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Références générales

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Bonnat, C. (2017). Etayage de l’activité de conception expérimentale par un EIAH pour apprendre la notion de métabolisme cellulaire en terminale scientifique. Manuscrit de thèse non publié. Récupéré à l’adresse : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01562709/

Carosin, E., & Demeuse, M. (2018). Les Savanturiers – Rapport d’évaluation final (p. 110). Consulté à l’adresse https://les-savanturiers.cri-paris.org/wp-content/uploads/2018/11/recherche_rapport-vf.pdf

Cook, T. D. (2002). Randomized experiments in education. Why are they so rare? Educational Evaluation and Policy[CISEL Mat1]  Analysis, 24(3), 175–199. Consulté à l’adresse http://www.ipr.northwestern.edu/publications/docs/workingpapers/2002/IPR-WP-02-19.pdf

Baron, G.-L. et Bruillard, E. (2007). ICT, educational technology and educational instruments. Will[CISEL Mat2]  what has worked work again elsewhere in the future? Education and Information Technologies, 12(2), 71–81. https://doi.org/10.1007/s10639-007-9033-9

Girault, I. et d’Ham, C. (2014). Scaffolding a complex task of experimental design in chemistry with a computer environment. Journal of Science Education and technology23(4), 514-526.

Joolingen, W. R. van et Jong, T. D. (1991). Supporting hypothesis generation by learners exploring an interactive computer simulation. Instructional Science, 20(5‑6), 389‑404. https://doi.org/10.1007/BF00116355

Postic, M. et Ketele, J.-M. D. (1988). Observer les situations éducatives. Paris: Presses Universitaires de France.

Reiser, B. J. (2004). Scaffolding complex learning: The mechanisms of structuring and problematizing student work. Journal of the Learning Sciences, 13(3), 273-304.

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Wajeman, C., Girault, I., d’Ham, C. et Marzin-Janvier, P. (2015). Students’ reflection on experimental design during an innovative teaching sequence with Labbook. Dans Proceedings of the European Science Education Research Association (ESERA) Conference 2015, 12-24.


Savanturiers-Ecole de la Recherche : un dispositif expérimental à l’épreuve du numérique

Ange Ansour

Dans le projet Savanturiers du Numérique ont convergé les intentions de trois acteurs : 1/ le programme Savanturiers-Ecole de la Recherche, porté par le CRI, 2/l’entreprise TRALALERE 3/ le laboratoire EDA. 

Prenant appui sur les projets Savanturiers dans les classes, ces trois acteurs ont conçu ensemble un instrument numérique dédié aux élèves, ciblant le cycle 3 en priorité, avec comme thématique la climatologie. L’objectif était de transformer le carnet de recherche de l’élève-chercheur (outil classique du dispositif Savanturiers) en Carnet Numérique de l’Elève Chercheur (CNEC).

Le texte qui suit rappelle d’abord brièvement des éléments de contexte sur le dispositif Savanturiers puis élabore sur la question du CNEC.

1. Le dispositif Savanturiers

Le dispositif Savanturiers, à ses débuts, n’avait été élaboré ni à partir d’une recherche scientifique, ni à partir d’un positionnement au sein de la constellation française de la EdTech. Les concepteurs du dispositif se revendiquaient de mouvements pédagogiques fondés sur une approche scientifique empirique1. Toutefois, cette identité militante sera bouleversée par les trois ans de l’expérimentation EFRAN : le dispositif s’est trouvé confronté à de multiples injonctions émanant des évaluateurs comme des partenaires du laboratoire EDA, aussi bien qu’aux multiples contraintes propres à l’intégration dans un projet EdTech. Ainsi, le dispositif, a priori semblable à tant d’autres innovations pédagogiques, a opéré une « mue ». Le consortium a contraint les concepteurs à passer à un second cycle de conception et d’expérimentations, intégrant les apports du CNEC.

1.1. Motivations et objectifs

Un double constat préside à la configuration de l’expérimentation Savanturiers :

1/ Les travaux d’Alison Gopnik2 mettant en évidence les capacités cognitives des bébés et des enfants dont les procédures sont pour lui fortement apparentées à la démarche expérimentale des chercheurs

2/ Les difficultés croissantes de l’école française à favoriser la réussite du plus grand nombre d’élèves. Les enquêtes internationales (PIRLS, TALIS, PISA) et nationales (CEDRE) montrent une érosion lente de la maîtrise des savoirs fondamentaux chez les élèves français. Un aspect préoccupe particulièrement les concepteurs du programme : les activités proposées aux élèves français seraient moins engageantes cognitivement que celles proposées dans d’autres pays.

D’où les deux priorités du dispositif Savanturiers : 

  1. l’engagement cognitif de l’élève, en faisant appel au raisonnement, à un langage spécialisé, à des capacités en matière de métacognition, dans des situations d’apprentissages ambitieuses ;
  2. l’engagement pédagogique de l’enseignant, seul expert dans la conduite des interactions entre ses élèves, condition nécessaire pour que les élèves apprennent de manière efficace et rigoureuse.

La mise en œuvre concrète repose sur des pratiques expérimentales de classes qui prennent en considération des perspectives axées sur des recherches de terrain (notamment les travaux d’A-M. Chartier, A. Gopnik, J. Hattie, A. Barrère) et intègrent des traditions pédagogiques hétérogènes (telles que les techniques de la pédagogie Freinet, la démarche d’investigation).

Ce modèle investit deux champs : celui de la culture scientifique au sens large (c’est-à-dire, incluant les sciences et les techniques, les sciences humaines et sociales), ainsi que le champ de la formation professionnelle (référents didactiques, savoir-faire pédagogiques, gestes professionnels)

1.2. L’hypothèse de l’expérimentation

L’éducation par la recherche cherche à mettre l’accent sur les convergences entre transmission et production des savoirs. Les concepteurs du programme se placent dans une perspective historique et épistémologique intégrant au cursus scolaire une initiation méthodique et progressive aux modalités qui régissent la production des différents savoirs disciplinaires. Ils formulent l’hypothèse que cette initiation aux modalités et processus scientifiques de production des savoirs participerait à la formation de l’esprit critique de l’élève. Ainsi, l’élève apprendrait à repérer différents régimes de vérité (sciences exactes, humaines et sociales), à les distinguer d’autres types d’énoncés (information, qu’elle soit vraie ou fausse, fiction, faits, etc.) et progressivement, à en expliciter les traits spécifiques.

Les concepteurs du programme font le pari que ce cheminement, contribuant à la réussite scolaire des élèves au sein du système éducatif, contribuera également à accompagner les mutations des professions éducatives, notamment les enseignants, en les familiarisant à un usage pédagogique maîtrisé des concepts propres à chaque champ scientifique.

2. Le carnet de l’élève chercheur : un support de l’ordinaire de la classe

L’équipe gestionnaire du dispositif Savanturiers-Ecole de la Recherche, s’inspirant des carnets de terrain ou des carnets de labo où les chercheurs consignent les étapes de leur travail, a toujours préconisé l’utilisation d’un carnet recherche par les élèves. Ses usages prescrits sont génériques et les traductions dans les classes très variables.

Le carnet individuel d’un chercheur est un grand espace de liberté et d’exploration intellectuelle. Le carnet de labo est très codifié afin que tous les chercheurs qui y ont accès puissent s’en servir.

La traduction dans la classe a respecté cette dichotomie. Les élèves tiennent un « carnet du chercheur » sur lequel ils consignent leurs observations, réflexions, hypothèses, résultats.

C’est un support individuel et personnel, papier ou numérique, qui nourrit le « carnet de labo » de la classe. L’élève l’utilise dans des temps informels ou personnels, mais également dans des moments explicites d’enseignement.

Lorsqu’il s’agit de situations formelles d’apprentissage, comme prélever des données ou imaginer un protocole expérimental, les conventions et règles précises d’écriture sont respectés.

Comme l’a explicité A-M Chartier3 analysant le cadre structurant que constituent les supports papier (cahier ou classeur), les élèves travaillent « avec » et non simplement « sur » les supports, qu’ils soient numériques ou papier. Il s’agit donc d’investir ce carnet d’une valeur épistémologique : on y trace le cheminement de sa réflexion et on prend soin d’y consigner sous forme d’écrits, schémas, notes tout ce qui est susceptible d’enrichir le projet final.

