La première expérimentation

La première expérimentation (pilote) était basée sur un dispositif technique logiciel et matériel (premier prototype de Dispositif Numérique de Collaboration, DNC) proposé par Gamboa Rodríguez dans le cadre des travaux de son laboratoire

de recherche de l’UNAM au Mexique. L’étude initiale repose sur une hypothèse formulée par les chercheurs mexicains quant à l’intérêt de proposer des dispositifs numériques de collaboration qui instrumentent le passage de la sphère privée à la sphère publique. Le premier prototype de DNC proposé par ces chercheurs a été nommé « la mesa colaborativa » et était composé d’un logiciel de classification, destiné aux élèves de primaire, et d’un logiciel de cartes mentales, destiné aux élèves de lycée. Dans le cadre de cette recherche, l’hypothèse formulée par les chercheurs mexicains a été adaptée au contexte de l’enseignement secondaire en France.

Si nous reprenons les propos de Peraya (2013), un dispositif numérique de collaboration (DNC) est composé d’un ensemble d’éléments techno-pédagogiques qui médiatisent l’activité et qui ont « leurs modes d’interactions propres ».

2.1 Objectifs

L’expérimentation pilote de 2015 ne prétend pas éprouver directement les hypothèses formulées dans la recherche. Son objectif était de valider le protocole expérimental.

Il s’agit de questionner les activités collaboratives utilisant simultanément un espace privé et collectif, présents dans un artefact numérique. De manière générale, il s’agit de questionner le rôle des artefacts numériques dans la collaboration et le développement des compétences techniques des élèves. Du point de vue industriel, l’objectif de l’expérimentation pilote de 2015 consistait en la mise au point du cahier des charges pour le développement d’un deuxième prototype de dispositif numérique de collaboration (DNC) intégré d’une carte conceptuelle (INCA).

2.2 Méthodologie

Cette première expérimentation de 2015 a été réalisée par la mise en place d’une activité collective de cartes mentales à destination d’une classe de lycéens.

Rappelons que les cartes mentales correspondent à un type de diagramme en arbre représentant des idées, liées sémantiquement entre elles grâce à des liens interconnectés (Buzan, 1991).

Dans l’activité de cartes mentales proposée en 2015, les élèves ont dû organiser les informations en créant des nœuds et des liens pour les relier. Cette organisation des idées en arborescence sert aux élèves à identifier les relations entre les différentes idées donc à créer des connexions entre elles.

Comme nous l’avons présenté dans le cadre théorique, la technique du groupe nominal nous a servi à structurer le temps de l’activité dédiée à l’organisation des informations par les élèves dans l’espace privé (individuel) et dans l’espace public (collectif).

L’expérimentation pilote de 2015 a été réalisée avec l’application de cartes mentales de « la mesa colaborativa » dans les locaux du laboratoire TECHNE, en raison des équipements dont il dispose. Le même scénario pédagogique, basé sur la construction d’une carte mentale, a été proposé à 6 groupes de 4 élèves d’une même classe de seconde, du Lycée Pilote Innovant International (LPII) de Jaunay- Marigny, auxquels ont été attribués différents artefacts pour la réalisation de l’activité dans le cadre des cours d’histoire. Les données collectées sont appréhendées de manière qualitative : nous analysons ce que fait l’élève dans une activité de collaboration (niveau oral et écrit) et mesurons l’effet des différents artefacts sur cette activité. Conformément à la méthodologie de l’expérimentation pilote, le choix de l’échantillon retenu ne vise pas une représentativité.

2.2.1 Le lieu d’expérimentation : le laboratoire TECHNE

Le laboratoire Techné est équipé de tables et de tableaux tactiles (position horizontale et verticale), ainsi que de locaux et de mobilier nécessaires aux expérimentations de recherche. Le laboratoire dispose également de connexions internet stables, de projecteurs en quantité suffisante et de nombreux types d’ordinateurs : PC hybrides (tablette-ordinateur), classe mobile Macintosh.

Après l’accord de l’équipe pédagogique du lycée, nous avons utilisé les installations du laboratoire TECHNE pour assurer la mise en place de l’expérimentation pilote de 2015. En effet, la connexion internet et l’équipement matériel du lycée LP2I n’étaient pas satisfaisants pour mener à bien une telle expérimentation.

2.2.2 Protocole expérimental

L’expérimentation pilote de l’année 2015 avec l’application de cartes mentales de « la mesa colaborativa », consistait en une expérimentation de type factorielle croisé complet, où deux facteurs se croisent sous différentes modalités : la présence/absence d’artefact numérique et d’espace privé.

Figure 3 Prototype du CCADET sur table (vue plongeante)

Les variables dépendantes (VD) retenues mesurent la dimension collaborative de l’activité réalisée par les élèves au travers de l’analyse de leurs interactions verbales et de leurs productions.

