• Aucun résultat trouvé

ARTheque - STEF - ENS Cachan | Mesures et instrumentation en Métrologie : quels outils ? (atelier)

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Partager "ARTheque - STEF - ENS Cachan | Mesures et instrumentation en Métrologie : quels outils ? (atelier)"

Copied!
8
0
0

Texte intégral

(1)

A. GIORDAN, J.-L. MARTINAND ET D. RAICHVARG, ACTES JIES XXV, 2003

MESURES ET INSTRUMENTATION EN METROLOGIE :

QUELS OUTILS ?

Ali BENAMAR, Arezki KAROUI, Ali NOUREDDINE, Fatiha KAZI AOUAL La RTFM - ENSET, Oran, Algérie

Bachir BOUHAMIDA - USTMB, Oran, Algérie

MOTS-CLES : METROLOGIE - MULTIMEDIA - SUPPORTS PEDAGOGIQUES

RESUME : Cet article relate à partir d’un exemple, les spécificités et les critères associés aux différents supports usités, particulièrement l’outil multimédia dont l’usage est actuellement incontournable dans l’apprentissage des sciences et la technologie. Il tente de répondre de façon particulière à la problématique technologique relative à la « métrologie dimensionnelle » et, de façon plus générale, d’apporter des éléments de réponse à la préoccupation des spécialistes de la didactique : « Des multimédias : pour quoi faire ? ».

ABSTRACT : This article reports specificities and criteria associated with the various used supports, particularly the multi-media tool of which the use is currently impossible to circumvent in the learning of sciences and technology. It tries to answer in a way particular to the technological problems relative to "dimensional metrology" and, in a more general way, to bring brief replies to the concern of the specialists in didactic : "Multimedias : for what to make ? ».

(2)

1. INTRODUCTION

Dans les métiers de l’apprentissage des sciences et de la technologie, les enseignants sont confrontés à la lourde tâche qui consiste à élaborer des contenus sur des supports appropriés et cela bien en amont de la phase de son déroulement effectif vis-à-vis des apprenants, aussi bien en situation présentielle avec ou sans recours aux outils multimédias, à distance ou même autonome souvent avec recours aux nouveaux médias (Perriaut, 1996). Ce processus s’inscrit dans une démarche méthodologique et obéit à des critères particuliers tenant compte des spécificités des contenus et des supports en regard des méthodes pédagogiques préconisées et des objectifs pédagogiques visés. A cet effet et dans l’apprentissage en milieu institutionnel, il est de coutume de recourir aux deux supports écrits imprimés : spécialement le polycopié utilisé en cours magistral pour l’apprentissage des savoirs et des connaissances à caractère théorique relevant du domaine cognitif, d’une part, et la fiche de TP exploitée en séances de manipulation en laboratoire pour l’acquisition des savoir-faire et informations à caractère expérimental ou relevant du domaine psychomoteur ou sensitif, d’autre part. La vulgarisation de l’outil informatique, sa généralisation et son intégration dans l’apprentissage impose l’adoption de nouveaux médias : tel les modules d’apprentissage multimédias interactifs sur CD ou sur réseaux Intranet-Internet. Convaincus de leur efficacité, de par la convivialité et la flexibilité ainsi que de la potentialité de programmation et d’interactivité, ces nouveaux médias constituent un support approprié pour l’apprentissage des sciences et de la technologie du fait qu’ils permettent particulièrement l’expérimentation virtuelle et épargnant de gros investissements en conséquence, ainsi qu’une assistance personnalisée dans la fonction d’aide à la décision et l’évaluation des performances (Karoui, 2002).

Dans ce contexte et dans le cadre de ses activités, le laboratoire s’est engagé dans un projet dénommé « ARCHIMED » dont l’objectif terminal est de répondre à la question : « Mesures et instrumentation en métrologie : quels outils ? » sous ses deux dimensions : la première dimension à caractère disciplinaire consiste en l’élaboration d’un algorithme permettant la recherche et le choix des outils technologiques appropriés à un contrôle donné et la deuxième dimension à caractère didactique consiste à expérimenter l’efficacité des outils multimédias par rapport aux besoins de la discipline et leur utilisation.