Le carnet collectif remplit plusieurs fonctions :

  • une archive des savoirs acquis au terme des recherches documentaires, des expérimentations, entretiens etc.
  • un lieu de partage entre pairs qui se situe à l’interface entre l’espace privé de chaque élève (son carnet individuel) et la communication en dehors de la communauté de classe (publication, communications orales à des tiers, congrès, famille)

Pour construire le carnet collectif, les enseignants sont encouragés à utiliser tous les moyens numériques à leur disposition susceptibles de faciliter le partage, la correction, l’amélioration et l’enrichissement.

3. Un dispositif à la croisée des chemins

En l’espace de cinq ans, Savanturiers-Ecole de la Recherche, à travers les projets de classe comme les programmes de formation, a concerné des dizaines de milliers d’enseignants et élèves. Cette expansion non contrôlée (sous la forme de réponse aux demandes de participation volontaire), n’a pas été sans interrogations éthiques :

  1. Comment s’assurer qu’un dispositif expérimental, peu stable, évolutif, collectif, constitue une réelle valeur ajoutée pour les bénéficiaires sans s’en tenir à des « indices de satisfaction » ? 
  2. Comment répondre à la demande croissante des enseignants pour « stabiliser » les instruments et les préconisations, au lieu d’innover en permanence pour optimiser le dispositif ?
  3. Comment mettre les acquis construits au service d’un encore plus grand nombre de bénéficiaires ?

Face à cette triple exigence, l’équipe gestionnaire a apporté une réponse à deux niveaux : confier l’évaluation du dispositif à des chercheurs externes ; créer un instrument numérique en collaboration avec des acteurs scientifiques et des industriels

L’évaluation scientifique externe a été menée par l’Institut d’Administration Scolaire de l’Université de Mons en Belgique sous la direction de Marc Demeuse4. Cette évaluation menée par Emilie Carosin a mis en évidence l’apport du dispositif pour les élèves et les enseignants.

Ainsi, pour les élèves, la participation à un projet d’éducation par la recherche contribue au développement de quatre dimensions de l’activité scientifique (créativité, collaboration, méthodologie et esprit critique) et au renforcement de la métacognition.

L’outil numérique que le consortium a voulu élaborer est le résultat d’une « inquiétude » propre au dispositif Savanturiers : comment formaliser un instrument expérimental et protéiforme, tiraillé entre préconisations et contraintes de situation dans la classe en un instrument numérique permettant l’autonomisation des pratiques de classe en cohérence avec l’éducation par la recherche ?

Le parti pris d’une gouvernance participative visait l’inclusion de toutes les contraintes (besoins du terrain, robustesse scientifique, faisabilité, stabilisation du modèle expérimental) et la collaboration de tous les acteurs. Les choix opérés par les différents membres du consortium afin d’aboutir aux modules définitifs du carnet (tableau de bord, corpus, générateur d’idées, brouillon de recherche, fiche recherche, formulaire de séance) se sont considérablement écartés du modèle « canonique » pratiqué dans les classes.

Ainsi, il a fallu renoncer au modèle en huit dimensions de l’éducation par la recherche et reléguer la part évaluative hors champ numérique. Toutefois, cet instrument a été considéré par ses usagers-enseignants comme étant suffisamment générique pour être adopté dans le contexte d’un projet d’investigation scientifique, indépendamment du modèle de l’éducation par la recherche en tant que tel.

On peut déduire que ce carnet participe en partie à la stabilisation du modèle en mettant l’accent sur l’intelligibilité et l’explicitation de la scénarisation pédagogique et ses objectifs pour l’élève. Comme il ne rend pas compte de toute la complexité du projet de départ (en huit dimensions) il propose une interprétation singulière du modèle, sans le réifier pour autant et en maintenant une grande liberté pédagogique d’exploitation. Par conséquent, les concepteurs et gestionnaires du dispositif Savanturiers-Ecole de la Recherche ne pourront faire l’économie d’une veille rapprochée sur les différents usages qui seront faits de ce carnet numérique afin de poursuivre le travail de modélisation et de mise en cohérence entre pratiques et prescriptions.

1 Le rapport aux savoirs dans les pédagogies différentes ; sous la direction de M.A. Hugon et B. Robbe, 2016 

2 Gopnik, A., Meltzoff, A. N., & Kuhl, P. K. (1999). The scientist in the crib: Minds, brains, and how children learn. New York, NY, US: William Morrow & Co.

3 Chartier, Anne-Marie, and Patricia Renard. « Cahiers et classeurs: les supports ordinaires du travail scolaire. » Repères. Recherches en didactique du français langue maternelle 22.1 (2000): 135-159.

4 Émilie Carosin, Marc Demeuse. RAPPORT D’EVALUATION FINAL POUR DES APPRENTISSAGES SAVANTS ET AVENTUREUX. [Rapport de recherche] Institut d’Administration Scolaire, Université de Mons. 2018. ffhal-01962598f

Références liées au projet

26/05/2020

Les références qui suivent concernent des productions scientifiques ayant un lien avec le projet. La liste qui suit est évolutive.

Baron, G.-L., Barbier, C., & Cisel, M. (Éds.). (2019). Synthèse de la recherche sur le Carnet Numérique de l’Elève-Chercheur. Université Paris 5 René Descartes. https://halshs.archives-ouvertes.fr/halshs-02406707

Barbier, C. (2019). Vers l’appropriation de nouveaux instruments par des enseignants : Le cas de la démarche d’Éducation par la Recherche et du Carnet Numérique de l’Élève-Chercheur. Mémoire de Master, Université Paris-Descartes.

Cisel, M. (2019, juin). Etudier des objets intermédiaires pour analyser les moments-clés de la conception d’un EIAH. Dans les Actes de la conférence Environnements Informatiques pour l’Apprentissage Humain 2019, Paris. pp. 247-258

Cisel, M. et Baron, G. (2019, avril). Vers des intelligences artificielles pour l’enseignement du raisonnement scientifique. Dans les actes duSéminaire Inter-Laboratoires sur l’Education Scientifique et Technologique. Patras.

VOULGRE, Emmanuelle (2019). Observations en éducation et formation de l’activité élève et enseignante liée à une ressource nommée CNEC Carnet Numérique de l’Élève Chercheur en collège en T1, T2 et T3 2019. Rapport de recherche réalisé pour le compte du laboratoire Éducation, Discours, Apprentissages (EDA, EA 4071) de l’Université Paris Descartes dans le cadre de la Recherche e-FRAN, projet « Les Savanturiers du numérique », PIA-3. Version du 06-08-2019, PDF 40 p. disponible en ligne https://urlz.fr/agR1

Cisel, M., Baron, G.-L. (2018, juin). Conception d’un EIAH à destination du programme Savanturiers : difficultés engendrées par une approche inductiviste de la spécification des besoins. Actes de la 3ème conférence Ecole et Technologies de l’Information et de la Communication, Paris.

Cisel, Matthieu ; Beauné, Aurélie ; Voulgre, Emmanuelle ; Bernard, François-Xavier ; Baron, Georges-Louis (2017). Analyse d’un outil de décision utilisé dans la conception d’un EIAH, les Savanturiers du numérique. In acte de la Conférence sur les Environnements Informatiques pour l’Apprentissage Humain (EIAH) des 8 et 9 juin 2017 à Strasbourg. PP. 282-284 [En ligne] https://www.researchgate.net/profile/Bruno_De_Lievre/publication/321240409_Actes_de_la_Conference_EIAH_2017_8eme_Conference_sur_les_Environnements_Informatiques_pour_l%27Apprentissage_Humain/links/5a7312e80f7e9b20d48ee8b0/Actes-de-la-Conference-EIAH-2017-8eme-Conference-sur-les-Environnements-Informatiques-pour-lApprentissage-Humain.pdf et http://eiah2017.unistra.fr/wp-content/uploads/2016/10/Actes.pdf

Cisel, Matthieu ; Beauné, Aurélie ; Voulgre, Emmanuelle ; Bernard, François-Xavier ; Baron, Georges-Louis (2017). Conception d’un EIAH et rôle des objets intermédiaires dans l’articulation entre théorie et pratique. Communication sans actes au Colloque Enjeux, débats et perspectives : 50 ans de sciences de l’éducation les 18, 18 et 20 octobre 2017 à Caen (France) https://50ans-sc-educ.sciencesconf.org/data/pages/Liste_des_communications.pdf

Les activités réalisées par les élèves de CE2 d’Anne-Cécile et Morgane

Anne-Cécile de Graef et Morgane Duriez

En 2018-2019, nous avons mené un projet Savanturiersavec deux classes de cours élémentaire seconde année (CE2) sur le thème général du climat. Les élèves ont travaillé par groupes en suivant le protocole en huit étapes des savanturiers sur le thème du climat.

