Cabri Géomètre

Page réalisée dans le cadre du cours Conception des Environnement Informatisés d'Apprentissage de la formation Maltt, au TECFA.

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Description

Contenu enseigné	la géometrie dès l'école secondaire
Fonctionnement général	Ce logiciel sert à créer et à étudier des formes géométriques.
Environnement informatique	Exécutable pour Windows 98, 98 SE, ME, 2000, XP et Mac OS ≥ 8.6, 10.3
Site du produit	Cabri Géomètre II Plus [1]
Éditeur	Cabrilog [2]
Prix	dès 119.60 € (le 6.11.2006)

Principes Pédagogiques: Présentation

C ahier de BR ouillon I nformatique II (CABRI)

Cabri Géomètre II est un logiciel éducatif pour l’acquisition de connaissances relatives à la construction (modélisation) des figures de géométrie . L'élève doit comprendre le logiciel, choisir une stratégie de construction, créer des figures. Cette tâche nécessite des représentations sémantiques, comme l'étudiant doit interpréter des chiffres et des symboles. Il doit également avoir des connaissances des propriétés des formes géométriques pour les construire et pour les interpréter. La représentation sémantique d'un carré serait par exemple "un figure qui a quatre cotés d’une longueur égale". Un deuxième type de représentation est nécessaire pour mettre ces figures en relation entre elles: la représentation visuo-spaciale. L'aspect dynamique de Cabri-Géomètre permet d'exploiter l'image mentale (la représentation et la manipulation mentale) d'un objet géométrique dans l'espace chez les élèves. L'élève s'imprègne d'une image mentale de l'ensemble des mouvements subis par la figure, ce qui l'aide à visualiser et comprendre des notions d'algèbre plus abstraites.

Le logiciel pédagogique Cabri géomètre suit le principe d'un apprentissage actif et constructiviste. En manipulant les figures géométriques l'apprenant découvre par lui- même les propriétés de ces figures et les relations entre elles. Si le logiciel est utilisé dans le cadre d’un scénario pédagogique de travail collaboratif, on pourrait caractériser ce dispositif d'enseignement de socio-constructiviste.

Cependant, un atelier de prise en main de Cabri-Géomètre est recommandé avant son utilisation dans un scénario pédagogique. Des problèmes de manipulation de base de ce logiciel pourraient sinon entraver la leçon et retarder les acquisitions ultérieure des élèves, leurs ressources cognitives étant utilisées à la résolution de problèmes techniques.

A la différence d’un logiciel ludique se caractérisant plutôt par une motivation extrinsèque (par exemple, réussir un bon score), Cabri-Géomètre requiert une motivation intrinsèque.Une motivation intrinsèque se caractérise par une source de motivation qui vient de l'apprenant lui-même. Ces dispositions ne sont pas forcément présentes chez tous les étudiants d'un cours de géométrie. La motivation extrinsèque chez les élèves est cependant favorisée par le dynamisme des figures géométriques qui peuvent être manipulées, déplacées et retournées dans l'espace. Ceci surprend, intéresse et motive les élèves pour explorer des possibilités de construction et rechercher des solutions originales aux problèmes posés par l'enseignant.

La construction des figures géométriques pourrait être divertissante pour un apprenant, mais celle-ci ne garantirait pas encore la compréhension des règles sous-jacentes. Ceci ne suffirait pas à promouvoir un bon apprentissage. Avec ce logiciel éducatif, une conception de l'intelligence "profonde" (Simons, 1996) 1 est requise pour promouvoir des objectifs d’apprentissage précis. Une conception de l'intelligence « profonde » favorise une interaction active avec le dispositif, lorsque l'apprenant cherche à acquérir des nouvelles connaissances de façon autonome. L’apprentissage sera meilleur avec Cabri Géomètre si une stratégie existe quand à la résolution du problème donné. Cette stratégie de recherche systématique est appelée "méthode heuristique" par De Corte (1995: concerning « systematic search strategies for problem analysis and transformation, such as carefully analyzing a problem specifying the knowns and the unknowns, decomposing a problem in sub goals...". 2

L'objectif primordial de l'apprentissage avec le dispositif présent serait la résolution des problèmes et sa modalité pourrait être décrite comme "l'activité cognitive sur les propriétés pertinentes de l'information". Flavell (1987) 3