Cet article aborde cette problématique et tente d’y apporter quelques éléments de réponse par rapport à sa deuxième dimension et de manière accentuée pour la fonction d’apprentissage. Pour cela et sur la base d’un exemple précis, il traite de l’approche méthodologique adoptée et relate les critères et les spécificités des trois supports proposés avec l’énoncé d’une suggestion quant à leur exploitation.

(3)

2. APPROCHE METHODOLOGIQUE ET ETUDE PEDAGOGIQUE

Ayant défini le sujet du module d’apprentissage à élaborer, le premier travail se résume à la définition des objectifs pédagogiques généraux et au choix du contenu. Cette tâche consiste en fait à entreprendre une étude pédagogique sous une approche méthodologique retenue (Karoui, 2003). Les différentes étapes de cette démarche consiste en :

- L’exploration du champ du savoir

Il s’agit d’identifier et de recenser toutes les ressources traitant du sujet défini, aussi bien les supports imprimés tels les ouvrages généraux et spécialisés, les articles publiés sur le réseau Internet et les supports multimédias. Suite à la synthèse des résultats de cette exploration, on projette les jalons d’un contenu de « cours » en regard des objectifs pédagogiques formulés.

- L’exploration du champ conceptuel

Il est question de relever un rendu photographique des potentialités et des conceptions des apprenants par rapport au savoir en vue d’identifier, éventuellement, des problèmes de représentations et des difficultés épistémologiques pouvant faire obstacle à l’apprentissage. Cette action réalisée par un sondage des acquis auprès d’une population représentative des apprenants par le biais d’un questionnaire et d’un traitement statistique des résultats du dépouillement est complétée par quelques études de cas. La finalité de cette phase étant de définir les éléments du savoir à renforcer et nécessite une attention particulière dans le développement et la rédaction du synopsis pédagogique et la progression dans l’algorithme d’apprentissage.

- Mise au point de l’algorithme d’apprentissage

Sur la base des explorations et des éléments du savoir à enseigner retenus et compte tenu des objectifs pédagogiques définis, on procède à la mise au point de l’algorithme d’apprentissage. L’agencement des éléments, la définition de la progression pédagogique et l’intégration de la fonction évaluation pour le contrôle des connaissances fait suite à l’étude taxonomique des objectifs pédagogiques par leur caractérisation en domaines (cognitif, psychomoteur et sensitif) et leur classification.

- Mise en forme des supports d’apprentissage

Il s’agit de mettre en forme les différents supports d’apprentissage retenus avec la mise en œuvre des différents outils : éléments de bureautique, publications, présentations, programmation et éditions. Il est à noter que selon le support choisi et compte tenu des spécificités des supports, de la nature et du niveau des objectifs pédagogiques, certains éléments du contenu pourraient être escamotés, renforcés ou transposés selon la compatibilité du moyen avec la méthode et l’objectif visés. Généralement le support primaire est le document imprimé « cours polycopié » complété, au besoin, par une « fiche de travaux pratiques » et actuellement par le « multimédia ».

(4)

3. SUPPORTS PEDAGOGIQUES EXPLOITES 3.1 L’imprimé (cours – polycopié)

Il s’agit du contenu du savoir à enseigner mis en forme sur le support papier et dénommé « imprimé » ou plus couramment « cours polycopié ». Destiné à être dupliqué et diffusé à l’ensemble des apprenants. Ce support est essentiellement à base textuelle avec insertion de représentations graphiques diverses (images, schémas, graphiques, tableaux, équations, …). Son élaboration nécessite beaucoup de soins dans sa composition et la formulation des idées avec la maîtrise de l’expression écrite. La mise en forme de ce type de support se fait actuellement sur PC avec mise en œuvre d’un logiciel de traitement de texte et de divers outils bureautique pour insertion d’objets : PAO, tableur, scanner, éditeur d’équations et autres. L’utilisation de cet équipement s’avère être très efficace par le fait qu’il permet aussi de récupérer le contenu élaboré pour une éventuelle modification ou transformation sur un autre support tel que le fichier d’aide sur support multimédia. Par rapport à l’interactivité, ce type de support n’est pas adéquat car il ne permet pas l’intégration de l’évaluation formative et le contrôle des connaissances. C’est un support à caractère descriptif destiné à l’apprentissage par la méthode de « Gestalt ». Ce support ne permet pas la découverte par l’interactivité et aucune forme d’évaluation n’y est intégrée. Il ne suscite donc aucune réaction « béhavioriste » ni la mise en œuvre de l’apprentissage par la méthode interrogative. Le document élaboré ne traite que des objectifs du domaine cognitif liés au savoir (rôle de la métrologie, précision d’un vernier, description des instruments,…) et ne traite d’aucun objectif du domaine psychomoteur et sensitif et donc ne permet pas l’apprentissage des connaissances à caractère pratique, tels le développement du sens de la vision, la tenue des instruments, les modes opératoires et la maîtrise de la mesure expérimentale).