Pour rappel, la notion d’espace privé fait référence à l’espace individuel de l’élève disposant d’un équipement numérique individuel (ordinateur portable hybride avec écran tactile en l’occurrence).

L’espace public est, quant à lui, celui où les élèves partagent leurs données pour les modifier en groupe. L’espace public dit « horizontal » n’est autre qu’une table tactile (donc horizontale) : les élèves travaillent en position assise. L’espace public dit « vertical » correspond pour sa part à un mur tactile : les élèves travaillent ici en position debout.

Six modalités d’instrumentation de l’activité d’apprentissage ont ainsi été organisées pour croiser :

- la variable indépendante (VI) « Espace Privé » (EP) qui peut prendre les valeurs « Avec Espace Privé » (AEP) ou « Sans Espace Privé » (SEP) ;

- la variable indépendante (VI) « Recours au Numérique » (RN) qui peut prendre les valeurs « Avec Recours au Numérique » (ARN) ou « Sans Recours au Numérique » (SRN) ;

- la variable indépendante (VI) relative à la disposition de l’affichage de l’espace public (horizontal vs vertical), valable seulement dans la modalité « Avec Recours au Numérique ».

Un plan expérimental multifactoriel permet de tester ces trois variables indépendantes simultanément. Le plan choisi est de type emboîté complet, ce qui a conduit à former 6 groupes de 4 élèves, chaque groupe étant soumis à l’une des 6 modalités de l’activité, selon le tableau suivant.

Tableau 4 Protocole expérimental 2015

Cette phase pilote repose sur la mise en œuvre du premier prototype de Dispositif Numérique de Collaboration (DNC) de cartes mentales développé au laboratoire CCADET. Ce prototype se compose d’une table, de quatre chaises, d’un rétroprojecteur vertical qui projette l’espace de travail collectif sur la table et de quatre ordinateurs portables hybrides avec écran tactile équipés de souris qui fournissent à chaque élève un espace de travail privé. Chaque utilisateur peut ainsi éditer une carte mentale personnelle et contribuer à la construction de la carte mentale partagée. Les interactions et les affichages sont gérés par une application installée sur un serveur distant.

Avec Recours au Numérique (ARN) Sans Recours au Numérique (SRN) Affichage horizontal de l’espace public Affichage vertical de l’espace public

Affichage vertical de l’espace public Avec espace privé (AEP) Groupe 6 Table prototype CCADET Groupe 5 Tableau prototype CCADET Groupe 1

Tableau blanc, post-it, brouillon Sans espace privé (SEP) Groupe 4 Table tactile Groupe 3 Tableau tactile Groupe 2

Les artefacts alors utilisés étaient les documents papier de l’activité d’apprentissage (supports et consignes), des ordinateurs, des tableaux tactiles ou du matériel d’écriture manuelle (papier et crayon), selon les modalités. Le prototype du CCADET a aussi fait l’objet d’une adaptation à des tableaux tactiles (en utilisant l’application Mind8) afin d’observer si le comportement des élèves était différent selon que le support d’affichage de l’espace public était horizontal (cas du prototype du CCADET) ou vertical (cas de l’adaptation réalisée pour les tableaux tactiles). 2.2.2.1 L’activité d’apprentissage

Afin d’appliquer le protocole expérimental, il était nécessaire de concevoir en parallèle le scénario pédagogique. Nous avons travaillé avec les enseignants pour trouver des objectifs pédagogiques cohérents, des tâches, des artefacts, un dispositif de régulation et d’évaluation adaptés. Nous avons dû veiller à conserver une cohérence entre les objectifs de l’expérimentation et les objectifs pédagogiques, principalement au regard du temps pédagogique dont nous disposions pour implémenter chacune des séances de l’expérimentation.

2.2.2.1.1 L’activité de cartes mentales (2015)

L’activité de cartes mentales a été présentée par Sizmur comme le moyen de structurer la discussion autour du sens scientifique et comme support aux apprentissages. À l’instar de Sinclair et Coulthard, Sizmur (1996, p.3) a publié une thèse doctorale en 1996 traitant des difficultés rencontrées par les élèves de CM1 et CM2 dans l’apprentissage du langage scientifique. Pour Sizmur, « le sens se crée à partir d‘actes de communication efficaces entre les individus, dans le contexte d’activités spécifiques ». L’activité d’apprentissage de l’expérimentation pilote 2015 a consisté en la réalisation d’une carte mentale pour répondre à une question sur la thématique de l’imprimerie, qui s’inclut dans le programme d’histoire de seconde. Pour ce faire, les élèves ont chacun dû compléter les tâches suivantes.