GÉOMÉTRIE PLAINE UTILISÉE COMME OBJET
D'APPRENTISSAGE – TRANSPOSITION DIDACTIQUE ET
TRAITEMENT DU CONTENU POUR UN ENVIRONNEMENT
VIRTUEL D'APPRENTISSAGE
Claudia Mara SCUDELARI DE MACEDO(1)(2), Vânia RIBAS ULBRICHT (1)(3), Rafael SCUDELARI DE MACEDO(2)
(1)Universidade Federal de Santa Catarina UFSC-EGC – (2)Pontifícia Universidade Católica do Paraná PUCPR – Brasil (3)Universidade Anhembi Morumbi –
(4)Universidade Católica do Paraná - Brasil
MOTS-CLÉS : GÉOMÉTRIE PLAINE – MULTIMÉDIA – OBJETS D’APPRENTISSAGE
RÉSUMÉ : Cet article débat de la transposition didactique du contenu de la géométrie plaine et du
dessin géométrique ; des cours exposés vers les environnements virtuels, en utilisant des objets d’apprentissage. La conception de ces objets concerne la sélection, l’analyse et la modulation du contenu et aussi l’adéquation des théories éducationnelles et des méthodes d’instruction. Pour la démonstration des concepts ou des processus constructifs, un logiciel de géométrie dynamique est utilisé pour permettre la manipulation des éléments pour l’abstraction des concepts.
ABSTRACT: This article discusses the didactic transposition of the plain geometry’s content; from
the exposed courses to virtual environments, using learning objects. The conception of these objects involves the selection, analysis and modulation of the content and also the adequacy of the educational theories and also the instructional methods. For the demonstration of the concepts or the constructive processes, a software of dynamic geometry is used to allow the step-by-step revision and the element’s manipulation for the abstraction and generalization of concepts.
1. INTRODUCTION
La maîtrise des concepts géométriques et la visualisation spatiale est fondamentale à la formation d’ingénieurs, architectes et designers. Cette connaissance influence le développement de la pensée logique-déductive de l’individu, agrandit sa capacité de perception formel et de dimensionnement de l’espace. Ce sont des savoirs nécessaires au développement du langage graphique pour la représentation et la conception formelle des objets matériels et la mise en détail fonctionnelle ou constructive. La solution d’un problème géométrique concerne la construction graphique de la figure, l’abstraction des concepts concernés, la déduction et l’attestation dans des démonstrations, et la généralisation du processus utilisé.
L’amplitude du sujet permet des abordages analytiques ou graphiques, de construction d’un concept, l’exploration ou la solution d’un problème géométrique , selon l’objectif de l’apprentissage. Des figures géométriques peuvent être représentées par des coordonnées cartésiennes, par la géométrie d’Euclide en exploitant les propriétés géométriques des figures, ou par des expressions algébriques. L’apprentissage efficace privilègie les méthodes d’enseignement qui relient ces développements, et mettent en valeur la capacité de l’élève à choisir la meilleure solution au problème.
2. LA TECHNOLOGIE DANS LES ENVIRONNEMENTS D’ENSEIGNEMENT
Le développement technologique a apporté des changements comportementaux et des défis à l’utilisation de nouvelles ressources. La diffusion de l’Internet exige une éducation plus flexible à partir de la reconnaissance et du besoin d’apprendre d’une façon continuelle ; « Les gens devront changer et s’adapter pour vivre, pas dans un monde différent, mais dans des plusieurs (mondes) qui se créeront successivement » (Castells, 1999). Ainsi, il est indispensable ²dépasser une éducation fondée sur la transmission des paquets de connaissances systématisées.
L’utilisation des ordinateurs a produit des nouveaux modèles d’instruction interactive. Pour l’enseignement et l’apprentissage de la géométrie, des logiciels de géométrie dynamique ont été conçus qui permettent le développement des objets d’apprentissage pour la mise en évidence des relations entre plusieurs perspectives.
À cause de l’avance des TIC, l’intérêt des individus pour les formes virtuelles de communication a augmenté et les environnements d’enseignement et d’apprentissage de la géométrie ont été influencés par l’insertion de logiciels graphiques, attrayants et efficients, avec des ressources
géométrique peut être résolu en n’utilisant que les outils, écartant la connaissance des fondements de la géométrie (Macedo, 2006).
Les objets d’apprentissage sont à l’origine de l’évolution de la société de la connaissance, avec des besoins de systèmes d’apprentissage plus flexibles, adaptatifs. Ces objets, qui sont stockés et réutilisés, réduisent la redondance de la création et économisent les ressources pour l’élaboration. Ils peuvent être accessibles à partir d’une base de données, à l’instant, à la situation et au format dans lequel son utilisation est nécessaire.
