CHAPITRE 2: Les logiciels d’expérimentations virtuelles en éducation
La diversité actuelle des contenus d’enseignement, des méthodes et des pratiques pédagogiques utilisés dans les institutions scolaires dénotent de la diversité des conceptions de l’apprentissage sur laquelle s’appuient les pratiques pédagogiques avec les TIC (Basques, lundgren-caryrol, 2002). Ces contenus d’enseignement sont utilisés soit pour l’auto apprentissage soit pour un apprentissage collaboratif ou dans le cadre des travaux pratiques au laboratoire virtuel.
2.1 LES LABORATOIRES VIRTUELS.
2.2 CLASSIFICATION DES LABORATOIRES VIRTUELS EDUCATIFS
2.4 LES ASPECTS DU LOGICIEL EDUCATIF
2.5 FONCTIONS ET CLASSIFICATION DES LOGICIELS EDUCATIFS
LES LABORATOIRES VIRTUELS.
Les laboratoires sont des environnements informatiques distribués et flexibles qui permettent à un apprenant d’effectuer des expériences seul ou en collaboration avec d’autres participants dans un contexte.
Selon Jian, (2003) on distingue deux types de laboratoires virtuels :
Les laboratoires virtuels physiques ou télé-laboratoirequi permettent de réaliser, par les réseaux informatiques et en collaboration, des expérimentations en interagissant avec de vrais dispositifs qui sont soit des instruments et /ou des mécanismes réels distants.
Les laboratoires de logiciel caractérisés par des simulations, des scénarios expérimentaux modulaires conçus pour être mis en œuvre à partir d’un ou de plusieurs ordinateurs.
CLASSIFICATION DES LABORATOIRES VIRTUELS EDUCATIFS
Certains auteurs ont classifié les laboratoires virtuels en fonction de la dimension spatiale de leurs simulations c'est-à-dire en laboratoire virtuel 2-D et 3-D.
Selon le degré d’automatisation, ils peuvent être préprogrammés ou programmables.
Selon le degré de spécialisation, ils peuvent être spécifiques à un domaine ou non spécifiques.
Selon le degré d’implication de l’utilisateur, ils peuvent être immersifs ou observationnels.
Selon le degré la granularité pédagogique, ils peuvent intégrer un seul concept ou plusieurs concepts.
Selon la répartition géographique, ils peuvent être locaux, distants ou distribués
Les outils définis ci-dessous sont les plus intégrés dans l’enseignement secondaire.
LES LOGICIELS EDUCATIFS
Selon de Vries, (2001) un logiciel éducatif peut être caractérisé par la fonction visée lors de sa conception. Cette fonction découle d'un point de vue théorique et mène aux spécifications du logiciel. Elle traduit la volonté de l'enseignant et/ou du concepteur de créer l'environnement idéal pour les élèves. La typologie proposée par de Vries, comprend huit fonctions pédagogiques. Chacune des fonctions Présentées correspond globalement à un des types de logiciels. Elles se distinguent principalement dans le rôle joué par l'ordinateur indépendamment de la technologie employée.
LES ASPECTS DU LOGICIEL EDUCATIF
Les tâches proposées aux élèves, comme par exemple lire, faire des exercices, tâches qui sont très fortement liées au rôle de l'ordinateur. Il s'agit ici des tâches prévues ou prescrites dans une situation d'apprentissage. Elles jouent un rôle plus ou moins hypothétique dans les processus d'apprentissage.
Ensuite, chaque fonction est l'expression d'un point de vue théorique sur l'enseignement et l'apprentissage. Les principaux points de vue rencontrés sont le béhaviorisme, le cognitivisme, le constructivisme et la cognition située. Pour le besoin de la typologie, D'une part, leurs divergences paraîtront exagérées. D'autre part, ce sont précisément ces formes non nuancées qui sont souvent émises en relation avec les prétentions sur l'efficacité de tel ou tel logiciel éducatif.
Enfin, selon Linard, (1996) le point de vue théorique influence la façon dont sont traitées les connaissances .Chaque type de logiciel incarne une façon particulière de considérer la connaissance du domaine à enseigner.
En fait, ces trois aspects, la tâche proposée, le point de vue théorique et le statut des connaissances, ont évolué en partie suite au développement des technologies éducatives. C'est une des raisons qui nous amène à penser qu’ils sont adaptés pour caractériser les différents types de logiciels éducatifs.
FONCTIONS ET CLASSIFICATION DES LOGICIELS EDUCATIFS
En fonction de la pédagogique spécifique il y a des logiciels éducatifs groupés en plusieurs catégories:
Une fonction évidente de l'ordinateur dans l'enseignement est celle de présenter de l'information sur l'écran, on a : support de cours ou tutoriel. Les logiciels remplissant cette fonction présentent des pages écran avec, comme dans un manuel scolaire, du texte, des explications, éventuellement alternés avec des questions auxquelles l'élève doit répondre avant de pouvoir continuer. La tâche proposée aux élèves est donc de lire et d'étudier ce qui est présenté sur l'écran. Son activité concrète se limite à des actions ayant pour effet de tourner des pages (changer l'affichage sur l'écran) et de répondre à des questions.