Des tablettes équipées du cahier numérique de l’élève chercheur (CNEC) ont été utilisées de février à juin, en complément des outils traditionnels que sont les cahiers et des instruments de mesure utilisés (thermomètres, anémomètre, balance…). Les séances de travail sur le projet ont fait l’objet d’observations par les chercheurs, qui rendent compte par ailleurs de leurs observations.

Le document pdf joint est un montage organisé à partir des productions des élèves, tel qu’elles ont été présentées au colloque des savanturiers organisé au CRI dans la semaine du 3 juin 2019.

Vers la présentation


Participation au processus de conception du CNEC en 2018 – 2019

Matthieu Cisel, Georges-Louis Baron

Création d’un prototype

Une nouvelle version du Cahier numérique de l’élève chercheur (CNEC) a été développée au cours de l’été 2018, peu avant le début de la troisième année du projet. L’architecture logicielle a changé, dans la mesure où elle se fonde désormais sur une technologie de type Content Management System(en l’occurrence DRUPAL). De nouveaux modules sont apparus, tandis que les anciens ont sensiblement évolué.

La recherche a continué à s’investir dans la construction d’une analyse réflexive sur le processus de conception lancée dès le début du projet (Cisel et al., 2017 ; Cisel et Baron, 2018). De la mise au point du cahier des charges aux modalités de prise en compte des tests utilisateurs, certaines divergences sont apparues entre acteurs du consortium quant à la marche à suivre (Cisel, 2019). Pour mettre en évidence les contradictions (Engeström, 1987) que faisaient apparaître certains choix méthodologiques, nous nous sommes attachés à documenter et analyser le processus de conception, avec des focales sur des moments pivots.

L’un des problèmes classiques d’une telle démarche réside dans le fait que, temporalité de la recherche oblige, les résultats ne sont souvent communicables qu’après que les décisions qu’elle visait à éclairer aient été prises. Pour cette raison, cette réflexion sur le processus de conception a été considérée également comme l’un des produits de la recherche, et valorisée comme telle sous forme de productions scientifiques (Cisel, 2019).

Les réflexions méthodologiques qui ont accompagné notre participation au processus de conception de l’environnement nous ont amenés à nous intéresser de près à la manière dont ont été déterminées les grandes orientations technologiques du projet.

Au fil des trois années qu’a duré le consortium, les points de vue des chercheurs, des enseignants, et des industriels ont été articulés pour déboucher sur la version finale du prototype.

Nous nous sommes penchés sur les questions suivantes : comment les acteurs impliqués ont-ils pesé dans le processus de conception ? Quels ont été les moments les plus décisifs, les pivots de ce processus ? Comment les modalités de prise de décisions lors de ces moments pivot ont-elles influé sur la forme finale de l’artefact ?

Le processus de conception a été considéré dans son ensemble, en portant une attention particulière au choix des orientations technologiques, et aux déterminants de ces choix. Au moment du lancement du projet, le cahier des charges n’était pas défini, la consigne directrice était d’instrumenter les projets Savanturiers. Deux éléments sont revenus régulièrement dans les discussions : l’affirmation selon laquelle l’enquête de terrain va permettre d’identifier des besoins, et le leitmotiv selon lequel celui qui décide est l’utilisateur final.

Nous nous sommes situés, tout au long du processus de conception, dans une logique de participation observante. Si nous intervenions dans les réunions, notamment pour mobiliser les travaux issus de nos revues de littérature, nous observions également le déroulé des réunions au prisme d’une grille thématique fondée sur la théorie de l’activité.

Nous n’avons en général pas enregistré les interactions verbales dans les moments de travail réunissant les différents acteurs du consortium, sauf durant lesComités de Conception(Cocons), durant lesquels des groupes focalisés étaient régulièrement organisés et enregistrés. En effet, cette modalité de travail aurait interféré, pour les acteurs concernés, avec la spontanéité nécessaire pour les échanges. Nous avons systématiquement pris des notes sur les réunions afin de documenter les nombreuses décisions qui, mises bout à bout, ont conduit à la forme finale du CNEC.

Si nous ne sommes donc pas en mesure de retracer finement les conditions d’émergence de chaque fonctionnalité du produit, nous disposons en revanche d’une description consistante de l’activité de conception et des relations entre les différents acteurs.

La rédaction incrémentale et les étayages

Dans le domaine de l’instrumentation de l’enseignement de la démarche d’investigation, de nombreux environnements visent à faciliter la production d’écrits par les élèves (Linn, 2010 ; Laferrière et Lamon, 2010). Ces environnements reposent dans une large mesure sur ce que l’on nomme les étayages, ou scaffoldsdans la littérature anglo-saxonne, permettant de simplifier des tâches de recherche d’information ou d’écriture (Quintana et al., 2005). Ces étayages visent à restreindre la complexité de la tâche afin de conduire l’enfant à résoudre des problèmes qu’il ne peut affronter seul. Ils peuvent notamment aider à formuler des questions de recherche, des hypothèses, des protocoles.

La conception de tels étayages a constitué l’une des propositions phares portées par l’application. Certains jouent le rôle d’ouvreurs de phrase et sont directement inspirés duKnowledge Forum (Scardamelia et Bereiter, 2003 ; Laferrière et Lamon, 2010), d’autres correspondent à des questions d’auto-évaluation visant à aider les élèves à réfléchir sur leurs productions écrites ; plus généralement, ils visent à structurer la démarche dans son ensemble (Quintana, 2005). L’introduction de tels étayages a engendré plusieurs formes de contradictions dans l’objet de l’activité.

Tout d’abord les projets Savanturiersne s’inscrivent pas toujours dans une logique de démarche d’investigation, qu’elle corresponde à des projets scientifiques ou technologiques.

Un tel fait tient notamment au succès du programme. Ce dernier a rapidement dépassé le cadre des sciences naturelles pour investir des champs comme l’urbanisme, la philosophie, la sociologie ou le droit. Il attire désormais des enseignants dirigés vers lui par les rectorats. Ces derniers enseignants n’ont pas encore la familiarité avec la démarche suivie et certains peuvent ne pas partager totalement les valeurs fondatrices du programme.

Nous avons mis en évidence un certain nombre de contradictions sur la base d’observations de classe, d’entretiens avec les enseignants, et de statistiques descriptives relatives au développement du programme Savanturiers.

Plurivocalité du processus de conception

La plurivocalité (Decortis, 2015) du processus de conception a posé problème en matière de cohérence globale de l’artefact. Les chercheurs ont en général tenté de réifier dans leurs EIAH leurs idées, et plus généralement les idées issues de la recherche scientifique, à travers des maquettes issues de la traduction de modèles théoriques, ou de prototypes de laboratoires.

Les Savanturiers se sont fondés sur le modèle dit “d’Éducation par la Recherche” (Ansour, 2017), dont le rôle dans le développement du projet a été substantiel malgré les problèmes de définition qui le caractérisent.

Ce « modèle en huit étapes » a eu un rôle majeur. Il suggère en effet une succession d’activités pédagogiques, inspirées de la transposition de l’activité professionnelle du chercheur, et qui peuvent donner lieu à une ou plusieurs séances. Cette approche a inspiré, ou a minimalégitimé, la création d’outils instrumentant de manière spécifique chacune des étapes.

