RÉFLEXIONS SUR SEPT ANS D'UTILISATION D'ENSEIGNEMENT ASSISTÉ PAR ORDINATEUR (EAO)

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1 REVUE FRANÇAISE DE PËDAGOGIE W 87 8vril-mai-juin 1989, RÉFLEXIONS SUR SEPT ANS D'UTILISATION D'ENSEIGNEMENT ASSISTÉ PAR ORDINATEUR (EAO) par Josiane TATIN qui termine actuellement un deuxième cycle universitaire en ayant utilisé un didacticiel dans son cursus de formation. Cet état de fait tient à de nombreux facteurs que nous allons tenter d'analyser à travers notre propre expérience qui évolue depuis 1979, date où nous avons commencé à utiliser un programme d'enseignement sur microordinateur. Nous allons exposer les raisons qui nous ont amené à vouloir utiliser un ordinateur pour enseigner, préciser nos objectifs dans l'utilisation de l'eao comme mémoire de l'apprentissage de l'apprenant et relever les difficultés des différentes étapes de la production d'un didacticiel. Notre choix de la micro-informatique était tout à fait original et ne correspondait ni à un discours commercial, encore moins à un discours politique Comme on peut le voir aujourd'hui. Dans une deuxième partie, nous donnerons les résultats critiques sur ce travail et nous aborderons la problématique à laquelle nous sommes arrivés aujourd'hui: comment intégrer un didacticiel commercialisé dans notre stratégie éducative? UTILISER UN ORDINATEUR POUR ENSEIGNER? Depuis sept ans, nous utilisons un didacticiel que nous avons totalement réalisé. L'objectif prioritaire était une recherche en didactique des sciences, où l'outil informatique sert de mémoire à la démarche de l'apprenant. Nous présentons nos objectifs de recherche, la méthodologie et l'essentiel des résultats obtenus avec des étudiants de formation initîafe et des stagiaires de formation continue, puis la problématique dans laquefle nous sommes aujourd'hui.' comment intégrer un didacticiel commercialisé dans une stratégie éducative. Aujourd'hui, la présence de micro-ordinateurs dans toutes les structures scolaires et universitaires nous fait oublier qu'il a fallu moins de dix ans pour passer de l'enseignement dit traditionnel, qui peut avoir une démarche pédagogique réfléchie et construite (Bloom F8 1965), à l'enseignement assisté par ordinateur (EAO) d'aujourd'hui (Lafond G. 1979) avec des centres d'enseignement et d'apprentissage par ordinateurs. Par cette affirmation, nous induisons l'idée que l'eao est devenu une situation courante pour tout apprenant, alors que dans la réalité il n'y a qu'un très petit nombre d'étudiants A l'iut de Créteil, nous avions réalisé en 1977/1978 un travail de recherche sur l'acquisition de la démarche expérimentale par des étudiants de Biologie Appliquée de formation initiale et formation continue avec l'aide de psychologues. Recherche pour laquelle, nous utilisions les méthodes classiques d'observations, interviews, enquêtes, pré-tests, post-tests et d'analyse de productions. Les résultats obtenus (Mémoire de OEA de J. Tatin 1978) relevaient les difficultés rencontrées par les apprenants dans l'analyse, la hiérarchie et l'intégration des informations dans leur démarche expérimentale. D'autre part, à partir de cet ensemble d'observations, dont une certaine forme d'empirisme n'est pas absente, nous avions des difficultés à identifier des indices de fonctionnement du raisonnement et des cheminements suivis par l'apprenant dans la résolution d'un problème. Il nous a semblé, alors que l'outil informatique utilisé comme mémoire de l'apprentissage de l'étudiant, pouvait être précieux, donner des informations plus fiables que les méthodes classiques, et permettre à postériori une analyse des résultats stockés par l'ordinateur. Le choix de l'ead avait donc pour premier objectif une recherche didactique avec enregistrement de \a démarche de l'apprenant mais il était aussi utilisé comme «aide» pour un enseignement de biochimie. En 1979, l'eao utilisait uniquement des minj~ordina~ teurs en France et dans les pays anglo-saxons. Par 45