Il serait intéressant de vérifier si l'apprenant peut transférer facilement les savoirs acquis dans Cabri Géomètre à d’autres branches scolaires. Il nous semble que l'apprentissage avec un dispositif technique, comme avec le présent logiciel, favorise peu le transfert des savoirs (p.ex. à la physique, la chimie, le dessin technique etc.). De Corte (1995) et autres chercheurs trouvent qu’il est très difficile de promouvoir le "far transfer" avec un seul dispositif éducatif donné. Des modèles en 3D des solides géométriques-ou une visualisation 3D avec un logiciel de VR (réalité virtuelle) pourraient aider à la représentation mentale (favorisant ainsi le transfert ?) des objets schématisés avec Cabri-Géomètre. Un logiciel d'animation 3D permettrait la création, la manipulation, ainsi que l'animation d'objets 3D dans l'espace virtuel hyperréaliste de la VR, « concrétisant » ainsi l'espace modélisé de Cabri-Géomètre.

Cabri-Géomètre offre de nombreuses exploitations pédagogiques possibles. L'expérience d'enseignants avec ce logiciel peut guider de nouvelles expériences. Le site de Pascal Dewaele [4] est très utile. Entre autres P. Dewaele a proposé différentes techniques de gestion mentale : l'utilisation de Cabri Géomètre en dessinant les formes au papier crayon sur une feuille de papier: la construction de figures dynamiques avec Cabri diffère du tracé graphique à la main, les deux démarches se complètent probablement pour une cognition optimale. La verbalisation par les élèves des étapes de construction peut aussi favoriser l'apprentissage visuo-spacial.

Reférences

1 Simons, P.R-J. (1996). Metacognitive Strategies: teaching and assessing. In E., De Corte & F.E., Weinert (Eds), International Encyclopedia of Developmental and instructional psychology. Oxford : Pergamon.

2 De Corte, E. (1995). Learning theory and instructional science. In P. Reimann & H. Spada (Eds.), Learning in humans and machines: Towards an interdisciplinary learning science (pp. 97-108). Oxford, UK: Elseiver Science Ltd.

3 Flavell, J.H. (1987). Speculations about the nature of the nature and development of the metacognition. In F.E. Weinert & R.H. Kluwe (Eds.) Metacognition, motivation and understanding. Hillsdate, NJ: Erlbaum.

4. Pascal Dewaele: [ http://users.skynet.be/cabri/cabri/Preambul.htm Cabri-Géomètre ]

Principes technologiques

voir source image

Les principes pédagogiques ayant été expliqués dans la section précédente, cette seconde partie se propose d'aborder quelques principes technologiques liés à Cabri Géomètre. Nous pouvons à présent qualifier ce logiciel de micromonde ou d'environnement d'exploration intelligent, termes que nous entendons souvent dans les discours, par de nombreux auteurs. Cet environnement permet de produire des démarches applicatives en vue de formaliser des activités de mathématiques et de physique.

Ce simulateur à visée pédagogique offre la possibilité aux apprenants d'approfondir leurs connaissances dans ces matières. En effet, ils peuvent alors agir et afficher les résultats de leurs actions. Ils peuvent constater immédiatement si les formules entrées en commande produisent les effets escomptés. Dans le cas contraire, les conséquences seront alors repensées en vue d'être améliorées.

Toutefois, avant que les apprenants puissent être à l'aise avec les calculs, il est nécessaire de tenir compte d'une période d'immersion leur permettant d'apprendre à se servir du logiciel. Ce que nous entendons par immersion est la période d'observation, de découverte des règles, des fonctionnements, etc. propre à un environnement donné. Pour ce faire, un tutoriel est proposé, ainsi qu'un manuel, des fichiers et bien entendu, l'aide de leur enseignant. Cette période est importante, car elle peut soit renforcer ou diminuer la motivation des apprenants, non seulement envers la matière enseignée, mais aussi envers le logiciel lui-même. En supposant que l'immersion ait été positive, et que cette phase d'immersion soit écoulée (selon le rythme d'apprentissage des apprenants), ils vont pouvoir s'autonomiser peu à peu et commencer à créer toutes sortes de simulations. Par exemple, ils vont tenter d'appliquer les formules apprises en cours (ou ailleurs..) en réalisant progressivement des figures simples au plus élaborées (selon le niveau des apprenants et de leur dextérité avec le logiciel). Ils pourront calculer et voir les distances entre différents points, calculer les aires, les angles, les espaces, etc. En somme, ils seront en mesure d'appliquer des formes géométriques simples ou complexes par ce logiciel. Nous pouvons facilement déduire que plus un apprenant produira des résultats positifs, c'est-à-dire après l'usage d'un ensemble de commande, et plus sa motivation en sera renforcée.

