Diapositive 1 - Tecfa - Université de Genève

COMel 1
Les exerciseurs, les animations et les
simulations
Daniel Peraya
TECFA Université de Genève
1. Les exerciseurs
Daniel Peraya
TECFA Université de Genève
Des exemples
• Un test de conjugaison
• Test de mathématiques
• Test de compréhension de texte
• Test d’association
• Le pendu
• Jeu d’association : lexique Fr/An
• Créer des formes d’évaluations : Hot potatoes
(mode d’emploi)
• Bibliothèque d’exerciseurs
Mars 2009 (maj oct. 10)
COMel 1
3
Une définition
Didacticiel = didactique + logiciel
« Un programme informatique relevant de l'enseignement assisté
par ordinateur (EAO) ; plus précisément, il s'agit d'un logiciel
interactif destiné à l'apprentissage de savoirs (et plus rarement de
savoir-faire) sur un thème ou un domaine donné et incluant
généralement un auto-contrôle de connaissance ; la DGLF
préconise dans le sens strict l'emploi de l'expression "logiciel
éducatif "» (wikipédia)
Diversité de dénominations: APO UPO UDO UPTICE
 emploi de l’ordinateur dans un contexte de
formation, et plus particulièrement dans le but de
favoriser l’apprentissage
Mars 2009 (maj oct. 10)
COMel 1
4
Une définition
Quoi ?
Programme informatique
Avec quelle caractéristique ?
Interactif
Pourquoi ?
L'apprentissage de compétences de bas
niveau
A quel propos ?
Contenus limités
Avec quelle approche pédagogique ?
Behaviorisme
Formation programmée
Mars 2009 (maj oct. 10)
COMel 1
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Lemercier, C., Tricot, A., Chenière, I. (). Quels apprentissages sont-ils
possibles avec des exerciseurs multimédias en classe. PNER.
http://edutice.archives-ouvertes.fr/docs/00/00/16/38/PDF/EXTricot.pdf
Usages génériques
Mars 2009 (maj oct. 10)
COMel 1
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Usages génériques
Lebrun,M. (2002). Des
technologies pour enseigner
et apprendre, Bruxelles: De
Boeck (p.93).
Mars 2009 (maj oct. 10)
COMel 1
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Quelques repères
1960
1970
1970
1980
1990
Enseignement programmé
Skinner Behavorisme
Systèmes Experts
Logo comme tentative d’application du constructivisme
piagétien
Programmes auteurs
Hypermédias documents interactifs et multimodaux
Téléinformatique  Web
http://www.scedu.umontreal.ca/sites/histoiredestec/histoire/chap11.htm#1.00-3
Mars 2009 (maj oct. 10)
COMel 1
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Exerciseur
Logiciel spécialisé – limité ? – à une activité particulière:
Évaluation, tests d’association, puzzle, jeu des familles, mots croisés… etc.
Téléinformatique
Exploitation automatisée de systèmes informatiques utilisant des
réseaux de télécommunications
http://www.presse-francophone.org/apfa/defi/t/teleinfo.htm
Formation programmée
La formation programmée présente une forme très structurée de formation
individualisée. Elle repose sur la définition par l’institution et le(s) formateur(s)
et le suivi par l’élève, de parcours-types très balisés
Mars 2009 (maj oct. 10)
COMel 1
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Programme-auteur
Un logiciel intégrateur /organisateur :
Pour faire quoi ?
 organiser
Organiser quoi ?
 divers documents numérisés (texte, son, image, vidéo)
Dans quel but ?
 réaliser un certain nombre de tâches et d’activités
2 Interfaces : Auteur/Elèves
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Concepts de référence
Interactivité
Mars 2009 (maj oct. 10)
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Concepts de référence
Interactivité
Fonctionnelle
Intentionnelle
H/M
Mars 2009 (maj oct. 10)
H/H
COMel 1
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Concepts de référence
Interactivité
fonctionnelle :
concerne la partie du logiciel qui
établit et gère le protocole de
communication entre l'utilisateur et le
hardware. Il s'agit des protocoles de
communication liés à la recherche, à
la restitution et à la capture
d'information, c'est-à-dire à la logique
et à l'ergonomie des échanges
d'information : vitesse et facilité
d'usage, périphériques de saisie,
couleur, définition des écrans,...