2 exemple, cette année-là, Bryant T.-M. (1979) décrivait un enseignement de bactériologie utilisant un programme Jnformatique interactif; tandis qu'en France l'équipe de l'ope (Ordinateur pour Etudiant) de l'université Paris VII avait déjà une longue expérience de l'eao et parmi de nombreuses publications d'andrieux B. (1965), Anxolabeher D. (1975). Fiszer (1979), nous donnons les références bibliographiques qui synthètisent le mieux le travail didactiqu.e qu'ils avaient réalisé en biologie à ceue époque. Les didacticiels qui étaient utilisés par ces équipes nécessitaient du matériel informatique très puissant et avaient des objectifs d'apprentissages cognitifs, mais pas d'analyse des cheminements, et ceci même si le dialogue étudiant-ordinateur était très riche (comme à l'ope), de mode socratique, avec une analyse du langage naturel qu'utilise l'étudiant. Notre choix original de la micro-informatique qui apparaissait juste sur le marché était justifié par le coût, mais aussi la programmation en basic, la maintenance, l'accessibilité, rendaient cette machine plus adaptée à nos besoins et possibilité que les traditionnels mini-ordinateurs. Nous voulions avoir une grande autonomie dans la conception et réalisation du didacticiel, et nous abordons probablement là, la condition indispensable mais non suffisante pour espérer rendre performant un tel enseignement, la performance étant d'atteindre les objectifs que l'on s'est fixés au départ. C'est pour atteindre l'un des objectifs intermédiaires du curriculum qu'à j'iut nous avons utilisé l'eao, à un moment précis du cursus des apprenants, en ayant pris soin de caractériser les acquis dans les domaines impliqués, et de vérifier les pré-requis indispensables au simple fait que l'apprenant puisse entrer dans la logique de la machine. La relation enseigné / microordinateur passe par les apprentissages propres qui peuvent être inhibiteurs. Nous avons un public ciblé de formation initiale: (2 année d'iut - Biologie Appliquée), et de formation continue (préparation au DUT en un an). (Dagez F. 1984). Le domaine choisi est celui de l'enseignant (la biochimie), le thème retenu (étude comparée de deux systèmes analytiques complexes) est une application professionnelle qui ne pouvait pas être réalisée sans l'outil informatique. En effet, il est indispensable, avant de se lancer dans cette aventure, d'être tout à fait sûr qu'aucun autre moyen d'enseignement plus facile à mettre en œuvre ne peut être utilisé pour atteindre le même objectif (<< un exemple d'utilisation du micro-ordinateur dans un enseignement de biochimie" doctorat de 3 cycle de didactique des sciences de J. Tatin, Université Paris VII 1980). Enfin, la suite du cursus de formation doit aussi s'appuyer sur cette séquence particulière qui a été réalisée grâce à l'eao, et elle doit donc pouvoir être réinvestie dans des applications postérieurs. L'élaboration d'un didacticiel passe donc paf une série d'étapes qui sont décrites largement dans la littéra. ture (F. Fiszer F. Demaizière 1986). ce qui reste primordial est la détennlnation des objectifs dans le cadre d'une stratégie éducative globale. Les objectifs de connaissances, de concepts, d'apprentissage, de forma tion méthodologique et même de comportement étant déterminés, il faut faire une hiérarchie dans la nature des activités qui scnt offertes à l'apprenant, choisir les cri tères de réussite et modes d'enregistrement de la démarche suivie lors de l'utilisation du didacticiel (de Landsherre G. 1983). Il faut prévoir un feedwback qui communique à l'étu diant ou au stagiaire de formation continue les.. perfor mances.. qu'il a réussies mais qu'il y ait aussi une reprise individuelle des difficultés d'apprentissage mises en évi dence par l'exploitation de l'enregistrement de sa dé marche. NOTRE EXPÉRIENCE; Nos principales hypothèses de recherche étaient les suivantes: - L'utilisation de l'ordinateur comme banque de données et outil de calculs améliore-t-elle le traitement des informations par l'apprenant? - L'enregistrement de la démarche de l'étudiant pero met-il de suivre et vérifier son appropriation des méthodes et concepts abordés dans le didacticiel? - Le didacticiel et ses conditions d'utilisation étanl les mêmes, pour une population de formation initiale el une population de formation continue, obtenons-nous del résultats analogues? La méthodologie que nous avons choisie pour testel ces hypothèses à des temps différents: - Lors de la création et programmation du didacti ciel il a été choisi des indicateurs d'apprentissage (con naissances, concepts et méthodes). - Enregistrement de la démarche de l'apprenan' ainsi que de tous ses commentaires ou conclusions el clair. - Exploitation des enregistrements par des grillef préalablement établies, prenant en compte les indicateur! d'apprentissage, les commentaires et les conclusions. Nous allons voir si les trois hypothèses indiquées on! été corroborées par les résultats obtenus. 46