Cependant, les objectifs pédagogiques de ce mode d'apprentissage inductif, ne se situent pas qu'au niveau des capacités réactives. Sofiane Abdelkader (2004) ajoute aussi que :"Ils doivent alors être utilisés sous le contrôle d'un enseignant qui est chargé d'assurer la pédagogie de l'utilisation. Ceci ne signifie pas qu'ils ne peuvent pas être utilisés dans un contexte d'autoformation, et que l'on ne peut pas apprendre en les utilisant".

Mais il existe un enjeu plus conséquent pour les apprenants. Comme cet environnement d'apprentissage inductif presente beaucoup de composantes attractives, il se peut qu'ils soient détournés en quelques sortes de leur objectif initial. C'est justement ce que tentent d'expliquer Clot (1997) et Rabardel (1995) à propos de la notion de catachrèse. L'idée c'est lorsqu'un mot ou un objet sont détournés de leurs usage initiale. Par exemple, une simple règle à mesurer peut devenir soudainement l'instrument de quelqu'un pour se frotter le bas du dos. Cet exemple trivial montre bien les enjeux réels qui sous tendent les micromondes. En d'autres termes, les conceptualisations théoriques (sur les mathématiques, la physique et la géométrie se transforment pour certains en "jeux" vidéos. (C)

Sylviane, il serait pas mal de continuer le texte dans ce sens, qu'en penses-tu?

poursuivre par conception ludique du logciel peut provoquer tant l'envie (motivation) à apprendre un novueau logiciel... mais peut entraîner la notion de "jeu" à la place de comprendre les notions théoriques, les concepts, etc.. d'où la difficulté à transformer ces activités géométriques en connaissances (durables et transposables)...

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Je renote les consignes de la semaine ici: les fiches "logiciel": il faudra compléter la partie "Possibilités de l'ordinateur" des fiches "logiciel"du wiki MayEia sur Edutechwiki. Pour le logiciel en question, vous étudierez quels principes technologiques ont été exploités, en lien avec les fiches de type "Possibilités de l'ordinateur". Ce travail se fait en groupe, les groupes "fiches". A noter qu'une permutation des logiciels étudiés s'opère: chaque groupe va compléter une fiche "logiciel" qui a été commencée par d'autres étudiants.

J'ai mis quelques idées dont la rédaction est pour l'instant à l'état de brouillon (S)

• Capacité de stockage

- pour moi, non.(C)

- pour moi oui : voir menu "session"/ "commencer l'enregistrement" : vraisemblablement le logiciel propose d'enregistrer les manipulations successives de l'utilisateur. Ça signifie qu'il détermine un répertoire dans lequel vont être stockés ces enregistrements (répertoire que l'apprenant doit pouvoir vraisemblablement modifier). On peut donc bien parler de "fonctions de stockage". Conséquences en terme d'apprentissage : une démarche métacognitive est possible : l'apprenant visionne après-coup son exercice et peut avoir une idée de son propre cheminement. D'autre part, certaines de ses erreurs peuvent être alors expliquées par son professeur, ainsi celui-ci peut constater si l'apprenant est arrivé à la solution "par hasard" ou s'il y a eu une démarche logique de compréhension et d'appropriation. (S)

C'est comme tu veux... mais je maintiens mon avis. C'est juste ce que tu dis, mais en quoi, serait-ce un concept phare pour nous? (c'est là dessus que je me base..) (C)

• Adaptation

- pour moi, non.(C)

- pour moi non plus (S)

• Informations partagées

- pour moi, non. (C)

- pour moi oui : si le fichier généré par "enregistrer la session" l'est dans un format compatible, alors il est facilement diffusable. Si ce fichier est partageable, on peut envisager une situation collaborative, par exemple des élèves réflechissent sur le travail d'autres élèves. Sinon effectivement, il n'y a pas de liens hypertextes vers l'exterieur et dans la version démo, on ne sait pas dans quel format sont enregistrés les travaux (format propriétaire utilisable uniquement sous Cabri ou non). En tous cas il n'y a pas non plus possibilité d'exporter le travail fait dans une autre application. Le partage de l'information ne semble donc pas être la priorité.(S)

