1 Modélisation et Simulation avec les TICE Congrès Innovation et Multimédia dans l'Enseignement de la Chimie MIEC-JIREC Bernard TRIBOLLET LIRDHIST-UCBL

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Modélisation et Simulation avec les TICE

Congrès Innovation et Multimédia dans l'Enseignement de la Chimie

MIEC-JIREC

Bernard TRIBOLLET

LIRDHIST-UCBL et IUFM de LYON France

31 mai - 3 juin 2005

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Transposition informatique d'une démarche d'apprentissage

1ère partie

Bernard TRIBOLLET

Congrès Innovation et Multimédia dans l'Enseignement de la

Chimie

AUTRANS Juin 2005

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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

Plan de la 1ère partie

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

1) Cadres théoriques de référence

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1) Cadres théoriques de référenceA - 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)

1) Cadres théoriques de référenceB - 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

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.

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La transposition informatique définitl' 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

C - Pour l ’interactivité des TICE.


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

D - Analyse par les cadres


En s'appuyant sur l'analyse de R. DUVAL (1995) (registres sémiotiques) :

LN : Langage naturelRS : Langage symbolique ( formules math.)RG : Représentations graphiques Y= f(X)RA : Représentations dynamiques ( animations et simulations )

RE : Registre expérimental ou praxéologique

E - Analyse par les registres explicatifs

A - Activité de modélisation par la simulation

B - Confrontation synchrone de plusieurs registres explicatifs

C - Outil d ’auto-vérification en séance pratique

2) Apport spécifique des TICE pour la Démarche scientifique en Sciences Physiques

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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)


A1 - Activité de modélisation par la simulationMonde théorique et le monde des objets et des événements selon J.L. MARTINAND puis D. BEAUFILS :


A2 - Activité de modélisation par la simulation

Rôle du média informatique dans le cas de l'étude du son (J. VINCE)



- Les règles du modèle sont du domaine théorique, l'interface appartient au champ expérimental (C. BUTY)





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B - Confrontation synchrone de plusieurs registres explicatifs

Accès en ligne à l'applet correspondante

http://contact.tm.agilent.com/Agilent/tmo/an-150-1/classes/liveAM_popup.html



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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 trichromie1 - Voir des objets colorés en lumière colorée2 - Expérience du tétraèdre3 - Pénombres colorées d'une pyramide

Description des 7 étapes de la démarche d'apprentissage à transposer :

1 - Stimuler la motivation des élèves

2 - Questionnement initial 3 - Choisir un cadre de référence 4 - Poser des hypothèses 5 - Résoudre le problème 6 - Vérifier les résultats

7 - Valider

3) Démarches à transposer

Autrans

Démarches de l'apprentissage

- 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 :

Autrans

Résolution de problème et situation-problème

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

Autrans

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.

Autrans

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

Autrans

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

Autrans

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

Autrans

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

Autrans

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

Autrans

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Evaluation didactique de simulations pédagogiques

; comme outils de

formation Bernard TRIBOLLET

2ème partie

Congrès Innovation et Multimédia dans l'Enseignement de la

Chimie

AUTRANS Juin 2005

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1) Introduction et problématique de l ’atelier2) Cadres théoriques de référence3) Démarche scientifique grâce aux TICE, en Sces

Physiques4) Critères d ’évaluation5) Tests d'analyse sur l ’existant en formation.6) Résultats d'expérimentations7) Proposition de formation au moyen de

l'évaluation des sites8) Conclusion

Plan de la 2ème partie.

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

1) Introduction et problématique

Autrans

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-mêmesles différentes étapes de leurs modèles ?

1) Problématique de l'atelier

1) Introduction et problématiqueA - 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

Autrans

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1) Introduction et problématiqueB - 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

http://www.ens-Lyon.fr/Planet-Terre/

1) Introduction et problématiqueC - 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

classementet de techniques de stockage des documents sélectionnés

- Génère de nouvelles pratiques spécifiques qui renforcent l'esprit critique Autrans

1) Introduction et problématique

- 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

D - Comment évaluer ?

1) Introduction et problématiqueE - 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

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

2) Critères d ’évaluation

2) Critères d ’évaluationA - 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 ?

2) Critères d ’évaluationB2 - 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 ?

2) Critères d ’évaluationC - 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 ?

2) Critères d ’évaluationD - 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 ?

