Un simulateur pour l'évaluation et la formation des compétences professionnelles des opérateurs en zone aseptique

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Submitted on 30 Nov 2016

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Un simulateur pour l’évaluation et la formation des compétences professionnelles des opérateurs en zone

aseptique

Maria Denami, Pascal Marquet

To cite this version:

Maria Denami, Pascal Marquet. Un simulateur pour l’évaluation et la formation des compétences pro-

fessionnelles des opérateurs en zone aseptique. 7ème Conférence sur les Environnements Informatiques

pour l’Apprentissage Humain (EIAH 2015), Jun 2015, Agadir, Maroc. pp.138-143. �hal-01405941�

compétences professionnelles des opérateurs en zone aseptique

Maria Denami¹, Pascal Marquet²

1 WhiteQuest & LISEC-EA 2310, Strasbourg, France (maria.denami@whitequest.fr)

2 LISEC-EA 2310, Strasbourg, France (pascal.marquet@unistra.fr)

Résumé. Dans cet article, nous présentons la démarche de conception d’un si- mulateur pour la formation et l’évaluation des personnels travaillant dans les usines pharmaceutiques. Les industriels se plaignent d’une inefficacité des mé- thodes disponibles pour l’évaluation des connaissances procédurales de leurs collaborateurs. Nous présentons les étapes de la conception du simulateur mis au point pour améliorer cet aspect. La conception s’appuie sur la théorie du conflit instrumental, qui rend compte des situations d’échecs à l’apprentissage via les technologies numériques et permet de les résoudre.

Mots-clés : Simulation – Analyse des compétences – Conflit instrumental – Analyse de l’activité – TICE

Abstract. In this paper we present the design approach of a simulator for the training and evaluation of operators working in the pharmaceutical industry.

The management section of these industries complains about the inefficiency of available methods concerning the evaluation of collaborators’ procedural skills.

Here, we describe which were the phases of the development of the simulator devoted to this aspect. The design has been based upon the instrumental conflict theory, that allows understanding failures in digital learning situations and then solving them.

Key words: Simulation – Competences analysis – Instrumental conflict – Ac- tivity Analysis – TICE

1 Introduction

Cette étude, inscrite dans un projet de collaboration entre le LISEC et la société WhiteQuest, a pour ambition de déployer un logiciel de simulation, capable d’évaluer et de développer les compétences des personnels de production des usines pharmaceu- tiques. Le cadre théorique est celui du conflit instrumental, qui vise à comprendre et

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résoudre les difficultés d’appropriation des connaissances dans les situations d’e- learning.

2 Cadre théorique

2.1 La théorie du conflit instrumental

Tout apprentissage peut être considéré comme l’appropriation d’artefacts symbo- liques et matériels, selon le modèle de la genèse instrumentale de Rabardel [1995].

Par extension, les contenus d’enseignement sont des artefacts inséparables de la façon dont ils sont présentés lors d’un apprentissage (objet/artefact didactique et ob- jet/artefact pédagogique [Marquet 2010] et noésis et sémiosis [Duval 1995]). Par exemple, dans le cas de la multiplication arithmétique, les différentes modalités de représentation (écriture additive, calcul progressif, écriture en ligne, écriture en ta- bleau), symbolisent les différentes approches utilisées pour présenter le même conte- nu. Ainsi, pour construire cette connaissance, l’apprenant doit s’approprier (à la suite d’un double processus d’instrumentalisation/instrumentation [Rabardel 1995]) à la fois la dimension pédagogique (formalisme, discours) et la dimension didactique (connaissance pure). Dans les situations d’e-learning l’introduction d’un logiciel, ajoute à la situation d’enseignement-apprentissage un troisième niveau d’appropriation : l’artefact technique. La vraie difficulté se trouve, non seulement dans l’usage de l’outil, mais aussi dans l’appropriation des objets didactiques et péda- gogiques accessibles par l’outil informatique. Nous ne pouvons pas nous attendre à ce que des combinaisons d’objets didactiques et d’objets pédagogiques fonctionnant dans une situation classique d’enseignement, puissent fonctionner spontanément dans une situation d’e-learning. On observe, dans ce cas, de nombreuses incompatibilités entre les objets didactiques et pédagogiques qui sont associés à l’objet technique [Ar- tigue 2002]. Il s’agit d’un conflit instrumental. Afin d’éviter ce conflit, il est néces- saire de procéder à une transposition didactique entre l’environnement d’apprentissage et l’objet d’enseignement [Chevallard 1985 ; Balacheff 1994]. Les situations doivent en outre être conçues de façon à ce que les trois artefacts soient associés de façon optimale. L’analyse et le choix préalable des objets didactiques, du scénario pédagogique et des fonctionnalités informatiques qui seront disponibles s’imposent donc.

