STIC:STIC II - exercice 12 (Aegir)

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STIC

Introduction

Objectifs de cet exercice

Cet exercice 12 du cours STIC II vous permet de:

• vous familiariser avec la conception de situations d'apprentissage avec les micromondes,
• consolider vos compétences en programmation.

Programme séance synchrone

Suite à la crise sanitaire du COVID-19, le décanat a décidé de poursuivre les enseignements à distance jusqu'au 1er Avril 2021 (Cf. https://www.unige.ch/coronavirus/fr/etudiant-es/ -> Semestre de printemps 2021). Par conséquent, le cours de la période 4 du Vendredi 26 Février 2021 (exercice 12 et exercice 13) se déroulera à distance.

Programme 2020-21

• Accueil et introduction au cours STIC II
• Présentation de la thématique
• Démonstration de NetLogo
• Atelier (travail d'équipe) avec NetLogo
• Présentation des travaux

Activités synchrones

Accès à la webconférence

Lien vers la webconférence Zoom: https://unige.zoom.us/j/3612004017#success

Tutoriel/enregistrement

• La webconférence se déroule sur Zoom. Si vous n'êtes pas familier, consultez le tutoriel Zoom
• Enregistrement de la webconférence sur demande via la page discussion de l'exercice; nous vous enverrons le lien par mail.

Introduction aux micromondes

• Diapositives de l'introduction (E. Sanchez)

Un micromonde est une application informatique dan laquelle des concepts abstraits sont présentés de manière concrète et présentent une certaine interactivité (on peut interagir avec ces objets. Selon Wikipédia, “Un micromonde est le nom donné à un environnement informatique particulier, où l'utilisateur, et particulièrement, l'enfant, est mis dans une situation de grande autonomie. Les micromondes appartiennent au cadre des réflexions sur les méthodes de pédagogie active, et ils sont l'un des objets d'étude des EIAH (environnements informatiques pour l'apprentissage humain).”.

Dans les années 90, des pédagogues comme Papert s'intéressent particulièrement à l'apport de l'informatique dans cette démarche de construction des connaissances comme médium pour apprendre et expérimenter. Avec les micromondes, l'apprenant-e explore en manipulant et notamment en construisant des objets, c'est ce que Papert nomme constructionnisme. “Constructionism--the N word as opposed to the V word--shares constructivism's connotationof learning as "building knowledge structures" irrespective of the circumstances of the learning. It then adds the idea that this happens especially felicitously in a context where the learner is consciously engaged in constructing a public entity, whether it's a sand castle on the beach or a theory of the universe”.

Consultez :

• apprentissage par la découverte
  , explorez surtout la section "Utilisation de micromondes"
• Si le mot constructivisme ne vous dit rien, lisez Piaget et le constructivisme
• Si l'enseignement de la programmation vous intéresse, vous pouvez lire Programming microworld ou Computational making.

Installation et démonstration de Netlogo

NetLogo est un micromonde de programmation qui met à disposition des modélisations et simulations de phénomènes naturels et sociaux.

Installation de NetLogo

• Installez Netlogo à partir du lien
  Netlogoweb
  (version 6.2.0, Février 2021).

Exploration

La plateforme NetLogo contient une bibliothèque de modèles (crtl-M). Dans cette activité, nous vous proposons d'explorer les modèles que vous souhaitez, de choisir un modèle puis de

1. Lire la documentation de ce modèle dans le tab info et d'explorer le code (cf.image ci-dessous). Pour vous aider, la section 6. Liens de la page NetLogo propose un accès aux tutoriels et manuels.
2. Jouer avec la simulation,

Explorez Netlogo...

Modèles de simulation NetLogo

Chaque modèle officiel est assez bien documenté. Pour certains il existe des publications académiques qui développent les aspects pédagogiques ou de recherche. Pour retrouver la documentation, il faut ouvrir le modèle, ensuite cliquer sur le panneau info. La description affichée dans la bibliothèque (CTRL-M) n'est qu'un résumé!