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2) Critères d ’évaluationE - 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 TRICOTVoir le diaporama de TRICOT à Université d'automne 2000

http://www.uco.fr/services/biblio/cdps/selec_grille.html

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2) Critères d ’évaluationF - 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 ?

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2) Critères d ’évaluationG - 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

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2) Critères d ’évaluationH - 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 ?

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

3) Tests d'analyse sur l ’existant.

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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

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3) Tests d'analyse sur l ’existant.B - Exemples de modélisation avec des simulations du réseau (Applets)

- Exemple du simulateur gaz parfait de P. RENAULTAccès à son simulateur en local, ouhttp://users.erols.com/renau/fr/thermo.html http://mysite.verizon.net/vzeoacw1/fr/thermo.html

- Exemple de "CHRONOCOUPE" DEA Eric SANCHEZ

http://users.erols.com/renau/fr/thermo.html















http://mysite.verizon.net/vzeoacw1/fr/thermo.html







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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 clouEt en Optique avec Cabri-géomètre

- Le microscope- Lentille épaisse- Lentille mince

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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

http://olical.free.fr/intro.swf






A - Expérimentation de remédiation en DEUG (atomistique)B - En UV de prépro à " BAC + 3" C - En formation des enseignants de secondaire à l'IUFMD - En formation des Moniteurs des universitésE - En formation continue auprès de formateurs et enseignants-chercheurs

4) Expérimentations

4) ExpérimentationsA - 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.

4) ExpérimentationsB - 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

4) ExpérimentationsC - 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 enseignés2 - Constitution d'un Bookmark personnalisé avec les URL commentées3 - Construction de protocoles d'utilisation d'applet du site académique.

Résultats :Seules les étapes 1 et 2 ont été engagées

4) ExpérimentationsD - En formation des Moniteurs des universitésObjectifs 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.

4) ExpérimentationsD - En formation des Moniteurs des universitésBilan 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.

4) ExpérimentationsD - En formation des Moniteurs des universitésBilan 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

4) ExpérimentationsE - 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


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


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 site2 - Evaluer la structuration de l'information consultée, sa quantité et la qualité du contenu3 - Mesurer si le challenge choisi peut être atteint par un parcours de visite découlant des objectifs annoncés du site

A - Construction d'une méthode critériée

B - Analyse des tâches

C - Construction de protocole sur la base d'acquisition méthodologique : "en se regardant travailler"

5) Propositions de formation au moyen de l'évaluation des sites

5) Propositions de formation au moyen de

l'évaluation des sitesA - 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 laconstruction 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 veulentréutiliser. 4 - Construire une ingénierie de formation d'enseignant basée sur l'entraînement à cette pratiqued'enseignement.


l'évaluation des sitesA - 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


l'évaluation des sitesB - 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


l'évaluation des sites

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

C- Pratique réflexive durant la formation

6) ConclusionA - Pertinence des critères

• Nécessité de la standardisation des critères sur des fiches-types succintes

• Emploi de cadre de référence d'analyse précis

6) Conclusion

B - Nécessité des tests :

- Importance du suivi des apprenants par l'enregistrement puis analyse des traces d'apprentissage

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.

6) ConclusionD - 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

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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

Merci de votre attention,

Ouverture du débat

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Congrès Innovation et Multimédia dans l'Enseignement de la Chimie

MIEC-JIEC

Le présent diaporama sera accessible à l'adresse :

http://nte.univ-lyon1.fr/tribollet/PresentationMIEC.ppt

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.

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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

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.

Grilles d'analyse des TP (Langlois, Viard, Gréa) 1/2

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 .

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

Grille d'analyses de situation expérimentales

Monique GOFFARD ( recueil INRP 2004)

Grille d'analyses de situation expérimentales Compléments

Classification de WOOLNOUGH1 - TP Expériences : Observer et Expérimenter, acquérir la connaissance des faits expérimentaux2 - TP Exercices : S'entraîner aux savoir faire expérimentaux3 - TP Investigation : Pratiquer la résolution de problèmes ouverts.

Stratégies identifiées :OHERIC : Observation, Hypothèses, Expériences, Résultats, Interprétation, ConclusionPOE : Prédictions, Hypothèses, ExplicationPHERIC : Prédictions, Hypothèses, ExpérimentationsMonstrations : Expérience prototypique -> induction > LoiTHEORIC : Théorie, Hypothèses, Expérimentation, Observation, Résultats, Interprétation, Conclusion.