2.2 L’analyse du travail des opérateurs pour le choix des objets pédagogiques La didactique professionnelle analyse l’activité et les gestes professionnels dans le but de concevoir des formations adaptées aux objectifs visés [Samurçay & Pastré 2004].

Le geste professionnel est défini « comme la capacité à mobiliser des ressources d’action (savoirs, savoir-faire et savoirs-être) pour s’adapter à une situation donnée, afin de répondre à un besoin spécifique durant l’activité au travail » [Jean 2008]. Ce geste, donc, peut être situé dans l’action en faisant appel aux concepts de compétence et de performance [Le Boterf 2010].

La compétence est définie comme le savoir potentiel propre d’un individu et mesu- rable dans l’action par les résultats observables dans l’environnement, alors que la performance renvoie au comportement manifeste et situé du sujet. Chaque action dirigée vers l’accomplissement d’un geste est considérée comme performance [For- mose 1993] : elle peut être décomposée en micro-tâches évaluable à l’aide d’indicateurs. Il est possible, de cette manière, de hiérarchiser ces indicateurs selon l’importance qu’ils occupent dans la réalisation des tâches nécessaires à la finalisation du geste : nous introduisons ici un facteur de criticité, qui est le coefficient qui décrit le degré d’importance d’une tâche par rapport aux autres.

3 Problématique et hypothèses

La zone aseptique (aussi appelée Zone à Atmosphère contrôlée (ZAC) ou salle blanche) est un environnement conditionné par un dispositif de filtration d’air afin d’éviter l’intrusion de particules. Les paramètres tels que la température, l'humidité et la pression relative sont également maintenus à un niveau précis. Pour accéder à une ZAC, le personnel doit observer scrupuleusement des normes d’hygiène, d’habillage et de comportement. On observe, aujourd’hui, que les supports d’apprentissage (vi- déos commentées et manuels) et les évaluations (QCM), utilisés dans les usines pharmaceutiques, ne sont pas totalement adaptés au travail en zone aseptique. En effet, les objets d’apprentissages (objets didactiques), les méthodes d’entrainement (objets pédagogiques) et les supports utilisés (manuels et QCM pour l’évaluation) ne sont pas toujours bien choisis. Pour ce type de métier, l’apprentissage par l’action semble être l’approche la plus adaptée car elle permet la pratique et la répétition des gestes professionnels. Cependant, la personne débutante ne peut pas directement ac- céder à la ZAC en raison des risques pour sa santé, pour l’environnement et pour l’entreprise, en cas d’erreur. Ainsi, la conception d’un outil de simulation d’évaluation et de formation aux bonnes pratiques et aux gestes professionnels, prend tout son intérêt.

Nous faisons l’hypothèse que la conception d’un outil d’évaluation et de formation sous la forme d’un simulateur, dirigée par les choix et la déclinaison optimale des trois types d’artefacts (didactique, pédagogique, technique), ne présente non seule- ment pas de conflit instrumental, mais offre une valeur pédagogique non atteignable avec les méthodes traditionnelles d’évaluation.

La théorie du conflit instrumental nous permet ici de procéder à l’analyse des conte- nus d’apprentissage et à la conception d’un dispositif plus adapté aux objectifs d’enseignement. Nous avons dû choisir 1°) des objets didactiques, c’est-à-dire des règles et des normes sous-jacentes aux procédures dans le cadre du travail en zone aseptique, 2°) des artefacts pédagogiques, à savoir la façon dont les artefacts didac- tiques seront présentés (le scénario de simulation) et 3°) des artefacts techniques, constitués de l’ensemble des possibilités de manipulation et navigation offertes par le logiciel de simulation, qui soient compatibles entre eux et ne génèrent pas de conflit instrumental.

