Le tableau numérique Interactif

Le tableau numérique interactif (TNI) est un périphérique informatique qui fonctionne en étant connecté à un ordinateur (par liaison filaire ou sans fil) et à un vidéoprojecteur. Il est à la fois un périphérique d’entrée, puisque l’enseignant pilote l’ordinateur par le toucher de l’écran, et un périphérique de sortie, par l’écran d’affichage.

L’utilisateur donne une action au TNI, sur la surface du tableau, qui capte l’opération et la transmet à l’ordinateur. Celui-ci traite l’information reçue et génère une nouvelle image qui est renvoyée au vidéoprojecteur. Ce dernier reproduit l’image en la projetant sur le TNI.

90 Tableau Numérique Interactif

et projection et transmission Traitement de l’information et création de l’image

Image 26 : Fonctionnement d’un tableau numérique interactif

Le tableau numérique interactif remplit les fonctions d’un tableau classique tout en apportant de nouvelles fonctionnalités numériques (boîte à outils, formes prédéfinies, surligneurs, zooms, outils mathématiques, etc.). Ces dernières sont disponibles lorsque l’on utilise le logiciel proposé avec le TNI. Ils ont alors la possibilité d’annoter l’écran et piloter l’ordinateur (déplacement, effectuer des retours en arrière, sélectionner une page précise, enregistrer, etc.) via un stylet qui utilise la surface sensible du TNI pour faire passer l’information. Les activités réalisées sur un TNI sont diverses : lecture du manuel numérique, consultation de ressources sur internet ou encore accès à l’ENT de l’établissement.

Plusieurs modèles de tableaux numériques interactifs existent sur le marché avec des technologies différentes :

 Le tableau à membrane résistante est composé de deux toiles flexibles

séparées par un espace vide. L’action se fait dès lors que l’utilisateur effectue une pression sur le tableau (au doigt ou au stylet). Cette pression crée un contact entre les deux toiles qui permet au tableau de localiser la position.

 Le tableau à interface électromagnétique passive, possédant une surface

rigide de type mélamine, fonctionne avec un stylet. Le mouvement du stylet sur la surface du tableau émet un champ magnétique qui change celui produit par le tableau. Ce dernier peut alors calculer les coordonnées précises du point de

Vidéoprojecteur

91 contact. Le stylet comporte un ou plusieurs boutons lui donnant des fonctionnalités supplémentaires.

 Le tableau avec capteur périphérique utilise un système de capture externe

(infrarouge, laser, ultrasonique, etc.) qui balaye la surface du tableau et scanne les actions demandées. La solution, mobile, consiste à fixer un récepteur sur une surface claire (tableau blanc, mur clair, etc.) grâce à des ventouses et aimants. Les quatre marqueurs envoient au récepteur un signal et permettent l’enregistrement des actions effectuées au tableau. Ce système transforme ainsi toute surface en tableau numérique interactif. La solution intègre en général un logiciel (eBeam, Mimio, etc.) contenant des ressources numériques et des outils pour faciliter et améliorer la présentation des cours. Toutefois, seules les informations présentes sur le tableau sont communiquées à l’ordinateur. Ainsi, les informations effectuées sur l’ordinateur ne sont pas retransmises au tableau. Mais, comme tout outil numérique, une bonne installation et configuration sont nécessaires pour obtenir une belle qualité d’image. La qualité du vidéoprojecteur, son positionnement dans la salle de classe (inclinaison, hauteur, proximité avec le TNI) et le format (4/3, 16/9) d’affichage du TNI, influent sur le résultat d’affichage. Ainsi, placer le vidéoprojecteur plus haut dans la salle de classe avec un mât descendant du plafond, à une distance suffisamment proche du tableau, diminue les ombres portées et l’éblouissement. Un TNI fixé au mur réalise des configurations géométriques plus fines et permet d’atteindre plus facilement les objets que l’on souhaite manipuler. Les TNI de format 16/9 disposent certes d’une largeur d’affichage plus grande, mais déforment les figures géométriques (angles non droits, cercles déformés, etc.). Il est ainsi préconisé d’utiliser en classe un format 4/3 pour une meilleure qualité d’images.

D. Glover et D. Miller165 décrivent le tableau interactif comme un outil numérique pour améliorer les pratiques de classe, les capacités de raisonnement, d’observation et de mémorisation de l’information. Il permet de motiver les élèves en favorisant l’attention et en les engageant davantage dans la tâche (Bell166; Miller et Glover167). Il favoriserait également la compréhension des notions abordées en cours168. Ainsi, pour mesurer les effets du

165 Miller, D., Glover, D. (2001). Running with technology: the pedagogic impact of the large-scale introduction of interactive whiteboards in one secondary school. Technology, Pedagogy and Education, 10(3), p. 257–278

166 Bell, M. A. (2001). Update to survey of use of interactive electronic whiteboard in instruction.

167 Miller, D., Glover, D. (2002). The Interactive Whiteboard as a Force for Pedagogic Change: The Experience of Five Elementary Schools in an English Education Authority. Information Technology in Childhood Education

Annual, 5-19.