• File->Models Library (CTRL-M) affiche la bibliothèque des simulations officielles (incluses dans l'installation)
• Modeling Commons is for sharing and discussing agent-based models written in NetLogo and as of March 2020 includes over 1000 models.
• User Community Models

Exemples de modèles classiques:

• Exemples de modèles de prédation (loup-mouton-herbe)
  • Wilensky, U. (1997). NetLogo Wolf Sheep Predation model. http://ccl.northwestern.edu/netlogo/models/WolfSheepPredation. Center for Connected Learning and Computer-Based Modeling, Northwestern University, Evanston, IL.
  • Wilensky, U. & Reisman, K. (2006). Thinking like a Wolf, a Sheep or a Firefly: Learning Biology through Constructing and Testing Computational Theories – an Embodied Modeling Approach. Cognition & Instruction, 24(2), pp. 171-209. http://ccl.northwestern.edu/papers/wolfsheep.pdf .
• Modèle "party" (voir aussi la page NetLogo (à finir) et NetLogo (Anglais)
  • Wilensky, U. (1997). NetLogo Party model. http://ccl.northwestern.edu/netlogo/models/Party. Center for Connected Learning and Computer-Based Modeling, Northwestern University, Evanston, IL.
• Modèle "éthnocentrisme" (s'il reste du temps)
  • Wilensky, U. (2003). NetLogo Ethnocentrism model. http://ccl.northwestern.edu/netlogo/models/Ethnocentrism. Center for Connected Learning and Computer-Based Modeling, Northwestern University, Evanston, IL.

Activités en classe

• Votre mission consiste à concevoir, pour les étudiants de la professeure Paquerette, une situation d’apprentissage avec la simulation NetLogoWolf Sheep Predation model (lien direct pour accès en ligne : http://ccl.northwestern.edu/netlogo/models/WolfSheepPredation). Les objectifs pédagogiques de la professeure Paquerette sont les suivants :
  • les étudiants doivent comprendre que l’évolution des populations de proies et de prédateurs sont liées
  • les étudiants doivent comprendre que cette évolution dépend des effectifs initiaux des populations
  • les étudiants sont capable de réaliser les simulations qui montrent ces évolutions

• Modifiez la simulation de manière à ce qu’elle soit adaptée au cours du professeur
  • Les moutons sont roses
  • Les loups et les moutons ont des pattes plus longues à gauche qu’à droite. Ils ont donc 3 fois plus de chances d’aller à droite qu’à gauche
  • Les étudiants ne doivent pas pouvoir démarrer une simulation avec plus de 25 loups.

• Concevez une situation d’apprentissage (quelles consignes, quelles activités pour les étudiants)
• Préparer une brève présentation / démonstration (2-3 minutes) de votre travail.

Travail en asynchrone

Tâche

Créez un scénario pédagogique qui permette d'atteindre des objectifs pédagogiques par des activités de simulation ou de programmation

Partie A

• Lecture de l'article de Papert : Papert, S. (1987, July). Microworlds: transforming education. In Artificial intelligence and education (Vol. 1, pp. 79-94). Ablex Norwood, NJ. Récupéré de http://dailypapert.com/wp-content/uploads/2016/08/papert_microWorlds_chapter.pdf
• Identifiez une problématique à enseigner qui se prête à l'utilisation d'un micromonde de simulation ou de programmation. Étant donné qu'on vous oblige à utiliser une des technologies proposées, on vous invite à explorer ce qui existe déjà et d'adapter les objectifs d'apprentissage.

Partie B

• Implémentez le cœur de l'activité avec un micromonde: soit NetLogo, soit un langage visuel de programmation comme BlocksCAD, en:Turtlestitch ou Scratch. Remarque: Vous pouvez enseigner autre chose que la programmation à travers un environnement de programmation, par exemple les propriétés d'une fonction mathématique.
• Contraintes
  • Vous devez soit utiliser NetLogo, soit un langage visuel de programmation comme BlocksCAD, en:Turtlestitch ou Scratch.
  • Vous devez choisir une problématique d'enseignement qui se prête à l'utilisation de ces technologies
  • Vous pouvez reprendre des simulations ou des programmes à condition de les citer et de respecter les droits. Par contre, vous devez les adapter à votre public (par exemple traduire en français) et créer le dispositif autour.

Partie C

• Créez un dispositif complet (instructions - matériaux - micromonde - évaluation) avec une technologie de votre choix (HTML, Moodle, Wiki, ....)