intentionnelle :
concerne la partie du logiciel qui
établit et gère le protocole de
communication entre l'utilisateur et
l'auteur du logiciel. L'auteur n'est pas
présent sur le lieu de l'échange , mais
à travers le logiciel, il participe à la
communication. L'interactivité
intentionnelle renvoie donc aux
protocoles de communication
interpersonnels
Barchechath,E. & Pouts-Lajus, Postface In S. K. Crossley & L. Green, Le design des didacticiels. Ed. ACL
Mars 2009 (maj oct. 10)
COMel 1
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Concepts de référence
Interactivité
Fonctionnelle
Interaction
≠
H/M
Mars 2009 (maj oct. 10)
Intentionnelle
H/H
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Concepts de référence
Compétences (Leclercq, 1988)
dynamiques
stratégiques
démultiplicatrices
spécifiques
Mars 2009 (maj oct. 10)
COMel 1
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Concepts de référence
Compétences
les compétences spécifiques sont relatives à un savoir davantage
spécialisé qu’il s’agit d’acquérir ;
les compétences démultiplicatrices permettent d’acquérir par soi-même
et de manière autonome, de nouvelles compétences spécifiques
les compétences stratégiques offrent la possibilité de donner la
meilleure solution à une situation inhabituelle
les compétences dynamiques engagent l’étudiant vers le dépassement
de soi, le motivent et le passionnent
Mars 2009 (maj oct. 10)
COMel 1
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Concepts de référence
Auto-apprentissage & Auto-évaluation
les compétences spécifiques sont relatives à un savoir davantage
spécialisé qu’il s’agit d’acquérir ;
les compétences démultiplicatrices permettent d’acquérir par soi-même
et de manière autonome, de nouvelles compétences spécifiques
les compétences stratégiques offrent la possibilité de donner la
meilleure solution à une situation inhabituelle
les compétences dynamiques engagent l’étudiant vers le dépassement
de soi, le motivent et le passionnent
Mars 2009 (maj oct. 10)
COMel 1
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Concepts de référence
Behaviorisme
Les conduites observables découlent nécessairement d'un ou de plusieurs facteurs, euxmêmes observables.
Attitude empiriste : l'explication de nos comportements doit être fondée sur l'expérience
et sur l'observation  l'expérience sensible est considérée comme le réel.
Pavlov (1849-1936) :
conditionnement répondant (conditionnement classique) par l'association en de deux
stimuli selon le principe de contiguïté.
Watson (1878-1958) :
a) processus stimulus- réponse.
b) le comportement est lié au conditionnement < milieu
c) le lien entre stimulus-réponse se renforce selon la fréquence des répétitions.
Thorndike (1874-1949) la loi de l'exercice et de l'effet :
a) la répétition d'une réponse conditionnée renforce le lien entre le stimulus et la réponse
b)une réponse suivie d'un stimulus agréable sera renforcée MS celle suivie d'un stimulus
désagréable diminuera (renforcement +/-).
Mars 2009 (maj oct. 10)
COMel 1
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Concepts de référence
Behaviorisme
« Conditionnement opérant »
L’élève est soumis à un stimulus
Matière découpée en éléments courts
Progressions dans la difficulté
Individualisazion
Renforcement positif immédiat
Valorisation de la bonne réponse
Répétition favorise l’apprentissage
Progression linéaire
Progression ramifiée
Skinner 1957
Crowder 1959 (US Air Force)
Mars 2009 (maj oct. 10)
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Limites et avantages
Limites
Avantages
• Compétences de base
• Enseignants peu formés (cfr
QCM) mis c’est le problème
général de l’évaluation
• Pauvreté (souvent) des feed
back et de l’interaction proposée
• Conception de l’apprentissage,
ni empilement ni linéaire
•Conception de l’évaluation,
valider n’est pas comprendre
•Interactivité faible
Mars 2009 (maj oct. 10)
• Feed back immédiat
• Motivation; parfois aspects
ludiques
•Habillage ludo-éducatif
• Instrumentation des tâches
répétitives  gain de temps;
• Individualisation
• Remplacement des certains
examens et corrections
automatiques
COMel 1
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Une conception
Quoi ?
programme informatique
Avec quelle caractéristique ?
interactif
Pourquoi ?
l'apprentissage de savoirs
A quel propos ?
Mars 2009 (maj oct. 10)
COMel 1
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2. Les animations
Daniel Peraya
TECFA Université de Genève
Quelques exemples
BIOMULTIMEDIA &
BIOINFORMATIQUE
Dissolution de
l’AgNO3
L’osmose
Muséum d’Histoire naturelle- France
Mars 2009 (maj oct. 10)
COMel 1
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Quelques exemples
Qu’est-ce que c’est un iceberg?
