méthode - Université de Genève

MÉTHODE
POPULATION
La population globale de l’expérience était composée de 160 étudiants universitaires. Pour des
raisons pratiques, l’effectif expérimental a été recruté dans 2 campus distincts. Pour
neutraliser un éventuel effet d’échantillonnage, 2 échantillons égaux ont été prélevés dans 2
populations estudiantines distinctes : 80 sujets étaient des étudiants de première année en
sciences de l’école polytechnique fédérale de Lausanne et de l’institut de police scientifique et
de criminologie. 80 autres sujets étaient des étudiants de première année en sciences humaines
provenant de l’université de Genève. Les 2 populations ont été réparties de manière équitable
entre les diverses conditions de l’expérience. Les divers sujets de la population globale étaient
âgés entre 18 et 28 ans.
Pour assurer une homogénéité au niveau des connaissances préalables entre les sujets, nous
avons écarté les sections dont le contenu l’enseignement s’approche de trop près de celui des
2 matériels d’apprentissage ; à savoir la section de génie rural, physique, et géosciences. Il
figure néanmoins 4 étudiants de géosciences dans l’effectif que nous n’avons pas écarté car
leur performance n’est en rien meilleure que celle du reste de la population.
PLAN EXPERIMENTAL
Pour cette expérience, nous avons utilisé un design expérimental factoriel intersujets à 3
facteurs correspondant aux variables dépendantes principales exposées auparavant. Pour ce
faire, les 160 sujets ont été répartis dans 8 groupes différents découlant du croisement des 3
facteurs, à savoir mode d’apprentissage (en solo versus en duo), permanence des états
antérieurs (permanence versus non-permanence) et le mode de présentation (discret versus
continu).
Les 2 tableaux ci-dessous résument la répartition des sujets selon les 8 conditions citées cidessus.
Mode d’apprentissage SOLO :
Discret
Continu
Permanence
40 sujets
40 sujets
Non-permanence
40 sujets
40 sujets
Permanence
10 paires
10 paires
Non-permanence
10 paires
10 paires
Mode d’apprentissage DUO :
Discret
Continu
MATÉRIEL
Contenu pédagogique :
Le matériel pédagogique utilisé pour l’expérience se compose de 2 contenus multimédias
d’apprentissage, composés selon les conditions soit d’une suite d’animation et de
commentaires oraux, soit d’une suite d’images statiques et des mêmes commentaires oraux :
Dans un premier temps, un contenu multimédia expliquant le phénomène du transit de Vénus
devant le soleil et vu depuis la terre (contenu « astro »). Dans un 2ème temps, un contenu
multimédia expliquant les phénomènes de la formation des océans et des montagnes à l’aide
de la théorie de la tectonique des plaques (contenu « géo »). Les 2 contenus se subdivisent en
12 étapes.
Contenu « astro »
Le contenu du type astronomique explique le phénomène du transit de vénus en 12 étapes et a
été développé à l’aide du langage de modélisation 3D pour le web VRML (Virtual Reality
Modeling Language) pour ce qui est des séquences animées. Pour ce qui est des séquences
statiques, les images ont été tiré des animations et commentés au besoin à l’aide du logiciel
Paint Shop Pro 7.0 (Jasc Software). Les commentaires oraux ont été enregistrés à l’aide d’un
micro relié à l’ordinateur et mastérisés à l’aide logiciel Wavelab 4.0 (Steinberg). Les 12
étapes ainsi que leur commentaire sont regroupé dans le tableau ci-dessous :
Les 12 étapes du contenu multimédia portant sur le transit de Vénus :
Étape 1 : la révolution de Vénus et de la terre
Étape 2 : alignement de vénus-terre-soleil
La terre fait le tour du soleil en 365 jours terrestres,
Venus fait le tour du soleil en 225 jours. La taille de tous les astres
est exagérée ici.
Pour que nous puissions voir Venus passer devant le soleil, il faut
que Venus se trouve entre la terre et le soleil.
