Pedagogica: Génétique

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

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Travail de: Lydie Crausaz et Romain Sauvain

Description

Le logiciel porte sur les principes de base de la génétique. Notamment, on apprend à manipuler des gènes et des chromosomes tout en observant les effets des changements sur des dragons. L'activité de l'apprenant est privilégiée. Le logiciel ne propose pas de théorie, l'appenant doit uniquement effectuer différents exercices. Les exercices sont de trois types: qcm, questions ouvertes et expérimentations.

Le logiciel est un exécutable téléchargeable gratuitement et ne nécessitant pas d'installation. Deux versions sont disponibles (pour Windows et Mac). Il a été développé en Java (nécessite l'installation la plateforme Java 1.4 ou plus récente, librairies en *.jar).

Il est disponible à l'adresse suivante: http://mac.concord.org/downloads [1]

Principes pédagogique

Connaissances et représentation

Ce logiciel, ou plutôt la matière enseignée, fait appel à des connaissances conceptuelles. Pour faciliter la compréhension, plusieurs types de représentations sont utilisés : symboliques, langagières et imagées. En effet, lorsque l’apprenant doit changer les gènes des dragons, il doit modifier les lettres caractérisants tel ou tel gène. Il s’agit-là d’un symbole. D’autres questions sont également posées à l’apprenant où celui-ci doit répondre par des phrases. Il doit par exemple comprendre que les mâles et les femelles sont différenciés par les chromosomes sexués X et Y. Finalement, pour faciliter la mémorisation, le logiciel fait appel à de nombreuses illustrations et l'utilisateur développera des représentations imagées de ces nouvelles connaissances.

Grands principes pédagogiques

Ce logiciel suggère un apprentissage par l’action. En effet, on donne une tâche à l’apprenant et celui-ci doit chercher comment répondre aux exigences demandées. De plus, l’apprenant peut tester les effets de chaque manipulation grâce au feedback donné par les illustrations de dragon. Le rôle de l'action est de faire découvrir les éléments enseignés à travers un cheminement intellectuel induit par les différents exercices. De cette manière la réflexion de l'apprenant est stimulée et il va comprendre les concepts. C'est ce principe qui est appliqué à l'enseignement des principes de la génétique dans ce logiciel.

Ce principe pédagogique renvoie aux idées de Piaget concernant le rôle central de l’action. Ainsi, l’apprenant n’est pas un vase vide que l’on doit remplir de concepts mais bien un individu en interaction avec son environnement que l’on doit guider dans ses expériences afin qu’il en tire un apprentissage. Ceci est développé dans le chapitre écrit par Gurtner (1996).

A propos de la dimension affective et de la gestion de la motivation

La dimension affective est présente dans ce logiciel en particulier dans le choix des illustrations et exemples choisis. Plutôt que de reprendre l'exemple des pois de Mendel qui avaient été choisis pour des raisons pratiques, ils ont choisi d'appliquer ces principes à des dragons. Ceux-ci sont dessinés de manière humoristique et attendrissante ce qui va susciter de l'intérêt et de la motivation. On cherche ici à intéresser l’enfant et qu’il se sente responsable de l’animal. Par exemple, il risque de le faire mourir en cas de mauvaise manipulation des gènes. La motivation est gérée en "créant" un lien affectif entre l'apprenant et les dragons. De plus, le fait que ce soit un animal imaginaire stimule en soit l’intérêt de l'apprenant en ajoutant une dimension fantaisiste au logiciel. Cet élément, la fantaisie, est d’ailleurs cité par Malone et Lepper (1987) comme étant un élément générateur de motivation. Cependant, nous pensons tout comme eux que ce n’est pas un élément aussi important qu’avoir un but intrinsèque, une comptabilisation de points sous forme de score ou encore un feedback immédiat. Nous ne considérons pas en effet que l'aspect affectif puisse être considéré comme un but intrinsèque en soi. Le côté fantaisiste va motiver l'apprenant mais ne suffira certainement pas à le pousser à aller au bout du logiciel. Si les dragons étaient animés ou parlaient directement avec l'apprenant, cet aspect pourrait être renforcé et ainsi devenir un but intrinsèque. Il y a donc uniquement des buts extrinsèques liés au contexte d'utilisation comme apprendre les règles de la génétiques ou réussir un examen. Il n'y a de plus pas de comptabilisation de points dans Pedagogica. En ce qui concerne le feedback, deux cas de figures coexistent, c’est-à-dire que le feedback n’est pas toujours présent. Dans les cas où l’apprenant doit répondre sous forme littéraire, le logiciel ne traite pas les réponses ce qui implique l’intervention d’un enseignant. Cependant, on peut craindre que le feedback soit tardif. De plus, l’apprenant n’est que peu encouragé. Il est félicité lorsqu’il réussit mais il s’agit d’un simple commentaire du type « congratulation » et celui-ci n’est présent que pour les questions fermées.