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4 Conception du simulateur  

La conception s’est déroulée en cinq phases. Une première phase d’identification des indicateurs, par 1)° des entretiens avec les dirigeants de trois usines de différentes tailles et fabriquant différents produits afin de recueillir leurs attentes à l’égard du travail de leurs collaborateurs, 2°) l’analyse des manuels des Bonnes Pratiques de Fabrication afin d’en tirer les normes et les règles fondamentales, 3°) des entretiens avec des personnels de production des mêmes usines afin d’avoir un témoignage du travail réel mené sur le poste.

Une deuxième phase de choix et d’adaptation des indicateurs pour le simulateur parmi les 200 qui ont été inventoriés dans la phase 1. Le but était d’adapter le contenu (artefacts didactiques) à l’environnement virtuel. Seuls les contenus d’apprentissage qui étaient adaptés à la simulation ont été intégrés. Par exemple, les manipulations plus fines, comme celle des étapes de désinfection des mains, ne pouvaient être trai- tées avec l’interface (artefact technique) choisie. Le simulateur propose ainsi de 10 gestes professionnels (habillage, nettoyage des surfaces, etc.).

Une troisième phase de conception du scénario en fonction des besoins suivants : 1°) reproduire le déroulement d’une journée type de production en définissant les étapes fondamentales et communes à toute usine, 2°) intégrer les règles, les normes et les gestes communs à l’ensemble des usines cibles, 3°) reproduire un environnement- type commun à l’ensemble des usines cibles, 4°) intégrer les pratiques profession- nelles elles aussi communes à l’ensemble des usines cibles.

Une quatrième phase d’élaboration de l’algorithme de calcul du score. Chacun des indicateurs de performance composant les gestes professionnels a été affecté d’un facteur de criticité qui permet de hiérarchiser, par ordre d’importance, les indicateurs décrivant la totalité des procédures. D’autres facteurs impactent le score : le temps écoulé, le nombre d’hésitations et l’évolution des performances (l’utilisateur peut décider de refaire une ou plusieurs étapes de la simulation).

Une cinquième phase de finalisation de l’interface homme-machine. Les possibili- tés d’action sur les objets, le personnage et l’environnement simulé ont été conçus suivant des critères d’intuitivité et de simplicité afin de réduire les difficultés inhé- rentes à l’usage du simulateur : par exemple, quand un objet est sélectionné, il appa- raît en bas de l’écran dans les mains virtuelles de l’utilisateur ; le déplacement d’un objet se fait par drag and drop à l’endroit de destination.

5 Premières observations et résultats

5.1 Les beta-tests

Les observations ont eu lieu en deux temps : un beta-test 1 avec un groupe de 6 per- sonnes, novices en zone aseptiques, dans le but de tester l’utilisabilité du produit [Morcillo, Lutz, Amiel, Camps, Plégat-Soutjis, Tricot 2003 ; Lewis 2002]. 5 per- sonnes sur 6 étaient familières des TIC, parmi elles 3 personnes ont déclaré jouer

occasionnellement à des jeux vidéo. Nous avons observé la manipulation des objets dans la pièce d’entrainement (pièce dédiée à la prise en main de l’outil – didacticiel -) la manipulation de l’avatar, la compréhension des icônes, l’activation et l’utilisation des menus contextuels et des objets à interactions multiples.

Un beta-test 2 auprès de 6 autres personnes provenant de différentes usines pharma- ceutiques. Le but était de comprendre quelle était leur perception de l’environnement virtuel au regard de leurs pratiques quotidiennes de travail. 5 personnes sur 6 se di- saient familières des TIC, dont une personne joueuse régulière de jeux vidéo. Nous avons testé l’adaptation des contenus qui nous ont posé des difficultés en terme d’intégration au simulateur : ces difficultés révélaient surtout d’une différence d’exécution des procédures entre la réalité et le simulateur, comme les procédures de passage et désinfection du banc en phase d’habillage, la procédure de manipulation des boites destinées aux contrôles bactériologiques etc.

5.2 Premiers résultats

Le beta-test 1 a permis de détecter et de résoudre les problèmes de déplacement de l’avatar dans l’environnement 3D (nécessité de distinguer le déplacement physique de l’orientation du regard), et d’améliorer la perception des objets en main, de même que la représentation des vêtements de l’avatar. Les drag and drop, la sélection des objets, les menus contextuels ainsi que l’orientation dans l’espace n’ont pas posé de difficul- tés aux personnes familières des TIC en général (5 sur 6) ; cependant les personnes jouant à des jeux vidéos (3 sur 6) ont ressenti une frustration liée au déplacement de l’avatar.