Comme ceci.
Étape 3 : différence entre les vitesses de rotation
Étape 4 : différence entre les plans d’orbite
Comme les deux planètes tournent à des vitesses différentes, les
conjonctions ne sont pas fréquentes. Dans le cas présenté, on aurait
un alignement tous les 543 jours terrestres.
Pourtant les transits de Venus sont beaucoup moins fréquents, Il faut
attendre entre 8 et 120 ans entre chaque passage !
En fait l’orbite des deux planètes n’est pas sur le même plan. Il y a
un angle de 3.4° entre les deux trajectoires. Cet angle est exagéré
ici.
Étape 5 : plan d’orbite (bis)
Étape 6 : Les nœuds + nœud descendant
Ce qui fait que Venus est parfois au dessous et parfois au dessus de
la Terre par rapport au Soleil.
L’alignement n’est donc possible qu’aux deux endroits où les
planètes sont à la même hauteur. On appelle ces endroits des
« nœuds ». Ce sont les 2 endroits où l’orbite de Venus croise le plan
de rotation de la Terre.
La Terre passe au nœud descendant de Venus dans la première
moitié du mois de juin.
Étape 7 : nœud ascendant
Étape 8 : croisement approximatif
La Terre passe au nœud ascendant de Venus dans la première moitié
du mois de décembre
Il faut donc que les deux planètes se trouvent sur le même nœud en
même temps pour que le transit puisse s’observer, ce qui est rare.
Toutefois, un transit peut quand même s’observer si les deux
planètes ne sont pas parfaitement alignées sur un nœud.
Étape 9 : cône de pénombre
Étape 10 : cône d’ombre
Un transit s’observe en fait lorsque la Terre se trouve dans une zone
bien précise derrière Venus.
Cette zone se matérialise par deux choses
D’abord un cône de pénombre qui se définit ainsi.
La seconde partie est le cône d’ombre que l’on définit ainsi
Un observateur situé dans cette zone précise ne verrait plus du tout
le soleil, il vivrait donc une éclipse. Pour comprendre le transit de
Venus nous allons prolonger ce cône d’ombre.
Étape 11 :
Étape 12 :
La Terre et Venus peuvent donc se croiser de plusieurs manière.
Tout d’abord la Terre peut passer juste dans l’axe du cône d’ombre,
comme ceci…
Approchons-nous
Et voyons ce que cela donne vu de la Terre.
On appelle cela un transit central.
Ensuite la Terre peut passer dans le cône de pénombre, sans être
parfaitement alignée
on appelle cela un transit périphérique.
Contenu « géo »
Le contenu du type géologique quant à lui explique le phénomène de la formation des océans
et des chaînes de montagnes en 12 étapes et a été développé à l’aide du logiciel Flash MX
(macromedia) pour les séquences animées. Les séquences statiques sont des images tirées des
animations et commentés au besoin à l’aide du logiciel Paint Shop Pro 7.0 (Jasc Software).
Les commentaires oraux ont été enregistrés à l’aide d’un micro relié à l’ordinateur et
mastérisés à l’aide logiciel Wavelab 4.0 (Steinberg). Voici les 12 étapes et leurs
commentaires :
Les 12 étapes du contenu multimédia portant sur la tectonique des plaques :
Étape 1 : les 3 couches
Étape 2 : les contraintes exercées sur la lithosphère
Étape 3 : effondrement du rift
Étape 4 : remontée de l’asthénosphère + dorsale
Étape 5 : croûte océanique néoformée
Étape 6 : formation de l’océan
Étape 7 : récapitulation
Étape 8 : densité de la lithosphère océanique
Étape 9 : subduction
Étape 10 : prisme d’accrétion
Étape 11 : volcanisme de subduction
Étape 12 : formation d’une chaîne de montagne
DISPOSITIF EXPÉRIMENTAL
Dans un souci d’automatisation de la procédure expérimentale, tous les médias ont été
intégrés dans un même dispositif expérimental à l’aide du logiciel Authorware 6.0
(macromedia). Pour les besoins de l’expérience, nous avons développé 4 versions différentes
du matériel correspondant aux 4 conditions. En effet le croisement des 2 variables à 2
modalités nous permettent d’obtenir les 4 conditions intersujet suivantes :
a. condition dynamique-permanente (DP)
b. condition dynamique-non-permanente (DN)
c. condition statique-permenente (SP)
d. condition statique-non-permanente (SN)
Mode dynamique-permanent (DP)
Le mode DP correspond à la plus riche des conditions en terme d’apport multimédia et ce,
pour les 2 contenu pédagogique. Comprenons par la qu’il présente un contenu pédagogique
comportant à la fois des séquences animées, et la pondeuse d’images permettant de garder une
trace visuelle statique des étapes antérieures, sous forme de «snapshots » pertinents.