Enfin, des compromis ont dû être recherchés en permanence par l’entreprise, notamment pour chercher à satisfaire aux demandes exprimées par les partenaires tout en ne négligeant pas sa propre stratégie. L’industriel a par exemple défendu le choix du fonctionnement par groupes aux dépens d’une logique d’appropriation individuelle, mais s’est adapté en définitive aux demandes de partenaires sur ce point précis.

En tout cas, les choix effectués sur le plan technologique ont eu des impacts substantiels sur les utilisations en classe, que nous nous attachons à analyser.Les solutions qui ont parfois emporté l’accord au sein des réunions de conception ont eu des effets quant à l’utilité et à l’utilisabilité du CNEC en classe.

Familiarisation et retours sur les prototypes

La prise en main du prototype par les enseignants représentait une étape de familiarisation indispensable pour s’assurer que l’essentiel des fonctionnalités présentes étaient connues en amont de toute utilisation en classe. Cela facilitait le choix des modules qui leur paraîtraient les plus appropriés à leurs besoins.

La nécessité de familiariser les enseignants avec le CNEC avant son utilisation en conditions écologiques a été également prise en compte en raison des problèmes d’ergonomie posés par les interfaces et par la multiplicité des bugs techniques qui n’avaient pas été réglés au moment des premiers tests. Il était problématique d’exiger de la part d’enseignants partenaires d’utiliser de tels prototypes en classe sans accompagnement préalable.

Pour faciliter la familiarisation avec la technologie, les interfaces développées ont été projetées dans un premier temps sur un tableau, les interactions possibles avec l’interface étant exposées et commentées. Après des échanges avec les enseignants, ceux-ci reproduisaient les actions présentées, le plus souvent sur leur propre appareil, et via des identifiants personnalisés conçus pour eux.

Les manipulations de l’artefact réalisées lors des cocons s’accompagnaient d’un recueil des verbalisations, consistant à demander à l’utilisateur de penser à haute voix durant la tâche proposée afin d’identifier les raisonnements qu’il mettait en œuvre pour réaliser la tâche demandée. En sus des problèmes d’ergonomie, que nous recensions et transmettions à l’industriel, nous cherchions à identifier dans quelles conditions ils utiliseraient le prototype, pour quel type d’activité, et quelles fonctionnalités supplémentaires seraient nécessaires pour les activités envisagées. Ce faisant, nous avons poursuivi le travail mené avec les maquettes au cours de l’année précédente, mais cette fois sur la base de prototypes codés.

Bibliographie

Recherche sur les utilisations du CNEC en classe en 2019

Charlotte Barbier, Matthieu Cisel, Georges-Louis Baron, 12/06/19

Choix fondamentaux

Pour des raisons liées au développement du logiciel, larecherche sur le terrain, lancée n’a pu commencer que début 2019, lorsque des versions suffisamment stables del’application ont été disponibles. 

Nous avions envisagé un moment nous inscrire dans une perspective fondée sur une approche expérimentale, mais une série de considérations nous ont conduit à un autre choix.

La principale est que les résultats auraient été rapidement obsolètes. Une simple modification des interfaces peut en effet suffire à faire varier considérablement les résultats d’une expérimentation. Les protocoles expérimentaux n’auraient eu de sens que si l’application avait été stabilisée techniquement et sur le point d’être industrialisée.

Au-delà du fait que le CNEC évoluait encore trop rapidement pour être testé de cette manière en classe, les retards pris dans le développement ont affecté le calendrier initial des tests utilisateurs.

Pour conclure, une telle démarche imposait de décider en lieu et place des enseignants le déroulé des séances durant lesquelles le CNEC était utilisé, ce qui était contradictoire avec l’un des principaux objectifs de ces tests : appréhender la manière dont les artefacts produits seraient utilisés en classe. Nous avons préféré laisser aux enseignants le plus possible d’agentivité dans l’organisation des séances mobilisant le CNEC, afin d’éviter de produire des conditions d’utilisation artificielles.

L’utilisation d’approches qualitatives nous a permis de contourner en partie les problèmes qu’aurait posés la mise en place d’approches expérimentales plus quantitatives. Cependant, les résultats du travail de recherche ont été dans une large mesure perturbés par les retards pris dans le développement du code et par les problèmes d’utilisabilité.

Ces derniers ont interféré dans le processus de collecte de données, notamment car des enseignants ont été réticents à utiliser le CNEC lorsqu’ils faisaient face à plus de problèmes techniques qu’ils n’en pouvaient gérer. Des modifications techniques ont été apportées en fin de projet, il reste à prouver que celles-ci sont suffisantes pour permettre une utilisation effective de cet environnement en classe

Pour faciliter le processus de recrutement de testeurs, le programme Savanturiers, dans son formulaire d’inscription à destination de tous les enseignants français et diffusé en mai, a rajouté une question invitant ceux qui souhaitent participer aux tests utilisateurs à se signaler, indépendamment de la thématique dans laquelle ils désirent s’inscrire. Pour les enseignants partenaires, les thématiques traitées ne se cantonnent par conséquent plus désormais à la seule climatologie.

Des enseignants relevant de thématiques comme l’urbanisme, ou la création de jeux vidéos, sont venus s’ajouter au groupe initial de partenaires. Le nombre d’établissements concernés s’est sensiblement accru, les chercheurs ont multiplié les observations dans les classes. D’autres observations ont également été effectuées par des responsables du programme Savanturiers lors de certains tests utilisateurs où les chercheurs n’ont pas été présents.

La méthodologie d’observation mobilisée lors de la phase de mise à l’épreuve des différentes versions du prototype est sensiblement la même que celle qui avait été adoptée lors de l’observation de projets non instrumentés par les prototypes du CNEC. Une grille thématique a été élaborée pour rendre compte des différents pôles du système d’activité, qui correspondait à une forme plus avancée du système d’activité que nous avons étudié au cours des observations préliminaires à tout développement. L’observation a principalement eu un caractère ethnographiquesur une durée longue (plusieurs mois).

En début de projet, avant une séance de test du CNEC impliquant un chercheur, un entretien téléphonique était généralement réalisé, au cours duquel l’enseignant informait de l’organisation de la séance qu’il avait envisagée, de la nature de l’activité que les élèves seraient invités à réaliser, et les modules de l’application mobilisés. Au cours de la première année du consortium, lorsqu’un seul module avait été développé (le mur d’idées), le choix s’imposait de lui-même.

Durant la troisième année du projet, au cours de laquelle l’essentiel des tests utilisateurs ont été menés, une demi-douzaine de modules étaient utilisables en classe, de sorte que les enseignants pouvaient décider de tous les mobiliser pour leur projet Savanturiers, ou de n’en mobiliser qu’une partie. Des réunions ont été organisées à intervalles réguliers au sein du laboratoire pour discuter deséléments saillants de ces observations.

Le tableau ci-dessous présente la liste desétablissements où se sont déroulées les observations. Pour permettre de prendre la mesure de l’investissement dans le travail de terrain au cours des trois années du projet, nous y incluons les observations réalisées dans des établissements qui n’ont pas pris part aux tests utilisateurs de la troisième année du projet. Dans ce dernier cas, la période d’observation est précisée.

Code établ.NiveauAcadémieNb. classesNb. ensNombre de séances observées
AÉlémentaire (CM1)Paris111
B)Élémentaire (CE2)Paris227
CCollège (5ème)Paris123
DÉlémentaire (CM1)Paris118
ECollège (3ème)Créteil121
FBTSParis113
GCollège (5ème)Créteil133






A0CollègeParis1312 (2016-2018)
B0Élémentaire (CE2)Créteil118 (2016-2017)
C0CollègeParis119 (2016-2017)

Tableau 1 : Détail des observations de tests utilisateurs réalisées par les chercheurs lors de la dernière année du projet. Les trois dernières lignes incluent des classes observées au cours des années précédentes.

Modalités d’observation et de suivi des tests utilisateurs

Quatre chercheurs (G-L Baron, M. Cisel, P. Kummer, E. Voulgre) et une stagiaire en Master 2 (C. Barbier) se sont investis dans les observations de classe. Après les séances, les chercheurs ont tenu des périodes de débriefing avec les enseignants et des réunions hebdomadaires ont permis de faire le point et d’harmoniser les procédures suivies.