Critiques et suggestions par rapport aux aspects cognitifs, métacognitifs et affectif

Nous pensons que ce logiciel devrait être complété d’un manuel ou d’un tutoriel qui permette à l’apprenant de fixer les concepts en jeu d’une manière structurée. L'approche uniquement expérimentale ne convient pas forcément à tout le monde et certains auraient besoin de voir les concepts déjà formulés de manière claire et structurée plutôt que de devoir les élaborer. Ainsi le logiciel serait plus complet et pourrait convenir à tous les apprenants. Par ailleurs, afin d’éviter que l’apprenant ne soit coincé, il serait bien d’ajouter un dispositif d’aide qui oriente l'apprenant vers la solution ou la possibilité d'obtenir la réponse après une recherche infructueuse. Il va de soit qu'il serait plus efficace que la réponse soit accompagnée d'une explication. En ce qui concerne les aspects affectifs, on pourrait insister sur la relation avec le dragon en faisant en sorte que les consignes et les encouragements soient exprimés par un dragon. Au moyen d’une bulle par exemple. Alors qu’un effort est fait pour rendre attractif les exercices grâces aux illustrations, le logiciel reste fade et statique. La plupart des explications sont sous forme de textes. Il n’y a aucune animation ni son.

Quant à la métacognition, le logiciel ne propose pas à l’apprenant de réfléchir sur ses propres stratégies. Tout au plus, on se voit demander de temps en temps pourquoi on a donné telle réponse plutôt qu’une autre. Nous ne voyons pas comment cet aspect pourrait être introduit dans ce logiciel étant donné que l’ordinateur ne peut gérer la verbalisation découlant de cette réflexion. On comprend aisément que ce ne soit pas présent étant donné que ce n’est pas le but premier d’un tel logiciel.

Autres commentaires

Du point de vue de l'implémentation, le logiciel aurait pu être mieux travaillé. En effet, dans le contenu un effort à été fait de manière à le rendre ludique et interactive, alors que le programme lui-même est peu recherché. Le choix des rubriques et des chapitres ressemblent à l’explorateur de fichier ce qui ne convient pas à un logiciel pour enfant.

Références

Gurtner, J.-L. (1996). L'apport de Piaget aux technologies éducatives. in A. Chabchoub (ed.) Actes du colloque international Jean Piaget (pp 117 -124), Tunis, 19-20 Avril 1996. [2]

Malone, TW and Lepper, MR (1987). Making learning fun: a taxonomy of intrinsic motivations for learning, in: RE Snow & MJ Farr (Eds) Aptitude, Learning, and Instruction, III: Cognitive and Affective Process Analysis (pp 223-253). Hillsdale, NJ: Lawrence Erlbaum Associates. [3]

Principes technologiques

Ce logiciel ne profite pas de toutes les possibilités que l'outil informatique pourrait lui permettre. D'une certaine manière, il reproduit des caractéristiques d'édition propres des ouvrages imprimés, avec une combinaison texte-illustration, où on a ajouté quelque possibilités particulières à l'ordinateur.