3 Première hypothèse: Traitement des Infonnations Le sujet visé par le logiciel atteint d'l3.utant mieux les objectifs fixés qu'il a envie d'utiliser le didacticiel, voire plaisir à le faire. Nous avons quantifié les informations utilisées, étudié le type d'informations choisies et traitées par l'apprenant. Prioritairement les apprenants s'intéressent à des évaluations qui ne leur sont pas totalement inconnues, ils abordent alors les concepts pour lesquels ils ont déjà des pré~requis. L'acquisition de connaissances est excellente. Par exemple quand l'étudiant fait une erreur, l'ordinateur lui donne la connaissance exacte et dans la suite de l'utilisation du didacticiel on ne retrouve plus cette erreur. L'utilisation de la simulation au rythme de chaque apprenant avec la possibifité de refaire des expérimentations, change peu à peu leurs concepts et méthodes, et l'on identifie un réinvestissement de ces apprentissages. Par contre la capacité de synthétiser les résultats obtenus pour tes différentes évafuations est très hétérogène, et mineure en formation continue. Il y a une approche ludique dans un tel apprentissage, mais aussi des dimensions affectives et relationnetles tout à fait particufières et nouvefles pour l'apprenant. Deuxième hypothèse: Appropriation des apprentissages. Une diversification des types d'activités offertes à l'apprenant et la possibilité de participer activement à la mise en évidence de phénomènes qui se déroulent dans un cadre réel, lui permettent de s'approprier les connaissances et concepts abordés. Il y a simulation d'une situation réelle d'un Laboratoire de Recherche en Biochimie médicale, l'étudiant réalise des séquences d'investigations, de décisions et d'actions qui font évoluer la situation et viennent corroborer ou l'lon des hypothèses de travail. Le didacticiel a un potentiel de fonctionnement d'une douzaine d'heures, si tous les chemins, banques de données, traitements, simulations sont utilisés. Dans les faits l'apprenant est volontairement limité à une activité de six heures, ce qui l'oblige à réaliser des choix évitant ainsi l'écueil de la démarche systématique que l'on retrouve toujours dans les exerciseurs ou tutoriels, (S. Chauvet, 1987) mais aussi avec certaines simulations par EAO: l'apprenant assigne des valeurs numériques à une ou plusieurs variables, celles-ci appartenant à un modèle qui lui est inconnu et qu'il doit découvrir, il y a alors tâtonnement et répétition de la séquence. Il semble qu'en diversifiant les types de situation dans le didacticiel on diminue ces écueils et il apparait une complémentarité entre l'utilisation du microordinateur comme source d'information, banque de données, outil mathématique permettant de modéliser des simulations, outil de traitement statistique et graphique des données, interrogation et enregistrement des réponses de l'apprenant. Ces simulations sont des situations complexes qui favorisent les apprentissages inductifs. Troisième hypothèse: Comparaison formation initiale, formation continue. L'importance de la place des représentations dans les apprentissages des adultes est largement corroborée. Le suivi du parcours des apprenants grâce à l'enregistrement de leurs démarches puis à l'analyse de cette trace permet de déceler des cheminements Intellectuels et de relever des particularités psychologiques liées à certains types de public. Ainsi si l'on compare les démarches suivies par les étudiants de fonnation Initiale à celles des adultes de fonnation continue: les deux populations se trouvant dans des situations identiques, leurs champs d'investigation sont très différents. L'étudiant au cours de la simulation fait un effort volontaire pour relier une nouvelle connaissance à ses représentations, modifie ces dernières et arrive par étapes successives à intégrer de nouveaux concepts. Le stagiaire de formation continue, par ses activités et difficultés professionnelles ou/et personnelles à de très fortes représentations qui diminuent son champ d'investigation et qui ne sont pas facilement modifiables. Il esquive les difficultés en les excluant et ne voit que ce qu'il cherche, c'est-à-dire