Partie D

• Réalisez votre contribution wiki pour la période (env. 750 mots), idéalement pendant que vous réalisez votre exercice.
• Voici quelques suggestions:
  • Etoffer les articles BlocksCAD, TurtleStitch, Scratch
  • Etoffer l'article Objet d'apprentissage constructionniste. Vous pouvez par exemple valoriser un objet crée dans les cours stic 3 et 4.
  • Corriger et étoffer NetLogo. La documentation en ligne est bien fournie, vous pouvez vous coordonner pour travailler en binôme.
  • Développer l'article Micromonde, notamment à partir de la page en:Microworld sur Edutech Wiki anglais.
  • Etoffer l'article sur le Constructionnisme. Vous pouvez notamment regarder les références relatives à Papert dans l'article en:Constructionism sur le wiki anglais. N'hésitez pas à faire des modifications radicales...

Partie E

• Faites un rapport selon les guidelines habituelles STIC:Rapport STIC I et II.

En particulier pour cet exercice :

• Liens :
  • Lien vers le dispositif
  • Lien vers un fichier de simulation ou du programme (la plupart de ces logiciels proposent un format d'échange que vous pouvez déposer sur notre serveur web)
• Objectifs :
  • Objectifs de l'objet: à quoi sert-il ? à quelle population est-il destiné ?

Modalités pour rendre le travail

Obligatoire

• Insérez les liens vers votre dispositif dans votre rapport (voir plus bas)
• Les enseignants doivent pouvoir y accéder

Facultatif

• Mutualisation de votre simulation ou programme. si vous avez crée quelque chose d'original, vous pouvez le déposer sur une plateforme de partage.

Délai

Mercredi 7 Avril 2021 (minuit).

Support et assistance

Tutoriels et Manuels

• Liens vers des manuels et tutoriels dans les pages de l'environnement choisi. Que vous choisissiez Netlogo ou un autre environnement, consultez les pages de ce wiki. Elles vous offrent une explication et pointent vers des liens pour vous aider.

Equipe enseignante

• Utiliser la discussion de cette page pour nous contacter

Evaluation

La liste des critères d'évaluation dans Moodle fait foi. Chaque critère donne entre 0 et 0.6 points.

1. Qualité du rapport y compris discussion des objectifs.
2. Qualité technique: Objet "fonctionnel", tailles convenables, ...
3. Respect des contraintes: y compris noms des fichiers, ...
4. Documentation: commentaires dans le programme
5. Respect de délais
6. Thématique MALTT: l'objet doit servir à quelque chose
7. User experience: ergonomie et qualité de l'objet (en rapport avec la scénarisation)
8. Richesse: Complexité, difficulté, originalité. etc.
9. But et atteinte de buts
10. Scénarisation: implémentation de l'objet dans un cadre pédagogique défini

Productions des étudiants

• Franck Grisard
  • Production : Enseignement du rapport entre la vitesse et la distance, l'exemple du lièvre et de la tortue sur Scratch
• Anne-Lise Bouscail
  • Production :Formation sur les infections nosocomiales, usage d'un micromonde.
• Guillaume Ismaïli
  • Production :L'Hypertrophie musculaire, la force et l'impact des hormones
• Elias El Hamdaoui
  • Production :Initiation au réchauffement climatique
• Arthur Deschamps
  • Production : Simulation de la propagation d'un virus dans la population humaine

Liens

Théoriques

• Apprentissage par découverte
• Pages des catégories Objet d'apprentissage tangible et Constructivisme (notamment constructionnisme).
• Zuckerman, O. (2006). Historical Overview and Classification of Traditional and Digital Learning Objects. MIT Media Laboratory. Résume en français dans : Aperçu historique et classification des objets

Techniques (micromondes)

Netlogo

• Explorez l'onglet Help du logiciel. Une copie du manuel se trouve sur votre ordinateur.
• NetLogo manual (EN)
  • Interface guide
  • Programming guide pour celles et ceux qui veulent coder

Autres micromondes

NetLogo est une plateforme de micromonde parmi beaucoup d'autres. Voici d'autres exemples:

• Scratch est un environnement pour apprendre le code,
• Turtlestitch est un langage de blocs pour créer des broderies numériques,
• en:Teaching genetics with dragons
• E-Slate
• en:Madeup
• en:WISE
• en:SimQuest