De la même manière qu’au cours des deux premières années, les instruments mobilisés par les élèves et les enseignants, en dehors du seul CNEC, ont été observés selon la même approche que pour les projets Savanturiers non instrumentés. La seule addition vis-à-vis de la collecte des productions d’élèves réside dans le fait que nous collections des productions réalisées au sein du CNEC. Nous avions les identifiants et mot de passe de l’ensemble des enseignants partenaires, de sorte que nous pouvions visualiser et agréger dans un document unique les écrits que leurs élèves avaient réalisés sur les modules utilisés, comme le Mur d’idées, ou la Fiche-Recherche, ainsi que les commentaires écrits éventuellement laissés par les enseignants.

Enfin, lors de plusieurs comités de conception, des retours ont été faits aux enseignants et plusieurs entretiens de groupe focalisés ont été réalisés.

Jusqu’à quatre chercheur.e.s sont venus réaliser des observations de manière simultanée dans une classe, auxquels se sont parfois ajoutés des représentants du programme Savanturiers, ou des académies impliquées.

Leur intervention s’est avant tout centrée sur l’observation, prolongeant en classe l’accompagnement commencé lors des Comités de Conception. Il a fallu parfois également aider les enseignants en cas de problèmes de fonctionnement du CNEC, ainsi que les groupes d’élèves ne parvenant pas à se connecter à l’application, quelle qu’en soit la raison.

Le choix de venir en nombre a donc permis d’aider dans la résolution des problèmes techniques rencontrés tant par les enseignants que par les élèves, contribuant ainsi à l’amélioration du déroulement des tests utilisateurs.

Nous avons cependant conscience du fait que nous avons introduit une source de biais potentielle, dans la mesure où les conditions de passation des tests ne sont donc pas exactement celles auxquelles feraient face des enseignants non accompagnés. Mais l’état encore quelque peu instable de l’application et les problèmes de connexion qui n’étaient pas liés à l’application mais dus à une couverture wifi faible imposaient de procéder de la sorte. Au demeurant, le nombre d’observateurs ne semble pas avoir perturbé outre mesure les élèves qui, généralement concentrés sur leur projet, ont rapidement ignoré les chercheurs.

Résultats relatifs aux utilisations du CNEC en classe

Nous disposons d’un vaste ensemble de données, que nous n’avons pas encore toutes analysées à cette date. Nous présentons ici ce qui nous semble le plus significatif.

Comme nous l’avons expliqué plut tôt dans le document, une partie des enseignants engagés dans le projet de conception ont ouvert leurs classes pour accueillir des chercheurs au cours de la première année du projet, en 2016 et nous les en remercions sincèrement. Un certain nombre d’entre eux ont par ailleurs participé à des ateliers visant à exprimer des besoins en termes d’instrumentation, et à ouvrir leurs classes pour tester les prototypes une fois ceux-ci suffisamment avancés pour être mis à l’épreuve d’une utilisation en classe.

Identification et correction des bugs

Les observations ont bien sûr été l’occasion d’identifier des bugs. Dans la mesure où l’industriel ne venait qu’exceptionnellement dans les salles de classe pendant ces tests, une médiation de ce travail a été organisée pour que lui soient communiqués les problèmes qui relevaient de sa responsabilité.

Des comptes-rendus relatifs aux dysfonctionnements constatés ont été périodiquement envoyés au programme Savanturiers, qui se chargeait alors de convertir ce travail en tickets dans le logiciel Youtrack, permettant de faire l’interface avec les développeurs et de suivre de manière individuelle le devenir de chaque remarque effectuée.

Les dysfonctionnements observés ont été répartis en problèmes techniques (comme un bouton n’apparaissant pas en mode portrait dans l’interface de tablettes à la résolution faible) et ergonomiques. L’industriel a également proposé un « formulaire de bugs » que les enseignants devaient remplir lorsqu’ils constataient des dysfonctionnements. L’expérience a montré que cet outil n’a que peu servi, tant les enseignants manquaient de temps pour suivre cette démarche.

De nouveaux focus groupesont été réalisés lors de deux réunions faisant suite à l’utilisation du CNEC en classe. Les enseignants ont notamment été invités à identifier quels étaient les obstacles à l’utilisation des différents modules des prototypes utilisés, ainsi que leur valeur ajoutée par rapport aux instruments qu’ils mobilisaient en amont, et sur les fonctionnalités qu’ils estimaient manquer.

Les entretiens ont été structurés de sorte à éviter de s’attarder sur les remarques triviales – difficultés de connexion et problèmes d’ergonomie en premier lieu. Ces remarques étaient en effet transmises au cours des cocons dans des temps d’échange avec l’industriel, mais non pas au cours des focus-groupes, dont la fonction était avant tout de répondre à des enjeux épistémiques, i.e. répondre à des questions de recherche qui dépassent le seul contexte du cas d’étude qu’est le CNEC.

Les serveurs de l’industriel ont collecté un certain nombre de traces lors des tests utilisateurs. Ces traces nous ont été transmises après anonymisation, sous la forme d’une base SQL. Nous sommes actuellement en train d’analyser ces traces pour identifier la manière dont elles peuvent être croisées avec les approches plus qualitatives que nous avons menées par ailleurs. En addition des observations menées en classe, nous avons participé aux comités de conception qui ont ponctué l’année.

Un large spectre d’utilisations en fonction des niveaux et des établissements

Un large spectre de situations et utilisations ont été observées dans les classes et les difficultés rencontrées par les enseignants étaient en partie dépendantes du contexte spécifique de leur projet et de l’infrastructure informatique de leur établissement. Par exemple, dans plusieurs écoles, des problèmes de connexion au réseau internet de l’établissement ont demandé la mise en place de stratégies de contournement telle que l’utilisation du partage de connexion du smartphone de l’enseignant.

Le plus souvent, un module ou deux tout au plus du CNEC étaient utilisés au cours d’une séance donnée, en cohérence avec la logique dans lequel le CNEC a été pensé. Il est néanmoins arrivé qu’un enseignant décide d’utiliser jusqu’à trois modules dans un même cours ; il déclarait vouloir réduire au minimum le nombre de séances durant lesquelles le CNEC, considéré comme perturbateur de l’activité, serait utilisé.

Le CNEC a surtout été utilisé durant les premières étapes des projets : pour le recueil des questions ou propositions des élèves et pour consulter, partager et sauvegarder des documents relatifs au projet de la classe. Le CNEC a aussi été utilisé par une partie des enseignants pour la formulation d’une problématique, d’hypothèses et d’un protocole. Néanmoins, nous n’avons pas observé d’enseignant utiliser le CNEC à d’autres étapes de leur projet telle que la rédaction des résultats de la recherche menée. De plus, le CNEC était essentiellement utilisé à la discrétion de l’enseignant et très rarement suite à l’initiative des élèves.

Lors des échanges que nous avons conduits avec eux, les enseignants nous ont fait part des apports du CNEC pour leur pratique. De façon générale, ils et elles considèrent que l’un des avantages du CNEC est de pouvoir garder des traces du travail réalisé tout au long du projet et de visualiser, grâce à la fiche recherche, où les élèves en sont dans l’avancement de leur recherche et ainsi les aider à structurer leur démarche.

Nos interlocuteurs de primaire ont évoqué le fait le CNEC offre la possibilité de familiariser leurs élèves à l’utilisation du numérique dans une logique de travail scolaire et à apprendre à manipuler une application. Ils ont également souligné que le CNEC permet de montrer aux élèves qu’un travail de recherche ne signifie pas un travail bâclé et que même un brouillon peut être structuré.

Des enseignants du secondaire ont plébiscité le fait que le CNEC facilite la gestion du travail en classe en rassemblant en un seul instrument différents outils en classe et parce qu’ils pouvaient accéder aux productions des élèves et passer rapidement de l’une à l’autre depuis leur compte au lieu d’aller voir physiquement chaque groupe.

Défis et limites de l’expérimentation en classe

Évaluer expérimentalement l’efficacité des pratiques des enseignants : un défi délicat à relever

Matthieu Cisel

Évaluer expérimentalement le CNEC ?