3.2 La fiche de TP

Ce support est élaboré dans le prolongement du « cours polycopié » et destiné à l’acquisition ou la consolidation des connaissances à caractère expérimental. C’est un apprentissage par la découverte mettant en œuvre la méthode interrogative. Il sert comme appoint à l’expérimentation et l’acquisition du savoir-faire et ne contient pas tellement d’expressions écrites ou de théorie relative au sujet traité. Il est constitué de modes opératoires, de cases réponses et de questions relatives aux différentes interprétations des résultats obtenus. Toutefois, son élaboration nécessite une réflexion approfondie par rapport à la démarche expérimentale afin de susciter au mieux l’aptitude et la capacité de l’apprenant pour la découverte personnelle des connaissances et des objectifs relevant du domaine psychomoteur et sensitif (évaluation tactile et visuelle, découverte des instruments et des modes opératoires, apprentissage des techniques de mesure). Il faut aussi relever que dans la

(5)

majorité des cas et en raison de l’importance des effectifs des apprenants et du nombre réduit de postes de manipulation, pouvant même être unitaire dans beaucoup de cas, les séances de manipulations sont réalisées en déphasage avec les cours théoriques. Dans le cas où les manipulations sont réalisées après les cours théoriques, l’effet d’estompage des acquis génère un freinage du processus d’apprentissage et dans le cas inverse les bases théoriques ne sont pas encore enseignées. Dans un cas comme dans l’autre, l’enseignant doit faire des rappels sur les éléments théoriques. En référence à notre pratique et au sujet traité, il n’existe pas de séances de cours de métrologie séparées de celles destinées aux manipulations. De ce fait et en enseignement intégré, les deux documents sont exploités successivement : le document « cours polycopié » est distribué en fin de séance de TP. Permettant l’acquisition du savoir-faire et des connaissances à caractère pratiques et à l’image du support imprimé « cours polycopié », la fiche de TP ne permet pas l’interactivité et n’intègre aucune fonction contrôle des connaissances mises à part l’évaluation sommative établie après traitement ultérieur des réponses par l’enseignant.

3.3 Le support multimédia

Document à divers supports mettant en œuvre l’apprentissage en enfilade ou simultané et par conséquent sollicitant l’ensemble des sens de l’apprenant en offrant le maximum de convivialité. Par ailleurs et par intégration des possibilités de programmation par rapport à l’interactivité et la fonction contrôle des connaissances on réalise des produits flexibles et adaptables aux aptitudes des apprenants mettant en œuvre ainsi la théorie de l’enseignement programmé et les algorithmes de progression de type « Crowderien». Il existe actuellement une grande variété de moyens matériels et logiciels destinés à la réalisation de tels supports : PC, logiciels de PréAO (Power Point) avec possibilité d’intégration de tous les outils de traitement de texte et des objets à insérer, matériel en conséquences (scanners, appareils photos numériques, caméras, microphones, logiciels spécifiques…) les possibilités de programmation et même des systèmes auteurs (Authorware)et des plates-formes conçues pour la réalisation de supports multimédias d’apprentissage (Jaudeau, 2001). Dans le cas de notre sujet, l’application est réalisée sur support CD par programmation orientée objet et pouvant être installée et exécutée sur PC multimédia avec environnement Windows.