Ce type de logiciel est connu sous le nom d'exercices répétés (drill en anglais). Le rôle joué par l'ordinateur est celui de stockage et de distribution de multiples exercices. La tâche proposée à l'élève est de faire des exercices. Selon Alessi et Trollip (1991), les exercices répétés ne sont appropriés qu'après avoir suivi un enseignement classique. L'objectif est que l'élève s'entraîne pour obtenir aisance et vitesse dans une matière.
On exploite l'ordinateur pour exécuter une tâche qui est habituellement exécutée par un humain. Le rôle de l'ordinateur peut alors être celui d'un entraîneur, d'un guide, d'un tuteur, d'un expert, d'un enseignant ou même d'un autre élève. Ce type de logiciels issu de l'intelligence artificielle est connu sous le nom de tuteurs intelligents. Les tâches proposées à l'élève sont diverses ; la plupart permettent à l'élève de dialogueravec un tuteur, mais il existe également des logiciels qui proposent à l'élève de jouer guidé par un tuteur. Notons que la fonction enseigner comme un humain en elle-même sera traduite, pour un tuteur intelligent précis, en une fonction spécifique qui dépendra de la stratégie pédagogique impliquant un comportement humain (guidage, questionnement, etc.).
L’ordinateur dans l'enseignement motive les élèves en exploitant les défis associés aux jeux. C'est l'objectif des logiciels que l'on appelle communément desjeux éducatifs. Le rôle de l'ordinateur est celui d'une console de jeu et la tâche proposée à l'élève est dejouer. Selon Rieber ,( 1996) la volonté de motiver l'élève peut conduire à des réalisations concrètes très différentes . Un jeu peut prendre la forme d'une série de questions - réponses, de recherche d'objets ou de résolution de problèmes.
On exploiter l'ordinateur pour rendre disponible le texte, le son, les images, et des vidéos. Cette fonction est possible grâce aux liens informatiques matérialisés comme des boutons ou des mots soulignés sur l'écran. Ce type de logiciel est connu sous le nom d'hypermédia ou de multimédia. Le rôle de l'ordinateur est de fournir un espace d'exploration correspondant aux concepts et relations d'une matière et la tâche proposée à l'élève est d'explorercet espace. La différence avec un support de cours est que l'information est organisée en concepts et relations, mais que l'ordre de présentation n'est pas défini à l'avance. L'ordre dans lequel les informations vont apparaître sur l'écran sera décidé par l'élève.
L’ordinateur prévoit de laisser l'élève découvrir des lois de la nature par lui-même. Ce type de logiciel, appelé simulation, imite une partie de la réalité. Les simulations incorporent des lois ou des règles de fonctionnement. L'élève apprend en agissant sur une simulation d'une façon similaire à la façon dont il agirait dans une situation réelle. Il peut changer la valeur des variables et en observer les effets sur d'autres variables. Les tâches à exécuter par les élèves sont de manipuler, d'observer, et d'interpréter les résultats.
Cette fonction diffère de la précédente par la découverte des domaines abstraits par l’élève. Ce type de logiciel est appelé micro-monde. Ces environnements peuvent fournir une rétroaction qui n'a pas a priori d'équivalent dans la réalité. Selon Bruillard ,( 1997) les objets manipulés dans un micro-monde ont des propriétés communes à la fois avec des objets formels du domaine et avec les objets concrets du monde réel. La tâche proposée à l'élève est de construire et de manipuler ces objets.
Cette fonction se fixe comme objectif de permettre aux élèves d'apprendre en communiquant. Ce type de logiciel d'apprentissage collaboratif (CSCL - Computer-supported collaborative learning) est conçu pour être utilisé par plusieurs élèves côte à côte ou à distance, en synchrone ou en asynchrone. L'ordinateur peut avoir le rôle de mémoire collective, de point de fixation du dialogue et de l'action, de représentation des éléments de la discussion ou encore de médium de communication. La tâche proposée aux élèves est de discuter, d'argumenter et/ou d'écrire des textes et de résoudre des problèmes ensemble.
Le tableau ci-dessous récapitule les types de logiciels et les théories d’apprentissages appliquées les fonctions pédagogiques correspondantes et les tâches associées.
Comme énoncé plus haut Le modèle éducatif le plus réaliste actuellement en milieu scolaire qui se situerait quelque part entre le cognitivisme et le constructivisme ne saurait utiliser n’importe quelle ressource pédagogique. Chaque ressource est utilisée dans une ou plusieurs théories en fonction des activités menées par l’utilisateur. C’est la nature et le contexte d'apprentissage qui déterminent la ressource à privilégier pour atteindre les objectifs visés. Le tableau ci-dessous fait un récapitule.
| Fonction pédagogique
| Type de logiciel
| Théorie
| Tâche
|
| Présenter de l'information
| tutoriel
| cognitiviste | lire |
| Dispenser des exercices
| exercices répétés
| behavioriste
| faire des exercices
|
| Véritablement enseigner
| tuteur intelligent
| cognitiviste | dialoguer |
| Captiver l'attention et la motivation de l’élève
| jeu éducatif
| behavioriste
| jouer
|
| Fournir un espace d'exploration
| hypermédia
| cognitiviste constructiviste
| explorer
|
| Fournir un environnement pour la découverte de lois naturelles
| simulation
| Constructiviste cognitiviste
| manipuler, observer
|
| Fournir un environnement pour la découverte de domaines abstraits
| micro-monde | constructiviste | construire |
| Fournir un espace d'échange entre élèves
| Apprentissage collaboratif
| cognitiviste | discuter
|