Mars 2009 (maj oct. 10)
COMel 1
Le théorème de Thales
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Définition
« toute application qui génère une série d’images,
de sorte que chaque image apparaisse comme
une altération de la précédente et où la
séquence des images est déterminée soit par le
concepteur de l’animation, soit par l’utilisateur ».
(Bétrancourt & Tversky in Rebetez, 2004)
Mars 2009 (maj oct. 10)
COMel 1
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Définition
Les animations permettent de représenter des
phénomènes qui se déroulent habituellement dans
des échelles de temps et d'espace inaccessibles à
la perception humaine (phénomènes
météorologiques, mouvement des planètes,
évolutions géologiques) ou qui sont difficiles à
observer en fonctionnement (dispositifs
mécaniques, systèmes biologiques). En outre, la
plupart des animations comprennent des dispositifs
qui permettent de ralentir, de stopper et de
circuler dans l'animation (Bétrancourt, 2003).
Mars 2009 (maj oct. 10)
COMel 1
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Historique
• Les images projetées: XVIIIe – XIXe siècle
fantasmagorie de Robertson: caché
derrière un écran, il projetait des images
de personnes, de monstres ou d'esprits
qui donnaient au public le sentiment d'une
apparition surnaturelle.
lanterne magique: le principe de la
chambre noir pour projeter les images
Mars 2009 (maj oct. 10)
COMel 1
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Historique
Le théâtre optique: XIXe siècle et différents techniques
• Le « thaumatrope »,
de John Ayrton Paris (1826).
• Le « phénakistiscope » manuel
de Joseph Plateau (1333). Utilise
le principe de la persistance
rétinienne pour reconstituer le
mouvement
Mars 2009 (maj oct. 10)
COMel 1
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Historique
• Le « zootrope », de William Horner, (1834) porté
de longue bande de dessins dans un cylindre
• Le « praxinoscope » d’Émile Reynaud: le
mouvement est aperçu grâce à 12 miroirs dans un
cylindre
• Les études de Muybridge du mouvement
Mars 2009 (maj oct. 10)
COMel 1
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Historique
• Le « chronophotographe » de Marey, perfectionné
celui de Muybridge.
Il est composé d'une chambre noire classique
avec un obturateur devant la surface photo-sensible.
Une fois en rotation, la fenêtre du disque laisse
passer de la lumière qui vient s'impressionner sur la
pellicule.
L'opération est répétée plusieurs fois et l'on
obtient ainsi la décomposition d'un mouvement sur
une seule photographie.
Mars 2009 (maj oct. 10)
COMel 1
chronophotographe
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Historique
• Le début du cinéma et du dessin animé
• Les frères Lumière et le cinéma
• Le premier dessin animé: « Fantasmagorie »
de Cohl (1908) projeté dans les salles de
cinéma. Vitesse de l’animation: 16 images par
seconde.
Dessins de Cohl
• Les techniques du dessin animé sont
perfectionnés
Mars 2009 (maj oct. 10)
COMel 1
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Bases techniques
• Power Point: présentations animées
• Animations .gif :
c’est le même principe du dessin animé: images en séquence
L’image
« bitmap »
frames
animation
Mars 2009 (maj oct. 10)
COMel 1
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Bases techniques
• Avantages du .gif: faciles à faire, la plupart de navigateurs le
reconnaissent
• Limites: ce n’est pas possible de faire des grandes
animations, elles sont « lourdes »
•Quelques logiciels pour la construction de .gifs animés
Easy Gif Animator
Gif construction set
Active Gif Animator
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Gif Builder (IMac)
COMel 1
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Bases techniques
• animations flash / Authorware/ Schockwave
graphismes vectoriels: l’image est
décrite comme une série de formes et
standards basées en règles
matémathiques.
Avantages: des animations complexes,
Limites: actualisation des plug-ins
Mars 2009 (maj oct. 10)
COMel 1
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Usages génériques
1. Attirer l’attention : l’animation est purement décorative
(effets spéciaux de transition, symboles animés, etc.).
Elles peuvent aider l’utilisateur à apprécier un texte en le
rendant plus attractif, mais peuvent aussi le distraire de la
tâche (Rebetez, 2004)
2. Représenter quelque chose : accompagnant ou non un
texte, l’animation est utilisée pour démontrer ou expliquer
un concept, une règle ou une procédure.
Mars 2009 (maj oct. 10)
COMel 1
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Concepts de références
1. la séquentialité: faire apparaître les différents éléments
graphiques dans un ordre logique.
