LE PROGRAMME ÉDUC@FFIX.NET POUR LA FORMATION EXPÉRIMENTALE EN CHIMIE

3.1 La question d’une formation expérimentale en chimie à distance

La particularité du projet Éduc@ffix.net se situe dans la nature de la question posée : peut-on concilier le concept de formation à distance et les aspects expérimentaux de la formation à une science expérimentale, telle la chimie ?

Actuellement la solution choisie par les centres de formation à distance, pour les aspects expérimentaux de l’apprentissage des sciences expérimentales, est le regroupement des étudiants sur un même site pour un temps limité. Cette partie de la formation reste donc assurée en présentiel, bien que le déplacement soit souvent une contrainte pour ces apprenants, voire impossible dans certains cas. Une autre solution, correspondant encore à un enseignement présentiel, est d'envoyer un formateur et des mallettes rassemblant le matériel sur des lieux où les apprenants sont regroupés. Le projet Éduc@ffix.net se propose d’offrir une partie expérimentale de la formation également à distance.

3.2 Description du programme Éduc@ffix.net

Éduc@ffix.net est un acronyme choisi pour Éducation et @utoformation avec formateur interactif en ligne, en sciences expérimentales, avec accès à des ressources de laboratoires multimédia en environnement sécurisé, via Internet.

Ce projet vise une offre de manipulations pilotées et observées à distance via Internet, où l’apprenant peut agir directement sur des objets concrets de sa discipline en manipulant dans des conditions réelles. Dans cet objet pédagogique interactif, l'interactivité est caractérisée par un échange entre apprenants et par une action sur les données et sur l’objet. Dans un premier temps, le programme test se focalise sur une expérimentation de chimie automatisée, avec manipulation par un apprenant distant. La complexité de la conception du produit réside dans le double aspect de l’objet à construire, à la fois « expérimental » et « distant » et dans les difficultés inhérentes à la chimie (multitude et variété des tâches, complexité du suivi et de la validation des phases successives du processus). Le cœur du dispositif est l’objet réel. Un tutorat automatique, composé de plusieurs briques, doit pouvoir aider l'apprenant aux différents de stade de l'expérimentation, pendant la préparation de l'activité expérimentale, en cours de manipulation, en période de questionnement, en phase de prise de décision au sein du groupe. Des logiciels et réseaux doivent permettre la manipulation, l’observation, l’analyse et la mutualisation. Les briques du tutorat seront de plusieurs natures, visant à la fois l’apprentissage des activités de manipulation et celle de la mise au point et du suivi d’expérimentations :

- pour apprendre à manipuler (le matériel, les gestes clés) et à pratiquer une expérience : des séquences filmées, des simulations, le visionnage de la manipulation réelle pilotée à distance (éventuellement par un autre apprenant du groupe, et avec information sur les phases de décision et de contrôle),

- pour apprendre à concevoir et exploiter une expérimentation (recueillir et analyser les données, travailler en équipe) : l’accès à des données, leur exploitation en travail collaboratif.

Les protocoles d’expérimentation et de tutorat seront élaborés dans une perspective d’extension à un apprentissage de la chimie dans sa globalité et des sciences expérimentales en général.

3.3 Le statut de la simulation ; l’articulation entre réel et virtuel ; la question de l’évaluation de l’environnement construit

On peut distinguer plusieurs niveaux de « virtuels » (simulation, objet réaliste, …) et plusieurs niveaux de « réel » (film non interactif, manipulation réelle effectuée par un tiers, manipulation réelle contrôlée à distance, …). Les deux mondes, celui de la fiction et celui de la réalité, entretiennent des liens étroits, en particulier dans les situations d’apprentissage, où l’apprenant progresse par des représentations qui s’enrichissent progressivement.

Dans Éduc@ffix.net, le virtuel est présent par des simulations, le réel est présent à la fois par la séquence filmée qui doit apporter la description du matériel et des gestes clés nécessaires pour apprendre à manipuler, et par l’expérience pilotée à distance par Internet. L’apprenant pouvant préparer son expérimentation en la simulant avant de l’exécuter, l’analyse de la situation permettra d’étudier dans quelles mesures la phase de modélisation peut être déterminante pour la construction des connaissances, le retour au réel permettant un réinvestissement immédiat des connaissances ainsi acquises.