Aaaah je commence à comprendre... Tu parles de fichiers partageables alors que moi, je suis centrée sur les objectifs d'origine (des concepteurs, des profs de géométrie, de maths,...)et pédagogiques... (à savoir, facilitation apprentissage de géométrie par des représentations visuelles...et.. théorisations possibles à partir des actions).. Donc, ce n'est pas tout à fait la même chose... Aussi, si tu souhaites partir sur ton point, je ne vois pas de problèmes... a priori. (C)

• Traitements intelligents

- Intelligence artificielle: cabri = micromonde intelligent -environnement d'apprentissage en géométrie- (C)

- voir aussi page maya l'intelligence artificielle

• Accès à l'information

- l'information?? je dirai alors l'information visuelle... dans le sens du passage entre la théorie à la perception du résultat sur l'écran... avez-vous d'autres pistes? (C)

- on pourrait voir avec cette partie du texte de Dillenbourg : "Plusieurs solutions ont été proposées pour adapter l'explication rendue au niveau de l'apprenant. La plus simple est finalement de fournir une explication sous le format d'un hypertexte : l'apprenant peut ainsi décider de survoler certaines parties et de lire plus attentivement d'autres sections, c'est-à-dire d'adapter au niveau de granularité selon ses propres besoins." Donc l'accès à l'information, ce pourrait être d'avoir des petites explications à la demande sous forme de bulles, fenêtres popup, liens externes ou autre forme. L'apprenant les consulterait en cas de besoin. Conséquence en terme d'apprentissage : un apprentissage très individualisé et plus complet, permettant de travailler à son rythme et en partant de là où on en est. (S)

De ce point de vue, ce n'est pas le cas pour Cabri : par exemple si on active la touche "aide", certes des explications apparaissent en bas dans une fenêtre qui s'ouvre mais cette fenêtre reste alors présente jusqu'à ce qu'on la desactive. Cette option n'est pas personnalisable, on peut donc en déduire que le logiciel pour cette option "aide", postule deux modèles d'utilisateurs et seulement deux, et,qui plus est, vont d'une extrême à l'autre : celui qui sait se servir du logiciel et celui qui ne sait pas. Il n'y a pas l'intermédiaire c'est à dire celui qui connaît telle fonction mais pas telle autre. On peut regretter qu'aucune définition n'apparaisse pour les mots "homothétie", "translation", "rotation" etc.. Conséquences en terme d'apprentissage : l'apprenant n'a pas d'autre choix pour aborder une connaissance que d'essayer puis de constater ce qu'il se passe et d'en déduire des principes. (S)

Ok, mais cet apprentissage est souvent suivi par un enseignant.. je ne pense pas que l'apprenant puisse s'auto former tout seul sur cabri. (C)

• Immersion

- pour moi, non.(C) - Quoiqu'en discutant avec Marie l'autre soir, la difficulté pour les apprenants résident au départ, par l'apprentissage des fonctionnalités du logiciel... afin de se décentrer par la suite des outils et se concentrer davantage sur l'objectif pédagogique... Donc, pourquoi pas, mais ce n'est pas un thème primordial...(C)

- pour moi non plus (S)

• Générativité

Voir page maya sur la générativité qui me semble important à propos du logiciel cabri. (C)

Texte donné en biblio: [3]

• Composante ludique

- les icônes, la palette de couleurs et les effets que l'on peut donner aux couleurs. - l'insertion d'image, l'image bouge avec l'objet - choix de police, du style - possibilité de création...etc. (C)

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Références:

- AbdelKader, S. (2004). Structuration des données et de services pour le télé-enseignement. [Site web: http://csidoc.insa-lyon.fr/these/2004/benadi/13_folio.pdf]

- Clot (1997) et Rabardel (1995) [Site web: http://www.cee-recherche.fr/uk/sem_intens/seance10/clot.pdf]

stratégies et scénarios pédagogiques

Abordé en période 3.

Points forts et point faibles

Développer ici une point de vue critique global sur le logiciel.

Rolf Monique Jenni Elaine Sylviane