Mars 2009 (maj oct. 10)
COMel 1
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Concepts de références
2. La durée: la séquence de l’animation s’inscrit dans un temps
déterminé et est pré-requis pour captiver l’attention, selon le
contenu, le scénario, le public
respiration
Mars 2009 (maj oct. 10)
respiration
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Usages génériques
3. le clignotement: illumination dynamique où le stimulus
s'allume et s'éteint. La nature dynamique du clignotement
attire immédiatement l'attention.
Mars 2009 (maj oct. 10)
COMel 1
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Concepts de références
4. Changements: (Rebetez, 2004)
Transformations: changement dans les formes présentes
sur les images (taille, forme, couleur ou texture).
Translations : changement de position d’un ou plusieurs
éléments, relativement au champ de l’animation ou aux
autres éléments qui la composent.
Transitions : changement dans le nombre d’éléments
présents (disparition ou apparition, complètes ou partielles, de
fusion d’éléments, de sortie du champ, etc.).
Mars 2009 (maj oct. 10)
COMel 1
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Applications pédagogiques
Sept principes pour l’élaboration de messages multimédias
efficaces : (Mayer in Rebetez, 2004)
1. Principe multimédia : Un message composé de mots et d’images
correspondantes est mieux retenu qu’un message composé de mots
uniquement.
Mars 2009 (maj oct. 10)
COMel 1
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Applications pédagogiques
2. Principe de contiguïté spatiale :
L’apprentissage est plus efficace
lorsque les images et les mots
correspondants sont présentés de
manière rapprochée. Par exemple en
situant les légendes des divers
éléments de l’image à côté de chacun
d’eux.
Mars 2009 (maj oct. 10)
COMel 1
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Applications pédagogiques
3. Principe de contiguïté temporelle : Les performances
d’apprentissage sont plus hautes lorsque les éléments verbaux et
visuels sont présentés en même temps.
Mars 2009 (maj oct. 10)
COMel 1
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Applications pédagogiques
4. Principe de cohérence :
L’apprentissage est meilleur lorsque les
mots, images et sons, qui ne sont pas
directement utiles à l’apprentissage,
sont absents.
5. Principe de modalité : Présenter des animations accompagnées
d’un commentaire audio conduit à de meilleurs résultats que des
animations accompagnées d’un texte à l’écran.
Mars 2009 (maj oct. 10)
COMel 1
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Applications pédagogiques
6. Principe de redondance : L’apprentissage est de meilleure
qualité en présentant une animation et un commentaire audio plutôt
qu’une animation, un commentaire audio et du texte à l’écran.
7. Principe des différences individuelles : Les effets décrits
sont plus forts sur des apprenants disposant de peu de
connaissances du domaine. De même, ils sont plus forts pour des
utilisateurs disposant d’un haut niveau de capacités visuospatiales.
Mars 2009 (maj oct. 10)
COMel 1
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Avantages et limites
Avantages
Limites
La rétention du phénomène le flux rend l’information
observé
fuyante et changeante
apparition des micro-étapes surcharge cognitive,
des processus
difficultés d’attention, de
mémorisation et de
traitement à l’utilisateur,
permet une vision plus
difficultés conceptuelles:
riche, à la fois globale et
comprendre l'enchaînement
détaillée
causal des états à partir de
changements temporels
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COMel 1
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Avantages et limites
Possibilités pour surpasser les limites :
• réduction des désavantages liés à la fugacité
• donner un contrôle sur le déroulement de l’animation par le biais
d’une interactivité
• modification de l’animation en fonction de l’activité de l’utilisateur.
•produire des résumés des données pour créer une information
permanente.
• le niveau d’expertise de l’apprenant pour le domaine
• scénario pédagogique approprié
• l’effet d’imagination
Mars 2009 (maj oct. 10)
COMel 1
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Références
• Bétrancourt, M. (2003). Outil cognitif ou gadget ? Psychoscope
8/2003 vol 24. Journal Suisse des psychologues FPS.
• Pezio, N. (2003). Influence du format de présentation sur
l’apprentissage : contribution de la présentation séquentielle et ce
l’interactivité. Mémoire de DESS. TECFA, Faculté de Psychologie et
Sciences de l’Éducation, Unige.
• Rebetez, C. (2004). Sous quelles conditions l’animation améliore-telle l’apprentissage ? Mémoire de DESS. TECFA, Faculté de
Psychologie et Sciences de l’Éducation, Unige.