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Finalités des TP de Physique

( par A. GUILLON ; Démarches scientifiques en TP de physique en DEUG…. ; Didaskalia n°7 p.113-127 ; 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.

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. 73-112, 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. 221-226, Ed La Pensée sauvage, Grenoble

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.

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). …/…

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.

Références bibliographiques (1/5) :

1] Statistiques des visites du serveur NTE de l'UCBL :http://nte-serveur.univ-lyon1.fr/nte/logs/logntejanvier2002.htm

[2] Sondage pour mesure d'indice de satisfaction : http://nte-serveur.univ-lyon1.fr/nte/mathsv/courant/evaluationoctobre2001.htm

[3] Enquête sur les TP de Bio en salle machine pour le DEUG SV:http://nte-serveur.univ-lyon1.fr/nte/EMBRYON/tp2000/enquetebio.htm

[4] Evaluation des sites des Universités françaises (analyse statistique) :http://www.educnet.education.fr/superieur/web-u.htm

[5] "Détermination de la mesure de l'efficacité d'une situation d'enseignement sur INTERNET : Application ausite 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) :http://www.u-psud.fr/sitesiecle.nsf/res24!OpenPage#


[8] Label "RIP", Reconnu d'Intérêt Pédagogique délivré par le Ministère de l'Education Nationale :http://www.educnet.education.fr/res/blogorip.htm

[9] Le "mélangeur de couleurs" de la société "Lefranc-Bourgeois":http://www.lefranc-bourgeois.com/racine/outils/melangeur/outils_melangeur_cadre_fr.htm

[10] Site de la communauté de physiciens "Merlot.org" (Oklahoma) :http://physics.merlot.org

[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) 2000-2003 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-PyrénéesActes des 1ères rencontres d'ORSAY :" Recherches sur l'Enseignement Scientifique Supérieur et les T.I.C.E." ; (7 novembre 2000) :http://www.u-psud.fr/sitesiecle.nsf/res24?OpenPage


[13]"Sélection et évaluation des sites web scientifiques" BASSET H., Mémoire NTIDE ;Université Catholique de l'Ouest ; (septembre 2000), Angershttp://www.uco.fr/services/biblio/cdps/selec_eval.html

[14] "Méthodologie d'évaluation de sites web" proposée par la Commission "Français et Informatique"de la "FESeC" ; (24 novembre 2001),Belgique : http://users.skynet.be/ameurant/francinfo/validite/index.html

[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): http://www.adbs.fr/adbs/sitespro/lardy/evaluate.htm

[16] CCRTI : Catalogue critique des ressources littéraires sur Internet réalisé par ATTALI A., WALTER R. de l'INaLF-CNRS (ENS Fontenay/St-Cloud) :http://www.terminalf.net/ccrti/

[17] Annuaire du portail du site "e-qualité" (Société d'expertise "TEMESIS") :http://www.e-qualite.com/annuaire.php3?Cat=3

[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.http://tecfasun1.unige.ch/~rueger/staf15/Ballacheff.html


[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 : http://www.ac-montpellier.fr/scphysiques/SP62.htm

[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 ?"; 26 - 27 octobre 2000 ,IUFM d'Aquitaine 33000 Bordeaux http://www.aquitaine.iufm.fr/fr/14-actualite/01-seminaires/03-scphy/

[23] MARTINAND J-L "Introduction à la modélisation" ; Université d'été ENS Cachan (juillet 1998)http://www.inrp.fr/Tecne/Rencontre/Univete/Tic/Pdf/Modelisa.pdf

[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. 73-112, 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. 221-226, Ed La Pensée sauvage, Grenoble


[27] Site des documents pédagogiques de Sciences Physique de l'Académie de Lyon , page sur "Interactive Physique":http://www2.ac-lyon.fr/enseigne/physique/docs/ip/ip.html

[28] Site de simulations avec "Interactive Physique" et Cabri-Géomètre de GUIDICELLI P. : http://web.netsysteme.net/papik/physique/

[29] Site sur la didactique de NIMIER J. :"Les facteurs humains dans l'enseignement et la formation des adultes "http://perso.wanadoo.fr/jacques.nimier/index.html

[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. : http://nte-serveur.univ-lyon1.fr/nte/tribollet/RegionR-A/carteNTE.html

[31] "Introduction à la didactique des Sciences et des Mathématiques " S. JOSHUA et J.J. DUPIN ; PUF (1993)