En ce mode, la scène principale du dispositif multimédia se présente comme sur la figure-X.
Le grand cadre principale situé en haut à droite est l’emplacement dédié aux diverses étapes
animées. Les 12 vignettes sur la gauche permettent d’accéder à une des images
récapitulatives. Au fur et a mesure de l’avancement des étapes, ces dernières s’activent,
permettant à l’utilisateur de consulter la « snapshot » désirée. Ainsi les utilisateurs ne peuvent
consulter que les images récapitulatives correspondant aux étapes déjà visionnées. De plus,
ces dernières ne peuvent pas être consultées durant la procession des étapes animées et celle
des commentaires associés.
Un bouton intitulé « suite » permet à l’utilisateur (aux utilisateurs) de passer à l’étape suivante
une fois qu’il(s) se sent(ent) prêt(s). Ainsi le (les) utilisateur(s) peuvent contrôler le rythme de
leur apprentissage en choisissant d’accéder à l’étape suivant au moment ou il(s) le désire(nt).
Mode dynamique-non-permanente (DN)
Le mode DN comporte les mêmes caractéristiques que le mode DP, à la différence près que la
pondeuse d’image n’est ici pas disponible. Les sujets peuvent donc visionner les étapes des
animations à leur rythme mais n’ont pas la possibilité de consulter les images récapitulatives
telles que présentes dans le mode DP. Le commentaire oral reste scrupuleusement le même
entre le mode DP et le mode DN.
Mode statique-permanent (SP)
En ce qui concerne le mode SP, les 12 étapes ne sont ici plus des séquences animées mais une
simple image statique la plus représentative qui soit. Ainsi, les sujets accèdent aux étapes
explicatives sous forme d’un diaporama soutenant une suite d’explications orales. Les
explications orales reste foncièrement équivalente aux modes DP et DN, à la seule différence
que certaines formulations servant de bases synchrones pour supporter les étapes animées ont
été enlevées (exemple : « Comme vous pouvez le voir », « approchons nous »). Précisons que
ces modifications ne portent en aucun cas sur des formulations contenant une information
pédagogique majeure.
A l’instar de la condition DP, les sujets ont ici accès à des images récapitulatives qui ne sont
qu’une version réduite de auxquelles ils ont accès durant les phases commentées. Ils peuvent
donc consulter les étapes antérieures sous forme d’une image réduite de celle qu’ils ont pu
voir durant le commentaire oral.
Mode statique-non-permanent (SN)
Ils s’agit ici du mode correspondant à la condition pédagogique la plus pauvre. Les sujets
n’ont ici accès qu’à un diaporama d’images statiques oralement commentées. Il n’y pas de
pondeuse d’image ici et le seul contrôle que les sujets ont consiste en la gestion du rythme de
passage d’une étape à l’autre.
Pour ce qui est de l’aspect technique, la taille du dispositif d’apprentissage est de 1152 x 864.