des connaissances dont il est sûr, il Y a donc une réelle difficulté à modifier sa conception. Il apparaît de plus en plus difficile d'imaginer un enseignement entièrement EAO qui puisse répondre à tous les questionnements des apprenants, ou plus simplement qui sache prendre en compte tous les types de réponse. Lors de la programmation on fixe un cadre nécessairement rigide et incomplet, et l'on crée une relation anthropomorphique entre le micro-ordinateur et l'utilisateur du didacticiel. Par contre, l'interactivité est positive et permet à l'apprenant une autonomie d'apprentissage à son rythme, mais elle demande une rétro-action vis-à-vis de l'apprenant. C'est aussi à cette condition que l'on diminuera la méfiance dûe au contrôle fait par l'enregistrement, étant entendu que J'étudiant sait, avant l'utilisation du didacticiel, que sa démarche est enregistrée, qu'il est en situation d'apprentissage mals pas en situation de contrôle que l'exploitation de l'enregistrement se fera avec lui, et que cette séquence entre dans une stratégie 47

4 éducative. Les réponses peuvent être des conclusions en clair ou des indicateurs d'apprentissage qui ont été sélectionnés lors de la réalisation du didacticiel. L'analyse critique que nous avons réalisé au cours des années d'utilisation de ce didacticiel «interne.. a montré des acquis différents de ceux obtenus par des méthodes traditionnelles d'enseignement, aussi a-t-oo intégré d'autres enseignements assistés par ordinateur dans le cursus des étudiants de l'iut. Par contre, la masse de travail pédagogique et informatique qu'a représenté la réalisation de ce projet se justifiait dans une approche didactique, mais il ne pouvait être envisagé de se relancer dans une telle aventure. Nous avons donc réalisé une étude des didacticiels existant en France et dans les pays anglo-saxons, qui correspondent au cursus de nos étudiants, et nous en avons identifié une vingtaine puis rencontré les équipes qui les avaient réalisés et testés en France et en Angleterre. Aucun de ces programmes ne pennet d'enregistrer la démarche des étudiants, et finalement nous utilisons deux simulations te exogènes.., l'une servant d'application de connaissances acquises en cours (régulation de la glycémie), l'autre recréant des situations complexes, avec de nombreuses interrelations entre différents facteurs d'un système (Enzymologie). L'étude préalable par l'enseignant de tels didacticiels, voire la rencontre des concepteurs permettent de formuler les pré-requis pour l'apprenant qui va l'utiliser et d'intégrer au mieux ce produit fini et non modifiable dans le cursus de formation. Il est rare que la modélisation des concepts abordés satisfasse totalement l'enseignant (J. Tatin, 198?) et le didacticiel exogène a souvent été réalisé soit pour un public potentiel large (niveau inférieur au baccalauréat) ou reste suffisamment général pour toucher plusieurs cibles d'étudiants de l'enseignement supérieur. Cette insatisfaction est renforcée par le fait que l'on n'a pas de trace des cheminements et réponses des étudiants qui réalisent un compte-rendu nécessairement incomplet et partiel. L'évaluation de cette situation qui ne peut être que de l'apprentissage reste très floue et dépend plus de la qualité de la relation de l'apprenant avec l'enseignant que de l'outil informatique qui, dans ce cas, a plus des objectifs d'auto-apprentissage et d'exerciseurs que de simulations au sens strict du mot. L'EAO, en permettant à l'apprenant de participer activement à sa formation (peut-on parler d'auto-formation?) peut l'aider à s'approprier les concepts. Par contre, la thèse que l'on retrouve chez certains auteurs, particuliè rement dans les milieux de la formation professionnelle e' de la formation continue, qui considèrent l'eao comm~ un produit ayant une vie autonome, devant permettre l~ recyclage régulier des personnels par une auto-formatior ouiet permettant un contrôle des connaissances m~ parait relever d'une toute autre problématique. (J. Nau 1987). Enfin pour réaliser un didacticiel, il ne me semble pai qu'il faille une équipe trop large avec des savoir~fain divers (un spécialiste de la matière à enseigner, dei enseignants, un analyste, un programmeur, un chercheu en Sciences de l'education, un maquettiste, etc...), mail peut-être davantage un «créateur >l du projet qui soit al confluent