Conception et réalisation d'un didacticiel de chimie appliquée pour une pédagogie centrée sur l'apprenant.

I.1.2 Didacticiel

I.1.2.1 Définition

Le didacticiel vient de la contraction des mots « DIDACTIque » et « logiCIEL ». Il peut désigner deux choses :

- un programme informatique relevant de l'enseignement assisté par ordinateur (EAO) ; plus précisément, il s'agit d'un logiciel interactif destiné à l'apprentissage de savoirs (et plus rarement de savoir-faire) sur un thème ou un domaine donné et incluant généralement un autocontrôle de connaissance ;

- un document (papier ou support numérique) visant à former à l'utilisation d'un logiciel ; on parle aussi de tutoriel.

Un didacticiel est un logiciel destiné à l'enseignement ou un logiciel de didactique. Le logiciel lui-même étant un programme de traitement automatique de l'information contenant les procédures et les données nécessaires pour qu'un ordinateur effectue une tâche particulière, le didacticiel est la face matérielle de l'enseignement programmé, méthode d'enseignement organisée selon une suite d'étapes progressives et sur des programmes individualisés ou collaboratifs. ( www.Wikipédia.fr)

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I.1.2.2 Qualités d'un didacticiel

Pour Fleury (2000), un bon didacticiel doit tout d'abord donner à l'apprenant une idée claire sur les objectifs visés et sur la nature de la tâche envisagée. Il doit aussi informer de la nécessité ou non de connaissances préalables à la leçon et s'assurer de leur évaluation a priori. L'originalité de la présentation, le souci d'exploiter toutes les possibilités visuelles et interactives du système informatique utilisé sont aussi à considérer.

Un bon didacticiel doit enregistrer la démarche de l'apprenant, noter les bonnes et mauvaises réponses, indiquer la durée de l'apprentissage et informer des résultats. Avec toutes ces données, il sera ensuite possible à l'enseignant de diagnostiquer les lacunes et d'envisager les correctifs appropriés et les étapes subséquentes à proposer.

Etudions maintenant la typologie de ces logiciels éducatifs.

I.1.2.3 Typologie des didacticiels

Devant un amalgame technologique, il est nécessaire de trouver l'aspect ou les aspects qui permettraient d'organiser, de structurer et de classer les logiciels éducatifs. Selon De Vries (2001), un logiciel éducatif peut être caractérisé par la fonction visée lors de sa conception. Cette fonction découle d'un point de vue théorique et mène aux spécifications du logiciel. Elle traduit la volonté de l'enseignant et/ou du concepteur de créer l'environnement idéal pour les élèves.

La typologie proposée par De Vries comprend huit fonctions pédagogiques qui se distinguent principalement dans le rôle joué par l'ordinateur indépendamment de la technologie employée. Il met en relation des fonctions pédagogiques, des tâches à réaliser par l'apprenant, des connaissances, avec des types de logiciels et des théories de l'apprentissage. (Tableau I.1)

Premièrement, les tâches proposées aux élèves (comme par exemple lire, faire des exercices), sont très fortement liées au rôle de l'ordinateur. Il s'agit des

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tâches prévues ou prescrites dans une situation d'apprentissage et qui jouent un rôle plus ou moins hypothétique dans les processus d'apprentissage.

Deuxièmement, chaque fonction est l'expression d'un point de vue théorique sur l'enseignement et l'apprentissage. Les principaux points de vue rencontrés sont le béhaviorisme, le cognitivisme, le constructivisme et la cognition située.

Enfin, le point de vue théorique influence la façon dont sont traitées les connaissances (Linard, 1996). Chaque type de logiciel correspond à une façon particulière de considérer la connaissance du domaine à enseigner. Le tableau I.1 résume les huit fonctions pédagogiques des logiciels didactiques et leurs caractéristiques.

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Tableau I.1 : Les huit fonctions pédagogiques des didacticiels et leurs
caractéristiques, d'après De Vries (2001)

Type de logiciels	Fonction pédagogique	Théorie de l'apprentissage sous-jacente	Tâche de l'élève	Statut accordé aux connaissances
Tutoriels	Présenter de l'information	Cognitiviste	Lire	Présentation ordonnée
Exercices répétés	Dispenser des exercices	Behavioriste	Faire des exercices	Association
Tuteurs intelligents	Véritablement enseigner	Cognitiviste	Apprendre, dialoguer	Représentation
Jeux éducatifs	Captiver l'attention et la motivation de l'élève	Behavioriste	Jouer	Répétition
Hypermédias et multimédias	Fournir un espace d'exploitation	Cognitiviste Constructiviste	Explorer	Présentation en accès libre
Simulateurs	Fournir un environnement pour la découverte de lois naturelles	Constructiviste Cognition située	Manipuler, observer	Modélisation
Micro-mondes	Fournir un environnement pour la découverte de domaines abstraits	Constructiviste	Construire	Matérialisation
Logiciels d'apprentissage collaboratif	Fournir un espace d'échange entre élèves	Cognition située	Discuter	Construction par l'élève