On se propose ici de discuter des difficultés de la mise en place d’une approche expérimentale dans le contexte de l’évaluation du CNEC. Nous parlerons d’un double point de vue : celui du chercheur, co-concepteur d’une technologie éducative qu’il souhaite évaluer, et celui du professeur de sciences de la vie et de la terre, prenant ses premières classes spécialement pour l’occasion.

L’expérience de la classe

Commençons par préciser le contexte qui entoure la démarche. Au cours de ma seconde année dans le consortium eFRAN, je décidai de prendre deux classes de quatrième afin de tester la faisabilité de protocoles d’évaluation du CNEC fondés sur une expérimentation randomisée. L’expérience du terrain et les discussions avec les collègues m’ont permis de prendre conscience des biais induits par les contraintes imposées par l’encadrement d’une classe, qui nécessitent bien souvent que l’on déroge, parfois à son corps défendant, à certains éléments d’un protocole, quitte à mettre en péril la validité d’une expérience dans son ensemble.

Le rectorat m’a confié la charge de deux classes de quatrième d’un collège de quartier favorisé au sein de Paris. L’établissement en question faisait partie des collèges connectés. Cela signifiait a priori qu’il y avait une bonne connexion à Internet d’une part, et que les classes comme les élèves seraient relativement bien équipés d’autre part.

En effet, quelques semaines après la rentrée, chaque élève disposait de sa propre tablette. J’avais deux classes du même niveau, et pouvais donc exiger d’eux des tâches comparables. Par ailleurs, le fait de n’avoir qu’un seul niveau me permettait de mutualiser le travail de préparation des cours, particulièrement chronophage pour un enseignant novice.

J’avais donc la responsabilité d’une soixantaine d’élèves. Ce n’est probablement pas un échantillon assez important pour produire des résultats publiables, mais c’est amplement suffisant pour tester la faisabilité de certains protocoles expérimentaux.

Prendre davantage de classes aurait risqué de menacer les autres tâches à conduire. Il fallait donc composer avec les deux objectifs, faire de la recherche d’une part, et concevoir des enseignements innovants et en lien avec les programmes d’autre part. Ces deux objectifs ont été en contradiction à de multiples reprises.

Dès ma prise de fonction, je pensai à mes questions de recherche, et tenais un journal de bord. Après chaque séance, je passais environ une heure à réaliser le compte-rendu de ce qui s’était passé, et à réfléchir à la manière dont cela affecterait la mise en place d’un protocole expérimental.

Revenons sur les débats entourant l’application de l’approche expérimentale en éducation, le protocole de ce que nous envisagions, les difficultés auxquelles nous nous sommes heurtés et la méthodologie finalement employée.

Plus d’informations

Les débats scientifiques autour de l’approche expérimentale

Le protocole envisagé pour évaluer le CNEC

Les difficultés à mettre en place une approche expérimentale

Concevoir et évaluer des outils et ressources numériques pour l’éducation : une synthèse

Eric Buillard et Georges-Louis Baron

29/03/19

Le présent chapitre reprend de larges extraits d’un texte publié en anglais : Bruillard, E., & Baron, G.-L. (2018). Researching the Design and Evaluation of Information Technology Tools for Education. In J. Voogt, G. Knezek, R. Christensen, & K.-W. Lai (Éd.), Second Handbook of Information Technology in Primary and Secondary Education(p. 1‑17). https://doi.org/10.1007/978-3-319-53803-7_79-1

1. Contexte

Les outils informatiques utilisés pour l’éducation peuvent être en première approximation classés en trois grandes catégories. Tout d’abord, il y a ceux qui sont prescrits par les enseignants afin d’accompagner ou de guider les progrès des élèves dans une discipline : on parle souvent à leur sujet d’environnements informatisés pour l’apprentissage humain (EIAH).

Ensuite, des ressources numériques, de granularités diverses peuvent être utilisées pour illustrer les cours ou étudier des notions. Ce type d’instruments a connu un développement considérable au cours des deux dernières décennies, sous des formes extrêmement variées : Wikipédia et Wikimédia, nouveaux manuels interactifs, capsules vidéo, programmes d’études partagés conçus par des enseignants individuels ou des associations de militants…

Enfin, de nombreuses plates-formes numériques génériques sont utiles pour l’enseignement, depuis les réseaux sociaux, soutenant des modalités de communication horizontale entre les élèves, jusqu’aux plates-formes de Mooc (Coursera, EdX, FUN, Iversity, MiriadaX, FutureLearn…) en passant par les environnements numériques du type Moodle.

Nous allons nous concentrer dans la suite sur les deux premières formes de ces outils informatiques d’apprentissage et d’enseignement en discutant leurs évolutions, leur conception, leur évaluation ;

2. Des outils logiciels inscrits dans une histoire

Pour chaque outil logiciel il existe une tension forte entre, d’une part, la volonté d’individualiser l’enseignement en mettant en place des dispositifs permettant de suivre et d’orienter l’activité de l’utilisateur et, d’autre part, l’intention de proposer une utilisation collaborativeoù les utilisateurs ont de plus une certaine marge de liberté.

Pour ces derniers, l’illusion d’avoir le contrôle est très courante : les interfaces tactiles et audio sont très conviviales. La question de l’apprentissage adaptatif et de l’équilibre entre contrôle et guidage, qui tend à revenir au premier plan, a explicitement été évoquée dès les années soixante (Pask, 1966) et au début des années 70 par Carbonnell (1970). Quelles sont les responsabilités respectives de l’utilisateur, de l’enseignant (ou du tuteur) et du système ?

2.1. Environnements informatisés pour l’apprentissage humain 

Si des logiciels d’enseignement assisté par ordinateur fondés sur les théories behavioristes existent dès la fin des années 1950, l’intelligence artificielle et en particulier les systèmes experts, depuis le début des années 70, ont proposé de nouvelles approches, posant de difficiles problèmes de modélisation, tant pour le domaine à étudier que pour l’apprenant (Bruillard, 1997).

L’un des principes clés de l’approche des systèmes tutoriels intelligents était d’avoir une représentation des connaissances du domaine à étudier et, dans la mesure du possible, des questions pédagogiques liées au domaine, afin de pouvoir offrir des explications compréhensibles aux apprenants (VanLehn, 1988, 1990 ; Bruillard, 1997). Le modèle classique, où l’on compare le cheminement d’un apprenant à un chemin idéal, défini par les concepteurs et prenant éventuellement en compte des erreurs courantes) a cependant rencontré des limites : au moins dans les matières scientifiques, les conceptions des élèves n’ont parfois rien en commun avec celles des experts (Kattmann et al., 1996 ; Niebert et Gropengiesser, 2013).

Une évolution s’est produite au début des années 2000.Avec la diffusion de formations à distance instrumentées, l’idée de guider l’élève sur une voie optimale pour résoudre les problèmes a cédé la place à l’idée de lui fournir un tableau de bord d’informations sur sa situation, à la fois dans sa progression et par rapport aux autres élèves.

Puis, vers 2010, les choses ont encore changé. Après la diffusion des MOOC et l’omniprésence de « données massives », un nouvel intérêt pour l’apprentissage adaptatif est apparu. Cette fois, le logiciel n’est plus propulsé par une intelligence artificielle symbolique, fonctionnant à partir de bases de données de faits et de règles, mais, il utilise des techniques de fouille de données comparant les traces d’activités des apprenants à celles des autres en établissant des classifications automatiques.

Une large panoplie d’outils logiciels est désormais disponible dans la plupart des domaines : logiciels de géométrie dynamique en mathématiques, SIG (système d’information géographique) en géographie et, plus généralement, applications utilisant la géolocalisation, CAeX (expérimentation assistée par ordinateur) en sciences naturelles, outils lexicographiques en littérature, bases de données en histoire etc.

La recherche a montré que ces outils permettent des expériences très intéressantes, à condition de pouvoir attirer les élèves dans des activités significatives durant assez longtemps pour qu’ils développent de nouvelles connaissances.