Ce n'est pas un logiciel qui profite de la multimodalité (possibilités multimédia). Il n'intègre pas le son ou l'image animée, restant dans un régistre proche du livre, un ouvrage d'exercices par exemple, ancré sur le texte écrit et l'illustration. On lit, on écrit et on a accés à des illustrations. Pas de Traitements Intelligents non plus, dans le sens d'intéligence artificielle, le logiciel ne peut pas repondre à nos questions sur le sujet, les reponses qu'il nous donne sont contenues dans un protocole prédéfini. Par la même raison il ne s'adapte pas à l'utilisateur, c'est celui ci qui suit ce protocole pré-etablit (Adaptation).

Il ne nous donne pas accés à des informations distantes (Hypertextualité et recherche), on peut atteindre seulement les informations et explications contenues dans le logiciel.

Comme mentioné ci dessus, sa composante ludique est axée sur le choix des dragons comme objets des manipulations génétiques. Cet aspect imaginaire peut être atractif dans un premier abord, mais est-il suffisant pour maintenir notre attention?. On peut imaginer que sans un encadrement par un enseignant ou sans une motivation d'ordre academique (execution d'un devoir scolaire ou préparation d'une évaluation) l'utilisateur n'aura pas une stimulation suffisamment ludique pour s'y attarder (Composante ludique.

L'unique possibilité d'intéractivité que présnte ce logiciel est celle de modifier le genôme d'un dragon, en nous permettant de visualiser la transformation que cette transformation produit sur celui-ci. Le logiciel genére une reponse à l'action de l'utilisateur. On peut parler d'une générativité simple qui est capable d'associer une image à une combinaison genètique de deux allèles. (Générativité, calcul et simulation)

Cette dernière possibilité est l'unique qui distingue ce logiciel d'un éventuel ouvrage imprimé sur la génétique, qui pourrait très bien utiliser les mêmes illustrations des dragons. Il profite peu de la varieté de possibilités qu'offre l'ordinateur.

stratégies et scénarios pédagogiques

Abordé en période 3.

Points forts et point faibles

Lydie : Je n’ai pas aimé ce logiciel parce que la capacité de contrôle de l’apprenant est très mince. Il y a une consigne et l’apprenant doit faire ce qui est demandé. Il n’y a pas d’autres possibilités. J’ai parfois eu le sentiment d’être coincé lorsque je ne comprenais pas quelque chose. L’apprenant n’a pas la possibilité de se référer à une théorie, il doit comprendre la logique de lui-même. J’ai parfois testés toutes les possibilités pour finir par répondre correctement. Ce qui me pousse à penser que l'apprenant n'aura pas pour autant compris les règles de la génétique. Sans avoir pu élaborer soit même les bonnes règles, l’apprenant ne retiendra rien de cette activité. En ce qui me concerne, je connaissais déjà ces principes ce qui fait que je ne peux pas parler d’apprentissage cependant je n'ai pas l'impression que cette approche de la génétique m'aurait permit d'apprendre ces concepts. J'ai besoin qu'un concept me soit présenté clairement et de manière ordonnée pour pouvoir le retenir. Mais pourquoi pas mettre à l'épreuve ses connaissances avec un tel logiciel. Pour finir, du fait de l'objet même abordé par le logiciel, cet apprentissage ne pourra servir que dans un contexte restreint...

Romain : Je trouve que ce logiciel (Pedagogica) permet un bon apprentissage: le contenu est sérieux, mais présenté de manière attractive; il y a des petits textes à lire mais de quelques lignes uniquement pour ne pas décourager l'apprenant; des exemples et des exercices interactifs accompagnent systématiquement les nouvelles connaissances. Souvent les principes ne sont pas directement donnés mais l'apprenant va les découvrir naturellement lors des exercices proposés et expliqués par la suite. Ce système d'enseignement est très stimulant et permet d'être certain que l'apprenant a vraiment compris le concept qui lui est enseigné. Ces connaissances sont vraiment ciblées sur la génétique, mais évidemment comme la génétique est la base de la vie ces connaissances pourront être vérifiées ou parfois utilisées dans la vie de tous les jours. Dans mon cas, ce n'était qu'une révision de concepts déjà connus, mais je pense que pour une personne s'investissant bien dans l'apprentissage proposé par ce logiciel, les connaissances peuvent durer longtemps.