Le projet des objets d’apprentissage n’est effectif que s’il est soutenu par la théorie sur la façon que les gens apprennent (Bannan-Ritland, 2005); sa construction doit permettre la connaissance cognitive de l’élève et l’apprentissage doit être une expérience créative, innovante où l’apprenti est l’auteur et co-auteur de la construction de sa propre connaissance.
3. THÉORIES D’EDUCATION DANS LES ENVIRONNEMENTS D’ENSEIGNEMENT ET D’APPRENTISSAGE
La théorie constructiviste considère que l’élève assume l’autonomie sur le processus d’apprentissage, ce que présume l’indépendance et la flexibilité. L’apprentissage significatif se produit avec la découverte de la structure du sujet qui sera développé et détermine les concepts généraux et inclusifs, les concepts subordonnées et originaires de ceux-là et comment ils s’organisent hiérarchiquement Le traitement progressif des idées générales suivies de la mise en détail de ces idées, en général, n’est pas réalisé au enseignement traditionnel où les contenus séparées en topiques ne considèrent pas les différents niveaux d’abstraction et de généralisation. (Brighenti , 2003).
L’amplitude du domaine de la géométrie demande d’aborder différentes composantes théoriques de l’apprentissage comportemental, cognitiviste et constructiviste. L’utilisation éclectique des théories offre des solutions pour aider les élèves à atteindre un objectif spécifique d’apprentissage.
La liaison entre éducation à distance et en présence, plus que la dichotomie, se montre continuelle, dialectique, reconfigurée par la médiation technologique, en fonction de la nature, des objectifs et des contenus […] Les élèves sont compris comme des agents de leur propre apprentissage et ils conduisent individuellement et collectivement le processus en ce qui concerne les moyens utilisés et les contenus qu’ils apprennent. (Litwin, 2001)
La transposition didactique des cours de présence d’exposition aux environnements virtuels concerne la sélection et la modulation du contenu en unités conceptuelles, l’analyse, sélection et
l’adéquation des medias et des théories éducationnelles aux objets d’étude, la mise en contexte du sujet, et la motivation à l’exploitation de l’environnement.
Le professeur qui élabore le contenu possède l’expérience didactique et la maîtrise du sujet et de l’environnement technologique. Dans la conception des objets d’apprentissage, il produit des informations dans le contexte pour encourager les actions de l’élève à l’environnement virtuel. La façon d’aborder du contenu est claire, objective et cohérente, au delà d’être créative, holistique et de provoquer la réflexion de l’élève.
La transposition didactique numérique, d’après Dallan, Martins,(2006), « signifie analyser, sélectionner et relier la connaissance scientifique pour lui donner du relief et un jugement de valeur afin de se conformer aux réels possibilités cognitives des étudiantes. ». Un objet d’apprentissage est un contenu d’instruction combiné aux opportunités de la pratique, de la simulation, de l’interaction collaborative et de l’évaluation.
L’efficacité de la transposition didactique nécessite des connaissances du domaine travaillé et une maîtrise solide de la structure et des concepts spécifiques du contenu soutenu par les technologies. Pour les objets d’apprentissage développés, aborder le contenu concerne la sélection et la classification en modules d’étude en considérant l’articulation et l’hiérarchie entre les concepts. Selon la théorie d’Ausubel, l’apprentissage s’est fait par l’organisation et l’intégration de nouveaux concepts aux préexistants dans la structure cognitive de l’élève – la structure cognitive est un corps de connaissances organisées hiérarchiquement. (Brighenti , 2003, pg 21).
La séquence d’exploitation est prédéfinie et contient des tests automatiques et des critères objectifs. Les unités présentent les concepts dans leur amplitude et leur complexité , avec les théories éducationnelles appropriées à l’objet d’apprentissage, le media approprié à la présentation des concepts et des thèmes en contexte.
Les processus constructifs sont interactifs, en utilisant un logiciel de géométrie dynamique, et permettent la manipulation des objets géométriques pour faciliter à l’élève la réalisation des différents niveaux d’abstraction sur un processus ou la généralisation des concepts. Les figures mobiles associées à des images en contexte et en concordance avec le niveau d’apprentissage espéré sont de forts éléments de motivation.