L’idée de faire participer les élèves à des activités stimulantes et significatives n’est pas nouvelle : elle est même au coeur des approches de l’éducation nouvelle. Cette approche a été incorporée dans les outils éducatifs depuis plus de 40 ans, notamment par la SAGSET (The Society for the Advancement of Games and Simulations in Education and Training) fondée en 1970. Leur utilisation est de plus en plus courante avec les technologies informatiques d’aujourd’hui. Ce type d’approche a reçu plus récemment le soutien de théories telles que celles exprimées par Csikszentmihályi (1990) sur l’intérêt de créer des états durables de « flux », parfois appelés « expérience optimale ». Le contexte scolaire (contraintes de temps et d’espace) rend cependant généralement difficile la pratique des jeux au sein de l’école, en dehors de situations spécifiques (maternelle, sport…).

Dans l’ensemble, le degré de guidage exercé par les environnements logiciels a eu tendance à diminuer au fil des ans. Corrélativement, on note un glissement terminologique intéressant : montée de l’intérêt pour la notion de ressource.

2.2. Ressources numériques

L’utilisation de ressources pour l’apprentissage n’est pas vraiment nouvelle, puisque J. Dewey lui-même a introduit dès le début du 20e siècle (1916) l’idée que l’apprentissage était lié à la présence de ressources.

Rappelons tout d’abord que parmi ces dernières, les manuels scolaires occupent une place éminente. Mais l’expansion d’Internet est en train de changer considérablement le paysage. De nombreuses ressources de haute qualité, à jour, précises, bien conçues, peuvent être trouvées en ligne, souvent gratuitement. Deux problèmes se posent néanmoins pour les utilisateurs : apprécier la qualité de ces ressources et leur adéquation aux objectifs visés.

Avec la mise en question en milieu éducatif du régime de vérité classique (vision post-moderniste) et la nécessité de proposer de grandes quantités d’activités aux élèves, le besoin de ressources a augmenté. Celles-ci sont de formats très différents : textes, images, vidéos, animations, etc. Elles peuvent être considérées comme éducatives par opportunité (non pas créées à des fins éducatives, mais utilisées dans un contexte éducatif) ou par destination (spécifiquement conçues pour l’éducation).

Dans le cadre d’un projet de recherche récent visant à documenter la manière dont les enseignants conçoivent, recherchent, sélectionnent, éditent et reconstruisent les ressources pédagogiques (ReVEA), nous avons identifié quatre processus clés (voir Bruillard, 2016) :

  • l’héritage (obtenir des ressources de la formation universitaire initiale ou de collègues) ;
  • la participation (partage et co-conception des ressources) ;
  • la collecte (stockage et organisation du matériel pédagogique) ;
  • l’établissement de réseaux de confiance (personnes et lieux, sous forme de sites Web).

3. Conception de ressources éducatives : un large éventail d’acteurs et d’institutions

3.1. Des modèles divers et évolutifs

L’étude des méthodes et des données de conception des outils informatiques pour l’apprentissage n’est pas une tâche aisée. La chaîne classique de conception de nouveaux produits a été profondément modifiée ces dernières années. Les étapes successives de la production, depuis les idées initiales jusqu’au produit final vendu sur le marché, en passant par les travaux d’ingénierie, ne sont plus la norme.

De fait, les situations varient énormément : qu’y a-t-il de commun entre une grande entreprise visant à vendre un jeu sérieux ciblant un large public et une petite équipe dans une entreprise de taille moyenne chargée de mettre à niveau une ressource d’apprentissage en ligne sur la vente d’un nouveau produit ?

Alors que quelques grandes entreprises dominent depuis des décennies le marché des manuels scolaires, l’explosion des ressources pédagogiques a fait entrer de nouveaux acteurs : des entreprises spécialisées dans les logiciels éducatifs, de jeunes start-up dans le domaine des Edtech, mais aussi des associations d’enseignants.

Aujourd’hui, les éditeurs scolaires traditionnels, interrogés par la diffusion de ressources en ligne, doivent traiter avec des entreprises informatiques et inventer de nouveaux processus communs. Les règles financières sont également nouvelles.

Dans ce secteur, des utilisateurs ont toujours été associés aux concepteurs dès les premières étapes de la conception. » Mais il y a une nouvelle tendance à distribuer des produits qui n’ont pas été complètement finalisés, qui sont rapidement mis sur le marché dans le but d’obtenir des retours d’utilisation rapides afin d’orienter le reste du processus. La conception ascendante, le crowd-sourcing, la boucle entre la conception et l’utilisation, la poursuite de la conception en usage, etc. sont des processus clés.

Le développement de méthodes agilesde conception de logiciels est maintenant devenu courant. Les méthodes de conception contextuelle(Beyer & Holtzblatt, 1998), prennent désormais en compte un contexte d’utilisation beaucoup plus riche et complexe, invitant les concepteurs à s’immerger dans le contexte utilisateur (Holtzblatt & Beyer, 2015, p. 74).

En dehors du secteur de l’édition professionnelle, beaucoup de choses sont improvisées. Les gens conçoivent souvent de façon progressive sans suivre des règles strictes, les enseignants apportent leur touche personnelle et continuent à affiner les ressources qu’on leur fournit et à paramétrer leurs logiciels,créant des solutions à partir d’éléments empruntés à diverses sources.

Dans cette situation, les communautés d’utilisateurs jouent un grand rôle.

3.2. L’importance nouvelle des communautés de pratique

Un phénomène intéressant est la diffusion de nouvelles ressources informatiques basées sur des valeurs non capitalistes : logiciels libres, ressources éducatives ouvertes, copyleft et biens communs créatifs, etc. L’idée est de soutenir une écologie de produits librement accessibles, réutilisables, modifiés et partagés. Ce mouvement se développe dans l’enseignement supérieur (Unesco, 2015 ; Downes, 2007 ; OCDE, 2007). Il semble également prendre de l’ampleur dans l’enseignement primaire et secondaire.

Dans un pays comme la France et très probablement dans d’autres, beaucoup d’enseignants ont une mentalité de hackers, avec des valeurs fortes concernant l’éducation, considérant que les nécessités d’adapter leur enseignement aux besoins de leurs élèves sont plus importantes que les lois du copyright. La profession de foi de l’association Sesamath est très explicite sur ce point. Elle porte un certain nombre de valeurs : la solidarité, le respect, l’ouverture (Sesamath vient de Sesame Math) et le partage.

Cette association inscrit son action dans une perspective de service public et considère les ressources éducatives qu’elle génère comme des biens communs utilisables par tous. La mise à disposition de contenus gratuits et modifiables sur Internet (sous licence libre) mais aussi le travail collaboratif entre enseignants (incluant différents cycles ou pays) sont des moyens de servir ces valeurs.

Afin de développer ses activités, Sesamath a mis en place des partenariats (par exemple avec des éditeurs) qui étendent ses activités, mais qui cherchent à rester aussi indépendants que possible, et aussi proches que possible des utilisateurs de ses ressources, qui peuvent participer à tout moment à l’Amélioration de ces biens communs.

Quentin et Bruillard (2013) ont décrit le fonctionnement de certains réseaux d’enseignants en ligne : entre intérêt personnel et production collective dépersonnalisée, entre bac à sable et ruche. La ruche, qui caractérise des collectifs très productifs soutenus par des valeurs partagées fortes, a des règles très contraignantes et explicites qui ne permettent pas à l’utilisateur de voir leurs processus de production. Le bac à sable, quant à lui, dispose de collectifs aux règles souples et implicites, publie toutes leurs interactions, permettant la diffusion et la légitimation des pratiques pédagogiques.

Le modèle des biens communs est donc un très bon cadre pour analyser ce qui se passe ici. Au-delà de la soi-disant tragédie de l’abus commun, intentionnel ou non, qui pourrait diminuer ou détruire les bénéfices communs partagés par tous les utilisateurs, des pratiques de gouvernance ouverte, répondant aux critères d’ouverture recommandés par Elinor Ostrom et ses collègues, pourraient être développées avec intérêt (Ostrom & Basurto, 2011).

On peut imaginer une profession enseignante plus collective, capable de gérer les ressources éducatives comme des « biens communs » au sens de biens communs (Buck, 1985). Une communauté d’innovation pourrait se développer comme une nouvelle façon de mettre en œuvre les innovations, dans une vision ascendante (Allen & Potts, 2016).