de la connaissance du contenu et d'une compé tence pédagogique. Ce créateur devant faire appel essen tiellement à un informaticien, qui lui apporte sa collabora tion technique au niveau de la réalisation mais aussi de 1< conception, l'informatique offrant un énorme potentie mais en même temps des contraintes et limites qui doi vent être intégrés par le concepteur. Par contre, la pré sence dominante des informaticiens, comme on la ren contre chez les «professionnels.., de la création dl l'eao, déséquilibre l'élaboration du didacticiel qui, avarr d'être un travail de programmation informatique, doit êtn un acte pédagogique qui s'inscrit dans une stratégie 910 baie, et vient ainsi trouver sa juste place parmi d'autrei moyens ou supports de formation (G. Jobert, 198?). C'est pourquoi, un didacticien de la discipline i enseigner peut être un créateur privilégié, (Martinand Jo' L., 1987), il domine les connaissances, concepts de Il discipline, détermine les objectifs culturels oulet profes sionnelles, et garde toujours comme prioritaire le cham~ de la formation. Enfin, nous entrons dans les années de commerclalt sation de ces produits bien particuliers, qui vont intégre de plus en plus les supports audio-visuels, qui les ren' dent plus attrayants, et pourtant nous pouvons nou! interroger sur les conditions du transfert d'un didacticiel l'eao n'étant qu'un outil pédagogique parmi d'autres, qu doit se situer dans la stratégie globale de la fonnation. Josiane TATII professeur agrégé de génie biologique docteur de 3" cycle en didactique des sciences directeur de l'education Permanentl de l'université PARIS XII Val de Marni 48

5 Bibliographie ANDRIEUX B., ANXOLABEHERE D., DAUGERAS M., FISZERJ, LAUTHIER M., PERIQUET G., (1969), Une expérience d'ensei gnement de biologie assisté par ordinateur à la Faculté des Sciences de Paris, Enseignement programmé, Edition Dunod Hachette nc> 8, p. 21~45. ANXOLABEHERE D., DAUGEAAS M.MM., FAVARD~SEAENO C., FISZER J., LAUTHIER M., PERIQUET G., (1975), Entraînement au raisonnement logique et à une méthodologie expérimen tale par l'emploi de l'ordinateur dans l'enseignement des sciences biologiques. Computer ln Education, IFIP (North Holland pub!. Company), p. 643M647. BLOOM B.S., Toxonomy of Educational objectives, David Mac Kay Compagny, ed., M.Y. BRYANT J.~M., SMITH J. E., (1979), A teaching exercice for the identification of bacteria using an interactive computer program. Journal of Biologlcal Education (13), 1, p CHAUVET S., (1987), Typologie des didacticiels, Formation et prospective, nc> 2, p. 19M21. DAGEZ F., {1984l, Colloque d'ingénierie pédagogique dans l'enseignement supérieur, Cursus modulaires et itinéraires différen~ ciés. DE LANDSHEERE G., (1983), Formation des enseignants à l'eao: vers un contr61e de qualité des didacticiels, Education perm manente, nc> 5 spécial EAO, p DEMAIZIERE F., (1986), Enseignement assisté par ordinateur, Eds OPHRYS. FISZER F., (1985), Elaboration de didacticiels: étapes, problèmes, difficultés. BuHetin enseignement public et informatique, nc> 39, p FISZER F., (1986),..?roceeding of the international conférence on courseware Design and evaluation ", April 8-13, Actes du colloque, p. 91 ~99. FISZER F, et COLL., (1979l, Groupe de recherche didactique en biologie. Rapport d'activité, Université Paris VII-OPE. JOBERT G., (1987), Pour une approche sociologique de l'utilisation de j'eao en formation professionnelle, Formation "et prospective, nc> 2, p LAFOND G., LOPATA G., (1979), Informatique et enseignement, Les Cahiers rationnalistes, nc> 351, p MARTINAND J.-L., (1987Y. Quelques remarques sur tes didactiques des disciplines. Les sciences de l'éducation, no 2, p NAU J., (1987), Intégration de l'eao dans une politique de formation, Le journal de la Formation Continue et de l'eao, no 216. p TATIN J., (1980), Un exemple d'utilisation du micro-ordinateur dans un enseignement de Biochimie: étude comparée de deux systèmes analytiques complexes, Thèse de 3"' cycle en didactique des SCiences à Paris VII. TATIN J., (1982), Communication sur l'eao aux IVe journées de Chamonix, Parution dans les Actes 82. TATIN J., (198?), Communication sur la modélisation au IX e journées de Chamonix. Parution dans les Actes du colloque TAT1N J., (1987), Modélisation et enseignement assisté par ordinateur, Bulletin enseignement public et informatique, n 48. p