92 tableau interactif en classe, S. Higgins et ses collaborateurs169 ont réalisé une étude dans 67 écoles primaires du Royaume-Uni sur les usages du TNI, l’impact sur les performances des élèves, leur motivation, mais aussi sur les interactions en classe. Les enseignants ayant participé à l’étude estiment à 70 % que le tableau interactif affecte la structure de leur cours. Les résultats montrent également qu’il augmenterait la motivation des élèves (pour 99% des réponses) et améliorerait leurs performances scolaires (pour 85% des enseignants) mais non immédiatement.

Ainsi, l’enseignant disposant d’un tableau interactif peut afficher le manuel numérique dans la classe, utiliser les fonctionnalités de celui-ci et les combiner à celles du TNI. Il peut alors commander la vidéo à distance tout en restant face à sa classe, comparer une image du manuel numérique à une image disponible dans la bibliothèque numérique du TNI, ou encore, demander aux élèves d’effectuer sur le tableau un exercice du manuel numérique.

3.3.2 L’ordinateur

Que ce soit pour projeter le manuel numérique dans la classe (via un vidéoprojecteur ou sur un TNI) ou pour réaliser des activités pédagogiques en individuel, l’ordinateur est régulièrement utilisé dans le milieu éducatif. Il est présenté comme un outil universel de manipulation des représentations, de traitement de l’information et de simulation des processus fonctionnant par un ensemble de programmes.

L’ordinateur offre de nombreux avantages au niveau de la motivation des élèves en classe (Fenouillet et al, 1999170), et de l’apprentissage. Mais, de nombreux enseignants craignent l’ordinateur et voient en lui la perte de leur métier (ou plus exactement craignent une dévalorisation de leur mission). Dans son rapport171, J.M. Fourgous (2010) précise que « la

présence de l’ordinateur et de l’Internet en cours n’enlève pas le rôle fondamental de l’enseignant, elle le lui redonne ». Il ajoute que l’enseignant n’est plus considéré comme « un

distributeur de connaissances » mais dispose de nouveaux statuts de formateur, de conseillers et de « metteur en scène ».

169

Higgins, S., Smith, H. J., Wall, K., Miller, J. (2005). Interactive whiteboards : boon or bandwagon ? A critical review of the literature. Journal of Computer Assisted Learning, 21(2), 91-101.

170 Fenouillet, F., Tomeh, B., Godquin, I. (1999). Motivation et informatique en contexte scolaire. Pratiques Psychologiques, 3, 81-91.

171 Fourgous, J.M. (2010). « Réussir l’école numérique », Rapport de mission parlementaire. En ligne : http://cache.media.eduscol.education.fr/file/Formation_continue_enseignants/48/0/Rapport_Fourgous2010_Reus sir_l_ecole_numerique_198480.pdf

93 F. Mangenot souligne que l’ordinateur n’est absolument pas amené à occuper la place du professeur. Sa place est plus complexe puisqu’il est tantôt diffuseur de savoirs, tantôt pourvoyeur de consignes et tantôt outil de communication172. Selon lui, l’ordinateur doit donner les tâches à accomplir, élaborer des activités, aider les élèves en difficulté et évaluer les productions élèves/machines. L’ordinateur devient le « partenaire » de l’enseignant en lui offrant la possibilité de scénarios pédagogiques diversifiés et individualisés. Les élèves peuvent se tester, manipuler et diffuser leurs productions. Il offre, selon l’auteur173, les avantages du papier, de l’imprimerie, du magnétophone et de la vidéo.

Néanmoins, le modèle d’apprentissage frontal employé dans les classes françaises réduit, voire empêche les activités individuelles sur ordinateur. L’enseignant donne son cours et les élèves ont peu d’initiatives individuelles à l’exception des réponses demandées par l’enseignant, fixées par le discours de l’enseignant et de la réalisation des exercices demandés. Or, une grande majorité de théories motivationnelles montrent que ce qui augmente l’autodétermination, c’est à dire la liberté d’action de chaque individu, a un impact positif sur sa motivation. Mais, avoir des élèves motivés, n’impliquent pas forcément un impact positif sur l’apprentissage.