Une série de changements discrets se sont accumulés au cours des 20 dernières années et ont finalement produit une évolution spectaculaire qui nous oblige à reconsidérer les questions de conception et d’évaluation des logiciels.

4. Evaluer des environnements informatisés : une tâche désespérée ?

Il est tout à fait dans l’air du temps de s’intéresser à l’évaluation des environnements et à leurs effets pour l’apprentissage, en particulier en utilisant les possibilités de l’analyse automatique de grandes quantités de données. Deux types de problèmes vont être synthétiquement considérés ici : ceux qui sont liés à ce que les données représentent et à l’interprétation de résultats tels qu’ils peuvent être présentés sur des tableaux de bord.

4.1. Des possibilités spectaculaires et un côté obscur

La plupart des environnements informatiques collectent désormais de nombreuses données liées à l’activité de l’utilisateur. Beaucoup d’espoirs ont été investis dans la possibilité d’exploiter ces données afin de produire des résultats intéressants qui pourraient aider à concevoir des logiciels et à évaluer leurs effets sur les apprenants.

La diversité de ces données est énorme : fichiers journaux, interaction écrite entre les étudiants sur les plates-formes (en particulier sur les forums), performances aux tests, données provenant de dispositifs de suivi oculaire, etc. Le défi est d’extraire automatiquement des informations de ces données afin d’informer les humains (concepteurs, enseignants, élèves, décideurs) pour prendre des décisions pertinentes. La seule façon d’y parvenir est d’appliquer des algorithmes réduisant la complexité et fournissant des profils. Il n’y a pas de problèmes techniques pour obtenir des résultats presque en temps réel puisque les infrastructures permettent désormais de répartir les tâches entre des réseaux d’ordinateurs dans le nuage qui ont la capacité de traiter de très grands ensembles de données.

Les résultats sont stupéfiants, comme quiconque ayant utilisé des moteurs de recherche et des plates-formes de vente, l’a compris. Le domaine d’application le plus connu est le marketing, où les profils permettent par exemple de cibler les publicités, de proposer des achats adaptés aux besoins des clients (comme ils ont été devinés par le système). Cependant, dans d’autres secteurs comme le gouvernement, le recours à des prévisions fondées sur des statistiques soulève de nombreuses questions (voir Rouvroy, 2009 pour une analyse politique).

Nous concentrant ici sur les questions d’éducation, nous n’analyserons pas le cas général des risques pour la vie privée, c’est-à-dire le fait que dans de telles intermédiations algorithmiques, la personne tend à disparaître derrière le profil, le phénomène de « vendor lock-in » ou le fait que de nombreux dangers existent (OCDE, 2016).

Dans le secteur de l’éducation, les principaux problèmes rencontrés pour fonder des décisions sur des résultats d’algorithmes sont doubles : 1) le caractère incomplet ou inexact des données, 2) l’interprétation erronée des résultats.

Nous supposons que les algorithmes eux-mêmes sont classiques (appartenant à des classes bien documentées comme le calcul des similitudes entre les nœuds d’un graphe et autres). Mais il se peut que d’autres soient utilisés, avec l’essor continu de nouvelles formes d’intelligence artificielle.

4.2. Biais et problèmes liés aux données

Si les données sont nombreuses, comment s’assurer qu’elles sont complètes et que leur qualité est satisfaisante ? Ce qu’elles capturent généralement, c’est le comportement, ou plutôt une petite partie du comportement. Dans quelle mesure reflètent-elles correctement les activités d’apprentissage ? Et a fortiori les qualités d’une personne ? Par exemple, il est bien connu qu’en raison de problèmes matériels ou d’une volonté pédagogique, certaines activités sont menées en groupes d’élèves. Comment, alors, faire la distinction entre les différents utilisateurs ?

Il a par ailleurs été remarqué depuis très longtemps que la durée entre les différentes actions de l’utilisateur n’est pas un temps d’exécution de tâche. Dans la plupart des cas également, les données ignoreront les interventions des enseignants, qui doivent toujours être prises en compte lorsqu’il s’agit de comprendre l’effet d’un instrument. Dans certains cas, les données peuvent donc être très incomplètes.

Ces problèmes ont des conséquences non négligeables : les algorithmes réduiront toujours les données qu’ils ingèrent à un ensemble plus petit, ils les classeront et mettront en évidence certains résultats. Mais comment les interpréter ?

Il y a aussi un autre problème, très profond. Souvent, les résultats sont basés sur le calcul de corrélations. Cela peut être utile, mais la corrélation n’est en aucun cas la même chose que la causalité et les corrélations sont susceptibles d’être trompeuses. Comme l’expliquent Calude et Longo (2016), s’appuyant sur des recherches issues du monde des mathématiques : « plus la base de données que l’on exploite pour trouver des corrélations est grande, plus les chances de trouver des régularités récurrentes sont grandes et plus le risque de commettre de telles erreurs est élevé » (p. 15).

4.3. Problèmes d’interprétation des résultats

Une fois les données classées et les profils établis, et en supposant que les résultats correspondent à quelque chose de réel, comment interpréter ?

La situation n’est pas tout à fait la même si les interprétations sont faites par des humains, qui peuvent procéder à des vérifications contradictoires ou par des logiciels. Le premier cas est moins problématique, à condition que les personnes aient les moyens et le temps de mener des investigations complémentaires en cas de problème perçu.

Pour donner un exemple concernant principalement l’enseignement supérieur, les logiciels populaires qui traquent le plagiat dans le travail des étudiants (et qui fonctionnent très bien en moyenne) renvoient souvent pour chaque texte soumis un drapeau (vert, orange ou rouge) et un score de plagiat. Tous ceux qui ont dû noter des copies savent qu’il faut faire preuve de prudence et qu’une inspection minutieuse peut révéler des situations où il n’y a en fait aucun plagiat.

Ce problème existe également dans l’enseignement secondaire, mais dans ce cas, les effectifs des classes sont suffisamment réduits pour permettre aux enseignants de contrôler les productions individuelles, ce qui leur donne une bonne occasion d’intervenir dans les processus de travail plutôt que de juger un seul résultat.

5. Discussion et perspectives : favoriser l’agentivité des enseignants

La conception et l’évaluation des outils informatiques pour l’apprentissage ont beaucoup évolué au cours des dernières décennies et la recherche est confrontée à une situation nouvelle : les outils informatiques sont omniprésents dans la vie des étudiants, la plupart d’entre eux peuvent être utilisés à des fins d’apprentissage.

La perspective a changé avec la multiplication des contextes d’apprentissage en dehors de l’école : à distance (à la maison ou ailleurs), et ayant souvent un caractère non formel. La notion de ressource d’apprentissage a renouvelé la question et le learning design a tendu à remplacerl’instructional design(Baron, 2011).

En ce qui concerne l’évaluation, les recherches montrent constamment qu’il est inutile d’évaluer les outils informatiques sans tenir compte du contexte éducatif dans lequel les activités d’apprentissage se déroulent. Beaucoup dépend de qui prescrit ou suggère l’intérêt d’utiliser un outil particulier, beaucoup dépend aussi du type de conception de l’apprentissage qui a été intégré et qui est mis en œuvre dans les activités éducatives. En résumé, ce qui compte, ce sont les situations mises en place par les enseignants et même un mauvais produit peut être utile dans un contexte particulier. L’évaluation pédagogique renvoie aux situations mises en place et ne renvoie qu’indirectement aux outils utilisés.

Ce point de vue a de profondes implications, soulignant l’importance de permettre aux enseignants de développer leur agentivité dans le domaine des ressources éducatives. Cela implique de leur donner les moyens d’agir et de les accepter comme partenaires de confiance.

6. Références

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Présentation de ce site

Document de travail, 5/04/2019

Ce site a pour fonction de publier des réflexions et des résultats de recherche sur l’instrumentation d’approches pédagogiques visant à développer une démarche scientifique en classe.

On y discute de questions de conception participative, en se concentrant sur des applications conçues dans le cas d’un projet d’investissement d’avenir, notamment le Cahier numérique de l’élève chercheur (CNEC). Les praticiens ayant participé à la mise en œuvre de ce cahier dans leurs classes rendront compte de leurs expériences tant à l’école primaire qu’au collège.