration.

JPEG - 6.6 ko
fig. 3
BILL : Biological Instruments Learning Lab

Comme exemple de cette approche notre équipe a réalisé un laboratoire virtuel de biologie (BILL : Biological Instruments Learning Lab) pour le cours de biologie cellulaire donné par W. Pralong. Les étudiants sont confrontés à une question de biologie. Par exemple, Comment pourrait-on faire pour démontrer le cheminement intracellulaire d’une protéine secrétée ?. Les étudiants tentent de répondre à la question en observant les résultats obtenus par un certain nombre de techniques et d’instruments (par exemple, le cryodécapage ou la microscopie optique). Pour chaque instrument, les étudiants évaluent l’utilité de l’instrument pour répondre à la question (de indispensable à inutile) et justifient leur opinion par un court commentaire (voir fig. 3). Des questions de réflexion et des ressources en ligne viennent compléter l’activité des étudiants. Au moment du cours, l’enseignant utilise un résumé graphique des réponses et de la stratégie des étudiants pour présenter la théorie ou un principe méthodologique. Les étudiants sont encouragés à imprimer leurs commentaires et leurs réponses aux questions de réflexion et à les amener au cours.

En résumé, les trois types d’environnements que nous avons identifiés reflètent les types d’enseignement que les étudiants reçoivent dans notre école. Les supports de cours correspondent aux cours ex-cathedra, les simulations correspondent aux exercices et travaux pratiques et les environnements de travail collaboratif correspondent aux séminaires et nombreux projets de semestre et de diplôme. L’activité des étudiants peut être encouragée en décloisonnant et en intégrant les styles d’enseignement et les technologies qui leur sont traditionnellement associés.

Références



Cherchez ...

- dans tous les Flash informatique
(entre 1986 et 2001: seulement sur les titres et auteurs)
- par mot-clé

Avertissement

Cette page est un article d'une publication de l'EPFL.
Le contenu et certains liens ne sont peut-être plus d'actualité.

Responsabilité

Les articles n'engagent que leurs auteurs, sauf ceux qui concernent de façon évidente des prestations officielles (sous la responsabilité du DIT ou d'autres entités). Toute reproduction, même partielle, n'est autorisée qu'avec l'accord de la rédaction et des auteurs.


Archives sur clé USB

Le Flash informatique ne paraîtra plus. Le dernier numéro est daté de décembre 2013.

Taguage des articles

Depuis 2010, pour aider le lecteur, les articles sont taggués:
  •   tout public
    que vous soyiez utilisateur occasionnel du PC familial, ou bien simplement propriétaire d'un iPhone, lisez l'article marqué tout public, vous y apprendrez plein de choses qui vous permettront de mieux appréhender ces technologies qui envahissent votre quotidien
  •   public averti
    l'article parle de concepts techniques, mais à la portée de toute personne intéressée par les dessous des nouvelles technologies
  •   expert
    le sujet abordé n'intéresse que peu de lecteurs, mais ceux-là seront ravis d'approfondir un thème, d'en savoir plus sur un nouveau langage.