La zone comportant les médias animés et statiques ont une taille de 800x600 pixels. La
pendeuse d’image présente dans les conditions avec permanence des états antérieurs se
compose de 12 mini-icônes de 320x 200 et qui ne sont qu’une version réduite des snapshots
(600x480 pixels) qui sont eux-mêmes des versions réduites des images statiques (800x600 px)
utilisées durant les phases statiques SP et SN. (cf. fig. X)
Le commentaire des modes animés a été spécialement adapté pour soutenir de manière
synchrone, la rythmicité des 12 étapes animées.
Fig.X: voici une image capture de l’interface utilisateur durant la visualisation du matériel pédagogique tirée
d’une condition « perm » .L’interface des conditions « non-perm » est la même, sans les vignettes activables sur
la gauche.
Les divers dispositifs de mesures et recueil des VD.
Comme dit précédemment, nous avons fait en sorte d’automatiser toute la procédure
expérimentale. Ainsi une grande partie des mesures diverses a été automatisée à l’aide du
logiciel de développement auteur : Authorware 6. Il n’était en aucun cas possible de revenir
en arrière durant la procédure sur la plateforme expérimentale informatisée. Voici les diverses
mesures effectuées en relation aux variables dépendantes citées précédemment :
Le post-test :
Un post-test comportant 17 questions (1 question ouverte non-analysée dans cette étude, et 16
questions à choix multiples) a été développée pour chaque contenu multimédia. Les 16
questions à choix multiple comportent 9 questions de rétention, à savoir que les réponses sont
directement déductibles du contenu pédagogique multimédia, et 7 questions d’inférence (ou
transfert) où les réponses ne sont pas directement présentes dans les contenus pédagogique
mais suffisamment proche pour être inférées. 6 des questions parmi les 16 à choix multiples
étaient des questions du type graphique, et les autres sous forme textuelle. (cf. Annexes).
Le pré-test :
Le pré-test quant à lui se composait de 5 questions à choix multiples par contenu multimédia.
2 des 5 questions étaient directement tiré du post-test et 3 autres étaient inédites.
Mesures des diverses séquences temporelles
Pour permettre une acquisition précise et exhaustive des données temporelles, toutes les
actions des apprenants étaient sauvegardées sous forme de log-file dans Authorware 6.0 et
récupérer par la suite pour les analyses diverses.
PROCÉDURE
40 paires de sujets étaient aléatoirement réparti dans les 4 conditions d’expériences obtenus
par le croisement des 2 facteurs principaux (permanence versus non-permanence croisé avec
type de contenu discret versus continue). Dans un premier temps, les 2 apprenants d’une paire
était assignés aléatoirement à 2 postes différents A et B ou ils étaient soumis au pré-test suivi
d’une brève introduction au phénomène du transit de vénus. Puis le sujet B était prié de
rejoindre le sujet A une fois que ce dernier a fini cette première phase. Le sujet A quand à lui
était invité à attendre que le sujet B le rejoigne dans le cas échéant.
Durant la 2ème phase, les 2 sujets A et B sont réunis sur le même ordinateur pour suivre le
matériel pédagogique et collaborer dans la compréhension du contenu. Une dois les 12 étapes
terminées, le sujet B qui s’était déplacé est prié de rejoindre sa place. Les 2 apprenants sont
ainsi soumis à un test d’évaluation subjective de la surcharge cognitive automatisé, puis au
pré-test portant sur le contenu multimédia visionné auparavant.
Une fois le post-test terminés, les 2 apprenants enchaînent avec le pré-test du contenu portant
sur la tectonique des plaques, puis la brève introduction à la tectonique des plaques. Ils sont
dès lors invités à se rejoindre pour suivre le contenu multimédia de la même manière que
précédemment. Une fois le contenu pédagogique sur la tectonique des plaques arrivé à terme,
les 2 apprenants se séparent à nouveau pour refaire un test d’évaluation subjective de la
surcharge cognitive et procédé au post-test. L’expérience se termine une fois que les 2
apprenants ont terminé individuellement bla le post-test portant sur le contenu géologique.