Mars 2009 (maj oct. 10)
COMel 1
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3. Les simulations
Daniel Peraya
TECFA Université de Genève
Simulations: quelques exemples
Physique
Médecine
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COMel 1
Biologie
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Définition
« Application qui contient le modèle d’un phénomène, et
dans laquelle l’utilisateur peut modifier certains
paramètres du modèle et percevoir l’effet de ce
changement »
« La simulation est une reproduction artificielle d'un
phénomène réel. Dans le cas où elle est exécutée par
un programme informatique sur un ordinateur on parle
de simulation numérique » (Edutech)
Mars 2009 (maj oct. 10)
COMel 1
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Simulation ≠ Animation
• Le but n’est pas de transmettre une information, mais de
permettre d’inférer des règles théoriques, ou soumettre à
l’épreuve des choix et des comportements.
• Les possibilités d’interaction sont beaucoup plus larges.
Mars 2009 (maj oct. 10)
COMel 1
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Usages
On peut distinguer trois grandes tendances:
Les simulations conceptuelles, dont le but est d’apprendre
des concepts, mettent en scène des relations théoriques
(modèles scientifiques)
Les simulations procédurales, dont le but est de
développer des habiletés pratiques, (simulation de vol ou
de chirurgie)
Les jeux de rôles, (peuvent être textuels) qui cherchent un
apprentissage par immersion, et combinent concepts,
procédures et intuition.
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COMel 1
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Utilisation pédagogique
• Les simulations sont hautement spécialisées.
• Il est indispensable d’avoir un scénario pédagogique
(définition des tâches et des objectifs).
• La simulation ne transmet aucune information en soi
même. Il faut savoir l’exploiter.
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COMel 1
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Bases techniques
C’est indispensable d’avoir des bonnes connaissance dans le
domaine à modéliser.
Il existe des outils auteur pour produire des simulations:
•Cabri ou Règle et Compas (pour des simulations en
mathématiques et physique)
•Modellus et Stella pour les modèles scientifiques
•Fablusi (pour des simulations de jeux de rôles)
Mars 2009 (maj oct. 10)
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Quelques Liens
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http://telelearning-pds.org/copains/index.html. Site sur l’utilisation de simulations pour
l’apprentissage des maths et de la physique (beaucoup de simulations sur cabri), avec scénarios
pédagogiques.
http://www.simultrain.ch/f/simultrain_f.htm#. Simulateur de gestion
http://www.techtrekers.com/sim.htm. Page avec beaucoup de liens vers des simulations ou des
projets qui utilisent des simulations pour enseigner les maths et les sciences.
http://www.explorelearning.com/. Beaucoup d’applets de simulation pour les maths et les
sciences.
http://www.univ-lemans.fr/enseignements/physique/02/. Applets de physique.
http://www.agentsheets.com/research/c5/documents/interactive%20flier/c5-flier.html. Mr Vetro,
simulation collective.
http://www.fablusi.com/ site avec des jeux de rôles (textuels) pour l’apprentissage, possibilité de
construire des scénarios.
http://biologica.concord.org/webtest1/web_labs.htm. Laboratoire virtuel de génétique.
http://tecfa.unige.ch/tecfa/teaching/uv39/tp/index.html. Simulation d’un rat de laboratoire pour faire
des expériences d’association stimulus/réponse.
Mars 2009 (maj oct. 10)
COMel 1
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Quelques Liens (suite)
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http://www.ogame.fr/ Simulation sous forme de jeu – Conquête de l’espace.
http://www.jeu-gratuit.net/jeux-simulation-elevage.php Jeux de simulation d’élevage en ligne.
http://www.absoluflash.com/jeux-simulation/ Jeux de simulation divers en ligne.
Exemples de logiciels de simulation plus complexes :
•
En ligne :
─
•
Chevron : L'utilisateur est invité à approvisionner une ville en énergie, avec l'objectif de la développer jusqu'en 2030. Pour en
savoir plus: http://edutechwiki.unige.ch/fr/Chevron
A télécharger (gratuits):
–
Food Force : Un logiciel qui présente le domaine d'action du World Food Program,(WFP), programme de l'ONU pour faire face à
des crises alimentaires
–
Pedagogica : Le logiciel porte sur les principes de base de la génétique. Notamment, on apprend à manipuler des gènes et des
chromosomes tout en observant les effets des changements sur des dragons.
–
SimProjet : Un simulateur de gestion de projet.
–
ChemLab : Un logiciel d'apprentissage de la chimie.
–
Virtual Lab Simulator : Un logiciel de formation en chimie.
Mars 2009 (maj oct. 10)
COMel 1
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