Un seul apprenant pourra manipuler l'objet réel, plusieurs apprenants pouvant suivre l’évolution de l’expérimentation et interagir entre eux. Il faudra pouvoir gérer les échanges entre tous les apprenants dans le but de converger vers une solution expérimentale unique. Éduc@ffix.net comporte ainsi la dimension supplémentaire d'apprentissage du travail collaboratif. Les apprenants sont placés dans une organisation en réseau sans hiérarchie « élève-enseignant » et disposent d’un soutien pédagogique personnalisé par tutorat automatique. La mise à disposition de ressources partageables, à la fois physiques et intellectuelles, comme moyen de pallier l’inconvénient de l’isolement induit par la distance, sera à évaluer, ainsi que le résultat sur l’attrait pour la discipline, de la présence de liens hypertexte conçus de façon à favoriser le recours à l’intuition et à l’imaginaire permettant un vagabondage parmi toutes les connaissances disponibles.

Il existe à ce jour de nombreuses applications exploitant les ressources des NTIC dans l’enseignement mais comparativement peu d’études sur les résultats en termes de qualité de la

formation, bien que de nouveaux modèles pour l’analyse de ces nouvelles situations aient été proposés.

Face au développement des ressources d’enseignement à distance, les questions telles que « Faut-il ou ne faut-il pas s’engager dans l’enseignement à distance ? L’enseignement à distance est-il supérieur à la pédagogie traditionnelle ? » ne semblent pas être les bonnes questions (C. C. Schifter, 1999). Schifter propose de construire un programme de démarche qualité suivant cinq pistes d’analyse pour assurer la satisfaction des objectifs de formation et des besoins des étudiants. Il s’agit de s’adapter au public visé (à la fois l’établissement hôte et les étudiants), de sélectionner dans les curricula les domaines d’enseignement les mieux adaptés (par leurs buts, objectifs, méthodes), de s’adapter aux ressources techniques disponibles et enfin de respecter les dimensions éthiques, esthétiques et culturelles du nouvel environnement ainsi créé.

Dans le domaine de l’enseignement à distance, l’utilisation d’Internet peut être considérée comme l’origine d’une quatrième génération, qui s’accompagne d’un changement de paradigme dans les concepts de modélisation des situations d’apprentissage (K. Passerini et al, 2000). Passerini et al. présentent un modèle hybride, permettant de tenir compte des possibilités de navigation ainsi offertes et qui sont susceptibles de renforcer la centration de l’apprentissage sur l’apprenant.

D’autres modèles ont été proposés, et décrits précisément tant dans leur structure et que leur principe d’utilisation (E. Cloete, 2001). Cloete a élaboré un modèle à quatre niveaux pour de tels système d’éducation (séparation des différentes fonctions en unités logiques) et donne des exemples d’algorithmes d’exploitation de ce modèle pour aider les concepteurs à définir des stratégies, à planifier et implémenter des situations d’apprentissage spécifiques.

Du point de vue de l’analyse de ces situations, on peut encore citer les travaux de Tenenbaum et al, portant sur les caractéristiques et l’étendue des pratiques constructivistes dans l’enseignement en campus traditionnel et dans l’éducation à distance (G. Tenenbaum et al., 2001).

Ces modèles pourront être testés en cours d’élaboration du démonstrateur, pour l’aide qu’ils peuvent apporter aux différents stades de conception et en phase d’évaluation, pour l’analyse et la modélisation de cette situation d’apprentissage expérimentale ouverte médiatisée.

BIBLIOGRAPHIE

ARGAST S., COREY T., Using the World Wide Web for Interactive Control of an X-Ray Diffractometer, Computers and Geosciences, 1998, 24, 633-640.

CLOETE E., Electronic education system model, Computers and Education, 2001, 36, 171-182. COOPER J. B., BARRON D., BLUM R., DAVISON J. K., FEINSTEIN D., HALASZ J.,

RAEMER D., RUSSELL R., Video Teleconferencing With Realistic Simulation for Medical Education. Journal of Clinical Anesthesia, 2000, 2, 256-261.

COOPER M., Remote Controlled Teaching Experiments, in Science and Engineering Subjects, Accessible over the World-Wide-Web - The PEARL project. Proc. Ed-Media, Montreal Canada, 2000.

COOPER M., The challenge of practical work in an eUniversity real, virtual and remote experiments, http://kmi.open.ac.uk/projects/pearl/publications/index.htm.

PASSERINI K., GRANGER M. J., A developmental model for distance learning using the Internet, Computers and Education, 2000, 34, 1-15.

SCHIFTER C.C., Teaching in the 21st Century, The Internet and Higher Education, 1999, 1, 281- 290.

TENENBAUM G., NAIDU S., JEGEDE O., AUSTIN J., Constructivist pedagogy in conventional on-campus and distance learning practice : an exploratory investigation, Learning and Instruction, 2001, 11, 87-111.

ÉducAffix (CCE) : http://www.affixcce.com/ Pieuvre (INSA-Lyon) : http://www.insa-lyon.fr/ Roboteach (LIUM) : http://www-ic2.univ-lemans.fr/