Source : De Vries (2001)

Nous allons présenter deux didacticiels sur les huit de la classification de De Vries : les tutoriels et les exerciseurs car notre prototype possède une architecture semblable à la leur. Les tutoriels sont des environnements basés sur la présentation ordonnée du contenu alors que les exerciseurs visent prioritairement à consolider une notion, grâce à un entraînement basé sur la répétition.

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1. les tutoriels ou support de cours

Une fonction évidente de l'ordinateur dans l'enseignement est celle de présenter de l'information sur l'écran. Comme l'indique son nom, il s'agit de donner à l'ordinateur un rôle de tuteur, de précepteur. (Demaizière, 1986)

Le tutoriel se présente en gros comme une suite de trois éléments "information, question, commentaire" entièrement prévus et rédigés à l'avance par les auteurs du didacticiel. Ce qui permet d'instaurer un échange didactique entre un apprenant et un enseignant simulé, représenté par l'ordinateur.

Le tutoriel présente des pages écran avec, comme dans un manuel scolaire, du texte, des explications, éventuellement alternés avec des questions auxquelles l'élève doit répondre avant de pouvoir continuer. La tâche proposée aux élèves est donc de lire et d'étudier ce qui est présenté sur l'écran. Son activité concrète se limite à des actions ayant pour effet de tourner des pages (changer l'affichage sur l'écran) et de répondre à des questions.

Le point de vue théorique incarné est cognitiviste. Il s'agit d'un apprentissage comme une acquisition de nouvelles connaissances. Dans cette vision, le mode de présentation de l'information influence les processus d'apprentissage (attention, encodage, récupération) et ces processus à leur tour influencent le résultat de l'apprentissage (prestation, performance). Ce point de vue est objectiviste dans le sens où l'on considère que le monde peut être structuré et organisé en entités, propriétés et relations, indépendamment de l'expérience individuelle. « Apprentissage » égale alors « acquisition de cette structure objective » et un logiciel en tant que support de cours doit la présenter au mieux. (Mayer, 1987)

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2. Les exerciseurs

Un exerciseur est une collection automatisée d'exercices le plus souvent de forme « objective ». Un exerciseur est un didacticiel comprenant essentiellement des directives, des énoncés ou questions, des réponses attendues, des ressources de référence, un mécanisme de correction ou d'évaluation et un mécanisme de rétroaction. (Chassé et Lefebvre, 1982).

Connus sous le nom d'exercices répétés (drill en anglais), ce logiciel a pour fonction celle de dispenser des exercices. Le rôle joué par l'ordinateur est celui de stockage et de distribution de multiples exercices. La tâche proposée à l'élève est de résoudre des exercices. Selon Alessi et Trollip (1991), les exercices répétés ne sont appropriés qu'après avoir suivi un enseignement classique. L'objectif est que l'élève s'entraîne pour obtenir aisance et vitesse dans une matière.

Le point de vue théorique sous-jacent est béhavioriste. Selon le béhaviorisme, les connaissances doivent être définies en termes de performances et de comportements observables. Les items (exercices) sont considérés comme des stimuli et les actions de l'élève comme des réponses. La récompense (renforcement) réside dans le fait d'avoir donné la bonne réponse, de pouvoir passer à l'item suivant, ou, dans certains cas, d'obtenir un événement auditif ou visuel de la part de l'ordinateur.

Les énoncés et les réponses peuvent prendre différentes formes constituant des variantes bien typées :

- questionnaires à choix multiples (QCM) : parmi les réponses proposées, il s'agit de choisir celle qui convient ;

- énoncés à compléter ou exercices "à trous" appelés parfois textes lacunaires : on présente des phrases, des tableaux, des schémas que l'apprenant doit compléter ;

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- questions à deux choix ou exercices « Vrai ou Faux » : on propose les affirmations pour lesquelles l'apprenant doit indiquer si elles sont vraies ou fausses, etc.