Aussi, l’étude de F. Fenouillet et ses collaborateurs174 menée sur des élèves de CM2 montre une grande motivation pour l’apprentissage sur ordinateur mais des résultats faibles au test d’apprentissage. Les élèves devaient apprendre un cours sur la préhistoire sur papier ou sur ordinateur. Les résultats montrent que les élèves étaient significativement plus intéressés pour apprendre sur l’ordinateur que sur papier. Ceux qui avaient étudié sur ordinateur ont passé plus de temps à lire le texte (40 minutes) contre 20 minutes pour les élèves ayant étudié sur le papier. Cependant, les élèves ayant étudié le cours sur ordinateur ont obtenu des scores deux fois plus faibles au test que les élèves ayant travaillé sur papier. L’auteur en conclu que l’introduction de l’informatique en classe a certes un impact sur la motivation des élèves mais qu’il faut toutefois différencier le contenu (le cours sur la préhistoire) et le contenant (l’ordinateur ou le papier).

172 Mangenot, F. (1998). L'apprenant, l'enseignant et l'ordinateur : un nouveau triangle didactique ?, in Actes du

congrès "Linguaggi della formazione : l'informatica", organisé par l'IRRSAE (institut régional de recherche,

d'expérimentation et de formation continue) du Val d'Aoste (Saint-Vincent, 5-6 sept. 1996), p.9

173 Idem, p.10.

174

Fenouillet, F., Tomeh, B., Godquin, I. (1999). Motivation et informatique en contexte scolaire. Pratiques Psychologiques, 3, 81-91.

94 Pour d’autres chercheurs, l’ordinateur favorise et facilite l’acquisition des connaissances scolaires (Retschitzki et Gurtner, 1996)175. Cet effet positif est plus prononcé dans l’enseignement élémentaire (Niemiec et al., 1987)176 que dans le supérieur.

En mathématiques, les exercices, jeux éducatifs et drills (méthode d’entraînement basée sur la réalisation répétitive d’un même exercice) sur ordinateur favorisent l’acquisition d’automatismes. Cet effet positif vient en bonne partie du côté ludique, moins rébarbatif, du fait que les élèves s’adonnent plus longuement et sont plus enthousiastes à réaliser les activités. L’EAO, l’Enseignement Assisté par Ordinateur, améliore les capacités des élèves en algèbre en constatant directement sur un graphe les effets des transformations effectuées au niveau des équations ou des fonctions (Yerushalmy, 1991)177. Aussi, l’utilisation de logiciels en géométrie, comme GEOMETRIC SUPPOSER, permettant l’exploration de figures géométriques et calculer des aires, amène une meilleure connaissance des concepts de géométrie (Yerushalmy, 1991)178.

En français, la pratique de l’ordinateur en classe améliore la préparation des élèves à la lecture179. L’étude menée par R. Hess et L. McGarvey180 montre que les enfants ayant travaillé sur ordinateur obtiennent de meilleurs résultats que ceux n’ayant pas disposé de matériel informatique. Les tests consistaient à mémoriser des séquences de mouvements, à identifier des différences entre des mots présentés visuellement et oralement, ou encore, à reconnaître le son d’un mot entendu. Les résultats sont significativement plus élevés pour les enfants ayant travaillé sur ordinateur et montrent également que les élèves ayant fait les progrès les plus importants sont ceux qui obtenaient, au début d’année, les plus faibles résultats.

L’ordinateur reste cependant le moyen le plus utilisé pour lire les manuels scolaires numériques. Les enseignants disposent souvent d’une seule version numérique (sur CD, DVD, clé USB) qu’ils utilisent via un vidéoprojecteur ou sur un tableau numérique interactif. Les activités individuelles sur le manuel numérique amènent les élèves à travailler sur un ordinateur fixe ou sur ordinateur portable. Les opérations phares « un collégien, un

175

Retschitzki, J., Gurtner, J.L. (1996). L’enfant et l’ordinateur (Aspects psychologiques et pédagogiques des nouvelles technologies de l’information), Pierre Mardaga, Bruxelles.

176

Niemiec, R., Samson, G., Weinstein, T., Walberg, H. (1987). The effects of computer-based instruction in elementary schools: A qualitative synthesis. Journal of Research on Computing in Education, 20, 85-103.

177

Yerushalmy, M. (1991). Effects of computerized feedback on performing and debugging algebraic transformations. Journal of Educational Computing Research, 7, 309-330.

178

Yerushalmy, M. (1991). Enhancing Acquisition of Basic Geometrical Concepts with the Use of the Geometric Supposer. Journal of Educational Computing Research, 7, 407-420.

179 Hess, R., McGarvey, L. (1987). School-relevant effects of educational uses of microcomputers in kindergarten classrooms and homes. Journal of Educational Computer Research, 3, 269-287.

95 ordinateur portable », « Ordi Collège », « Ordi’Lot », « Ordi 35 », lancées par l’Etat et certains Départements financent le matériel informatique des établissements. Le financement porte maintenant davantage sur les ordinateurs portables qui remplacent les unités centrales fixes. Ainsi, il n’est plus nécessaire d’aller dans une salle informatique pour utiliser l’ordinateur, les enseignants font maintenant travailler leurs élèves sur ce matériel, dans toutes les salles du collège et dans toutes les matières.