Le beta-test 2 a permis de vérifier l’efficacité des modifications du didacticiel consé- cutives au beta-test 1. Les usagers communiquaient en temps réel leurs doutes et leurs interrogations sur leur activité dans l’environnement 3D.

Certains résultats inattendus sont apparus. En effet, il s’est avéré que l’usager, mis face à une situation qui diffère, même très légèrement, de celle dont il a l’habitude, rencontre des difficultés à traiter cette situation, comme par exemple la manipulation des passe-plats. Cette différence entraine une verbalisation des procédures qui a été bien accueillie par les formateurs des usines, qui voient, dans le simulateur, la possibi- lité d’une analyse approfondie des pratiques professionnelles. Les formateurs inter- viewés se sont montrés intéressés par la possibilité de mettre en place de nouvelles stratégies de formation,

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Discussion

L’hypothèse selon laquelle le simulateur est un dispositif plus adapté à l’évaluation et à la formation des compétences procédurales, trouve un début de vérification dans les entretiens que nous avons menés avec les opérateurs et les formateurs des usines. En effet, ils s’accordent à dire que le simulateur leur permet d’effectuer des formations sur les incidents ou les situations qui ne peuvent pas être abordées ou simulées lors

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des formations traditionnelles. En ce qui concerne l’évaluation des compétences, ce simulateur est considéré comme plus pertinent qu’un QCM qui, par définition, traite des aspects plus théoriques et moins pratiques des connaissances.

La conception de ce dispositif est la première phase d’un projet de recherche plus ambitieux qui se prolongera par des observations relatives à l’efficacité de cette for- mation par simulateur comparée aux résultats obtenus avec des méthodes tradition- nelles.

Références

1. Artigue M. : Quelques leçons des ingénieries didactiques in D. Guin et L. Trouche (dir.), Calculatrices symboliques : transformer un outil en un instrument du travail mathématique : un problème didactique, Grenoble : La Pensée Sauvage, 277-349 (2002).

2. Balacheff, N. : La transposition informatique, un nouveau problème pour la didactique (pp. 364–370). Présenté au colloque “Vingt ans de didactique des mathématiques en France”, 15-17 juin 1993, La Pensée Sauvage (1993). Consulté à https://telearn.archives- ouvertes.fr/hal-00190646/document

3. Blackmon, M. H., Polson, P. G., Kitajima, M., & Lewis, C. : Cognitive Walkthrough for the Web. In Proceedings of the SIGCHI Conference on Human Factors in Computing Sys- tems (463–470). New York, NY, USA: ACM. (2002).

4. Jacques, C. : Chevallard, Y. La Transposition didactique: du savoir savant au savoir ensei- gné. Revue Française de Pédagogie, 76(1), 89–91 (1986).

5. Duval, R. : Sémiosis et pensée humaine: registres sémiotiques et apprentissages intellec- tuels. Bern, Suisse: Peter Lang (1995).

6. Famose, J.-P. (Ed.). Cognition et performance. Paris, France: INSEP publications (1993).

7. Jean, A. : Peut-on évaluer des compétences au travers des gestes professionnels? Actes du 20e colloque de l'ADMEE-Europe, Université de Genève. (2008).

8. Le Boterf, G. : Construire les compétences individuelles et collectives: agir et réussir avec compétence. Paris, France: Éditions d’Organisation-Eyrolles (2010).

9. Marquet, P. : Obstacles to use ICTs in training and consequences for the development of e-learning and m-learning. Education, Knowledge & Economy, 4(3), 183–192 (2010).

10. Morcillo, A., Lutz, G., Amiel, A., Camps, J.-F., Plégat-Soutjis, F., & Tricot, A. : Utilité, utilisabilité, acceptabilité  : interpréter les relations entre trois dimensions de l’évaluation des EIAH (391–402). Acte d’Environnements Informatiques pour l’Apprentissage Humain 2003, ATIEF INRP (2003). Consulté à https://edutice.archives-ouvertes.fr/edutice- 00000154/document

11. Rabardel, P. : Les hommes et les technologies : approche cognitive des instruments con- temporains. Paris, France: A. Colin, DL (1995).

12. Samurçay, R., Pastré, P. (Eds.). Recherches en didactique professionnelle. Toulouse, France: Octarès éditions (2004).