Un exerciseur présente les avantages suivants :

a. Acquisition d'automatismes relativement aux connaissances de base :

Il rend possibles des séquences illimitées de « drill and practice », ce qui est excellent pour l'acquisition de connaissances qui passent par la mémorisation brute, ou qui doivent devenir des automatismes. Dans ce cadre, un apprenant peut s'entraîner et s'auto-évaluer avec profit en fonction d'objectifs de formation qui doivent être définis au préalable et, bien entendu, lui être communiqués. (Pochon, 1991).

b. Individualisation :

L'utilisation d'un exerciseur permet à chaque apprenant de travailler à son rythme.

c. Économie de temps de classe :

Les exercices peuvent être faits en dehors des séances en présentiel. Ainsi, on peut récupérer du temps de classe pour la réalisation d'activités d'apprentissage de niveau supérieur.

d. Léger gain de motivation et d'activité :

Un exerciseur introduit de la variété dans les outils de travail fournis à l'apprenant et, par conséquent, peut entraîner une grande motivation et une grande activité de sa part.

Quand un apprenant travaille avec des exercices imprimés, qu'il remet à un correcteur pour évaluation, il y a habituellement un délai entre la fin de

e. Feedback immédiat :

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l'exercice et la réception de la correction. Un exerciseur médiatisé permet une réception instantanée du feedback et de la correction. Or, plus une erreur éventuelle est vite corrigée, plus la pratique correcte est acquise rapidement et en profondeur.

Outre les avantages évoqués ci-haut, un exerciseur a également des limites. La limite la plus déterminante est intrinsèquement pédagogique : son potentiel pédagogique est faible et sa puissance comme instrument d'apprentissage est restreinte.

Ses limites peuvent être appréciées en les situant sur l'échelle taxonomique de Bloom (domaine cognitif) : le plus souvent le potentiel d'un exerciseur ne dépasse pas les deux premiers niveaux de cette taxonomie (qui en comprend six), soit l'acquisition de connaissances et la compréhension, les autres niveaux étant l'application, l'analyse, la synthèse et l'évaluation.

L'exerciseur ne doit pas être utilisé pour attribuer des notes d'évaluation sommative, autrement dit transformer l'exerciseur en « test objectif noté ». En effet, la performance testée avec ce type d'instrument n'est pas nécessairement représentative du rendement de l'apprenant. Favorisé par le hasard et aidé par des stratégies d'analyse d'items, l'apprenant peut arriver à gonfler sa note sans réellement puiser dans ses connaissances.

Pour surmonter ces limites pédagogiques, Coen (1999) propose quatre stratégies :

1. La première stratégie gagnante consiste à d'exploiter au maximum le potentiel formatif de l'exerciseur. Ainsi, tout autant que le jeu des questions et réponses, le dispositif de rétroaction fait la richesse d'un exerciseur. Celui-ci ne devrait pas mettre l'accent sur la production de la bonne réponse, mais plutôt sur l'offre d'une rétroaction adéquate qui aidera l'apprenant à corriger le tir et à combler les failles de son apprentissage.

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2. On peut aborder avec un exerciseur des connaissances de niveau supérieur en usant la deuxième stratégie. Ainsi, un exerciseur peut contribuer à l'acquisition d'habiletés méthodologiques dans la mesure où les items sont centrés sur ledit processus méthodologique plutôt que sur le résultat de ce processus. En sciences, par exemple, un tel exerciseur lancerait les apprenants dans la résolution d'une situation-problème complexe en proposant des items portant sur l'identification des procédures reliées à chaque phase de résolution, plutôt que sur l'aboutissement (calculs, mesures, etc.) de chaque phase.

3. Sachant qu'un exerciseur peut s'avérer efficace pour faire acquérir des connaissances de base, on veillera à compléter la séquence d'apprentissage ainsi amorcée avec des activités plus poussées d'application, d'analyse et de synthèse.

4. En ce qui concerne le dispositif d'interrogation lui-même, il est possible, au moyen d'un « indice de certitude », d'une part, de minimiser l'effet de hasard ou de chance dans la sélection des réponses aux items d'un exerciseur et, d'autre part, d'enrichir la démarche d'apprentissage proposée à travers l'exerciseur. Pour définir l'indice de certitude, on demande à l'apprenant de spécifier pour chaque item proposé à quel point il est convaincu d'avoir donné une bonne réponse. Ce faisant, l'apprenant qui, par exemple, est tombé sur la bonne réponse mais presque ou totalement par hasard, sera invité à « se responsabiliser face aux réponses qu'il produit en essayant de rendre visibles les parts d'ignorance qu'il possède encore ».

Nous ne pouvons clôturer ce point sans signaler que les exerciseurs conviennent surtout pour des apprentissages de base (connaissance, compréhension et application). Pour cette raison, l'apprenant s'en servira à des fins d'évaluation formative des apprentissages plutôt qu'à des fins d'évaluation sommative.

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