L’algorithme d’apprentissage est suivi en travaillant les messages à transmettre selon les objectifs pédagogiques visés. A cet effet et compte tenu du niveau des utilisateurs potentiels, les éléments principaux mis en œuvre sont le texte et l’image fixe ou animée. Le message oral n’a été introduit que pour la consolidation des deux notions de lecture sur réglet ou encore intégré dans les séquences vidéo d’apprentissage des modes opératoires liés aux différents types de mesure. L’interactivité est mise en exergue avec renforcement de la méthode interrogative ; l’analyse des différentes réponses et les réactions en conséquence permettent le contrôle du processus

(6)

d’apprentissage et une progression personnalisée (Arsac, Delorme, 1988). En raison de ses possibilités, un tel support permet l’acquisition des connaissances relevant aussi bien du domaine cognitif que du domaine psychomoteur et même sensitif. La spécificité de ce support et grâce à des possibilités de programmation, permet l’expérimentation virtuelle par simulation, économisant ainsi de lourds investissements pour des sujets particuliers tels que : les essais de physique nucléaire, l’aéronautique, le pilotage, etc.

Notons enfin qu’avec les possibilités offertes, l’algorithme met en œuvre l’exploitation conjointe du support matériel (instrument lui-même) et le contrôle de l’acquisition du savoir-faire relatif à la connaissance de la mesure réelle d’une cote comme objectif terminal du module.

4. OBJECTIFS PEDAGOGIQUES

L’ensemble des supports élaborés vise à attendre les objectifs pédagogiques suivants :

- apprendre le principe du vernier, - élucider la fonction contrôle,

- évaluer visuellement la cote d’une pièce,

- apprendre le fonctionnement des éléments du pied à coulisse, - savoir déterminer la précision de n’importe instrument à vernier,

- voir et comparer les autres instruments à vernier avec le pied à coulisse d’extérieur, - comment choisir l’instrument selon l’élément de la pièce à contrôler,

- juger de la conformité de la pièce,

- savoir tenir correctement l’instrument et le manipuler (savoir faire),

- savoir bien mesurer à l’aide d’un pied à coulisse d’intérieur, d’extérieur et de profondeur, - faire la lecture exacte sur le vernier (vision),

- distinguer les autres instruments à verniers du pied à coulisse, - se familiariser avec la matière,

- prendre soin des instruments de mesures.

5. DEROULEMENT DE L’ATELIER 5.1 Explication de l’objet de l’Atelier

En premier lieu, durant 15 mn, l’objet de l’atelier a été présenté par les animateurs. Ainsi, il a été suggéré une répartition en trois groupes en vue de la simulation d’une action d’apprentissage sur « le vernier » puis un commentaire des supports élaborés et synthèse commune globale.

(7)

- le support imprimé sans instrument (moyens : tirage du « cours polycopié »),

- la fiche de TP avec manipulation (moyens : fiche de TP, pied à coulisse au 1/50 mm et pièce), - le multimédia avec usage de l’instrument (moyens : CD, pied à coulisse 1/50 mm et pièce). 5.2 Apprentissage

La formation des trois groupes étant faite, ainsi que la répartition et la distribution des moyens, la simulation d’apprentissage a été faite sur les trois supports pour une durée de 60 min. Une rotation sur les trois supports a été effectuée par les participants du fait de leur nombre réduit.

5.3 Débat et discussion

Cette discussion a été observée à deux niveaux : entre les éléments du groupe puis dans le cadre d’un débat commun pour l’ensemble des participants à cet atelier, pour une synthèse et commentaire global. Après un débat de 45 mn, il ressort les remarques et questions suivantes : 5.3.1 Par rapport au support sous forme de cours

- le texte a une logique d’enseignant et non une logique d’élève,

- le document est très structuré de manière logique dans une approche très dogmatique, - les problèmes sont bien pointés par le texte,

- le cours est bien organisé avec une description claire et sert de guide à l’utilisation suffisante, - un avis positif est exprimé pour la présence des exercices dans le cours,

- les questions restent posées sur les échelles, la représentation schématique et les symboles usités. 5.3.2 Par rapport au support sous forme de TP

- il a été recommandé d’éviter les questions très ouvertes,

- faut-il demander d’imaginer un instrument pour résoudre son problème ?