Dans chaque unité, les pages initiales introduisent le thème et éclairent l’élève sur les objectifs qui seront atteints lors de l’étude et présentent un regard générique de la partie de la géométrie dans laquelle le sujet est inséré. Dans l’apprentissage significatif, l’apprentissage d’un sujet n’est pas un fait isolé, mais il est fait si la nouvelle connaissance est liée aux concepts préexistants. (Brighenti, 2003). Les pré-requis nécessaires sont expliqués, et des exemples d’utilisation des concepts sont présentés en objets ou dans des situations réels. La nomenclature et les définitions sont éclairées par
des liens directs ou dans des fenêtres déclenchées, ce qui écarte un glossaire général, pour l’explication des doutes ou des abstractions.
Par exemple, dans le module dont l’objectif d’étude est l’analyse de la construction graphique de la concordance entre deux arches de sens contraires, le concept est introduit par la description du problème de la concordance graphique, accompagné d’une figure dynamique animée dans laquelle l’élève peut manipuler les éléments géométriques pour visualiser les situations possibles dans lesquelles le concept est toujours valable. Tous les concepts concernés par ce processus constructif sont déclenchés par des liens qui conduisent à des fenêtres descriptives et illustrées.
À la suite, le problème est présenté par l’application d’un objet réel. Cette image est interactive et surmonte un dessin constructif schématique sur l’objet, en mettant en évidence les points de concordance et de construction de la courbe en question. L’élève déclenche la construction graphique de la figure, fait avec le logiciel de géométrie dynamique. Tandis qu’il bouge les éléments géométriques, il peut revoir la construction pas à pas en suivant le plan didactique synchronisé, et peut aussi exploiter ce concept en générant d’autres courbes de la même espèce. La vérification de l’apprentissage est proposée en activités théoriques d’analyse des concepts et d’exercices pratiques de construction géométrique appliquée à la représentation des objets qui font partie du quotidien de l’élève.
4. CONCLUSION
La modalité d’enseignement-apprentissage en ligne privilègie un enseignement focalisé sur l’apprenant, avec comme fondement les modèles préétabli, en accentuant l’interaction et la collaboration entre le professeur et l’élève et entre les élève eux-mêmes, qui sont les principaux acteurs du processus d’enseignement-apprentissage.
Aborder le domaine de la géométrie, en utilisant la géométrie dynamique pour la création des objets d’apprentissage, a comme objectif de délivrer la connaissance et de stimuler la créativité et la réflexion. Les objets d’apprentissage interactifs comme outils didactique et pédagogiques rompent avec le paradigme traditionnel de l’éducation.
Le modèle de développement de ces objets permet qu’ils soient mis à la disposition dans des environnements collaboratifs pour des cours à distance et aussi utilisés comme matériel didactique de soutien aux cours en présenced’élèves. Ces objets mis à disposition dans des environnements virtuels d’apprentissage aident l’élève à revoir les concepts abordés dans les cours et aident le professeur dans la création de chemin d’études pour les cours en ligne ou de soutien au traitement de présence.
L’utilisation des objets d’apprentissage dans des environnements collaboratifs ne minimise pas l’importance du professeur, au contraire, il est une excellente alternative pour soutenir ses activités. Il est espéré que ces objets soient utilisés dans un contexte plus ample que simplement la mise àdisposition du contenu dans des environnements virtuels d’apprentissage. Au regard du professeur, l’utilisation de ces objets devra faciliter le planning de cours distincts, la création des stratégies d’étude efficaces, les activités pratiques en communautés et la satisfaction des besoins des élèves ou des groupes d’élèves. La transformation didactique du contenu de la géométrie des modèles traditionnels envers l’environnement numérique signifie l’adéquation aux attentes de la société éducationnelle modifiée par l’avance de la technologie.
BIBLIOGRAPHIE
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Brighenti M.J.L, Representações Gráficas – Atividades para o Ensino e a Aprendizagem de Conceitos Trigonométricos, Edusc, Bauru, SP, 2003.
Castells M.A., Sociedade em Rede. Paz e Terra, São Paulo. 1999.
Hodgins, Wayne H., The Future of Learning Objects - in Willey, David A. Connecting Learning Objects to Instructional Design Theory: A Definition, a Metaphor, and a Taxonomy, Utah State University, Digital Learning Environments Research Group, 2005.
Litwin E. (Org.)., Educação a Distância: Temas para uma Nova Agenda Educativa., ArtMed, Porto Alegre, 2001.
Macedo C M.S. , Experiência Didática no Ensino de Desenho Geométrico Através de Ambiente Colaborativo e SAAW, in: Gomes, P.V. e Mendes, A.M.C.P. Tecnologia e Inovação na Educação Universitária: O Matice da Pucpr, coleção Educação, Teoria e Prática, 7, Editora Champagnat, Curitiba, Pr. Brazil, 2006
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