- n’est il pas intéressant d’utiliser la méthode des petites marches en début du TP ? - le principe du vernier n’est pas expliqué, est-il prévu au cours ? et à quel moment ? - remarque sur la présentation non homogène par rapport à quelques schémas,

- remarque sur l’absence du principe fondamental du vernier au niveau de ce support et les différences entre les divers types de verniers.

5.3.3 Par rapport au support multimédia

- la question du niveau d’enseignement a été posée par les utilisateurs de ce support, - l’application peut être présentée à des populations hétérogènes sans aucun problème, - l’autonomie, la convivialité ainsi que les animations motivent l’utilisation de l’application, - la question de l’autoévaluation intègre garantie le contrôle des connaissances,

(8)

6. CONCLUSION

Cet article relate quelques éléments relatifs aux trois supports d’apprentissage les plus couramment usités en milieu institutionnel. Il montre les caractères et la spécificité de chaque support ainsi que la nature des objectifs pédagogiques pour lequel chaque support est indiqué. Destiné à la consolidation de l’apprentissage en médiathèque ou même pour un apprentissage à distance ou autonome, le support multimédia est tout à fait indiqué compte tenu des nouvelles tendances. Par ailleurs, une grande variété d’outils informatiques logiciels et matériels est offerte et disponible moyennant de très faibles investissements. Exploitant les possibilités de simulation, pour l’expérimentation virtuelle, il faut toutefois éviter de perdre complètement le contact avec la réalité. Pour répondre à la problématique posée, l’usage et la mise en œuvre du multimédia sont plus que recommandés. Cependant, il est aussi plus que nécessaire de tenter, tant que cela reste possible et ne nécessite que des dispositifs simples et peu coûteux, de jumeler l’usage simultané de l’ensemble des supports et d’adjoindre aux applications multimédias pour l’apprentissage des expériences sur maquettes ou matériels réels de laboratoire.

BIBLIOGRAPHIE

ARSAC G. et al. Problème ouvert et situation problème. IREM de Lyon. DELORME C. (1988). L’évaluation en question. CPEC Paris. ESF.

JAUDEAU M. (2001). Formation gratuite des auteurs à la conception d’un produit pédagogique multimédia interactif. Site web : http://that.cursus.edu/rubrique.asp. n°= 16202.

KAROUI A. (2002). Paramétrage automatique de la gamme d’usinage. Mémoire de Magister. USTMB Oran (Algérie).

KAROUI A. et al. (2003). « Réalisation d’application multimédia interactive : Méthodologie d’approche». Communication à la Ve Conférence de Maghtech. Laghouat, Algérie.

PERRIAUT J. (1996). La communication du savoir à distance. Éducation et Formation. Paris : Editions L’Harmattan.

Références

Documents relatifs

1) Comment appelle t-on la trajectoire d’une planète autour du soleil. Quelle

1 ère loi de Newton : dans un référentiel galiléen tout corps demeure au repos ou en mouvement rectiligne uniforme si les forces qu’il subit se compensent (et

 L’hypothermie thérapeutique s’est élargie vers le concept plus large de contrôle ciblé de la température, impliquant soit un maintien d’une normothermie stricte,

Les premières sont la sensibilité (probabilité d’un test positif parmi les malades), la spécificité (probabilité d’un test négatif chez les non-malades), les

Depuis les années 80, l’échographie réalisée par le clinicien s’est progressivement développée profitant des avancées technologiques des ultrasons sur la

On recherche une rétinopathie avec ou sans atteinte du corps vitré qui signe le diagnostic de candidémie et conditionne la durée de traitement (4-6 semaines)

En 2004, les évolutions sont très marquées pour quatre spécialités, soit à la baisse (-7 % pour les omniprati- ciens et les pédiatres) soit à la hausse (+5 % pour les psychiatres,

134 LEMAIRE (F.), « Propos sur la notion de “souveraineté partagée” ou sur l'apparence de remise en cause du paradigme de la souveraineté », op cit., p 826 pour