Alice

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1 Description rapide du logiciel

Le logiciel Alice est un « micro monde » (de même que Cabri Géomètre) qui permet de créer des applications dans "un espace situé". Il est accessible sur le web et peut être téléchargé gratuitement. Son utilisation ne nécessite aucune connaissance préalable de langage, de règles ou de codes informatiques.

Le logiciel possède un tutoriel interactif, une fonction « aide » (par tutoriel ou forum externe) et un texte d’accompagnement (Text book).

Une multitude d’outils, de modèles et d’objets en 3D peuvent être mobilisés, tels que : des dossiers par thèmes, une barre de navigation, une barre de déroulement, une galerie d’objets, des modèles de monde, etc. Ces éléments peuvent être manipulés directement par un simple « clic » ou « déplacement » de la souris (drag & drop). Mais ce qui est très intéressant, c’est que le logiciel offre la possibilité d’insérer des vidéos et des films en paramétrant le « Web import », ainsi que d’importer des images par le « Make Billboard ». (mais n'ai pas pu essayer jusque là...).

De plus, à partir de modèles en 3D, l’apprenant est libre de créer ou de recréer la représentation d’un monde qu’il peut s’inventer (imaginaire). Dans ces mondes virtuels, il peut produire des opérations difficiles sans forcément s’en rendre comte. Par exemple, il peut très bien faire l'usage de graphiques élaborés soutenus par des principes de rotation avancés ; en avant, en arrière, de face, tourner, sauter, etc.

En d'autres termes, Alice est un programme moderne utilisé pour des novices en programmation. Il permet via un programme de base, de créer des films ou des jeux vidéos.

Le logiciel Alice, offre une présentation particulière, il s'ouvre sur deux fenêtres superposées : Une fenêtre logiciel en arrière plan et une fenêtre tutoriel en premier plan, comme le montre cette image:

Alice interface tutorial.jpg

Les flèches de couleurs représentent les différentes parties que l'apprenant devra connaître pour réaliser ces petits scénarios.

Les fenêtres tutoriel et logiciel ont la même ergonomie. Chacune est découpée en cinq partie :

  • deux encadrés à gauche : "World" et "World's details";
  • deux encadrés à droite : "events" et World my full methode";
  • et au milieu, un écran qui permet de vérifier les applications réalisées.

Cette configuration, offre une multitude d'outils, de modèles et d'objets en 3D pouvant être mobilisés. Les éléments peuvent être manipulés par un simple "clic" ou "Drag&Drop" par la souris. De plus, le logiciel offre la possibilité d'insérer des vidéos, des films, du son en paramétrant "Web import"et des images par le "Make Billeboard". (Source de ces dernières informations: www.alice.org [1] L'apprenant novice est libre de créer ou de recréer la représentation d'un monde qu'il peut s'inventer (imaginaire). Dans ces mondes virtuels, il peut produire des opérations difficiles sans forcément s'en rendre compte (très intuitif). Par exemple, il peut très bien faire usage de graphiques élaborés soutenus par des principes de rotation avancés ; en avant, en arrière, de face, tourner, sauter, etc.

Mais pour celles et ceux qui souhaitent encore plus de détails :

L'environnement informatique windows ME, Windows 2000, WindowsXP, Macintosh OS 10.3.ov10.4
Equipement informatique minimal Pentium 500MHZ,Carte graphique VGA 16 bit, 128MO de RAM, carte son, carte video 1024X768
Equipement informatique recommandé pentuim 1.6GHZ, 16M3 carte video 3D(TNT, i810,Rage128, GeForce, Radeo), 256MO de RAM
Premières utilisations ouvrir Alice World, selectionner Welcome to Alice, Open; ouvrir le tutoriel cliquer sur "start the tutorial"; télécharger le Unzip Alice Système, Alice.exe; le FAQ : [2]
Sources principales www.alice.org [3]; Alice v2.0 © 1999-2006, Carnegie Mellon University. All rights reserved.
Accessibilité pour tous, car le logiciel est gratuit.

2 Principes pédagogique

Principes pégagogiques

L’objectif pédagogique qui sous tend le logiciel Alice provient du constructivisme. L'idée c'est que l'apprenant est amené à agir, en partant de ses connaissances intuitives, qui vont progressivement lui permettre d'apprendre "à construire" de petits projets. Ces petits projets/monde, vont être matérialisés par des petits scénarios virtuels que l'apprenant va apprendre à réaliser. De fait, les erreurs de manipulations seront considérées comme des « sources » d’apprentissage, car cela le poussera à essayer d’en comprendre les raisons, les processus.

En outre, nous pouvons dire que la démarche est de type « résolution de problème ». En effet, cet apprentissage par la découverte, sous forme de jeu, va influencer l’apprenant à devoir raisonner, comprendre et trouver des résultats de manière visible, afin de matérialiser son produit. Ce genre d’apprentissage ancré dans l’action, et qui s’acquiert dans et par l’expérience, permet de construire un projet donné, dans un contexte situé. En partant de ses erreurs et par tâtonnement, l’apprenant est amené à réfléchir, comprendre et apprendre pour progresser.

L’acquisition de ces processus va permettre via des activités de compréhension et des activités d’apprentissage, d’ajouter de nouvelles connaissances : la programmation. En effet l’apprenant apprend à créer via une programmation guidée, un monde artificielle, à modifier sa perception visuelle, cognitive et procédurale.Inspiration de Flavell. La dimension de la métacognition est importante car elle valide l'objectif du logiciel, s'initier à la programmation, qui va être d'aller identifier des actions, les créer et les faire appliquer.

Noel, B. (2001) La métacognition. Bruxelles: De Boeck & Larcier


Les représentations

L’apprenant possède au départ des représentations sur l’ensemble du logiciel. Il construira d’autres représentations au fur et à mesure de sa progression dans l’activité. Plus l’adaptation à l’environnement du logiciel sera rapide et plus les résultats de l’apprenant seront perceptibles au travers de création virtuelle de plus en plus élaborée. C’est-à-dire que plus les contraintes liées au fonctionnement seront mémorisées et comprises par l’apprenant, et plus les commandes seront précises et coordonnées. En effet, la compréhension de signification et le renforcement de représentation, dans ce genre de contexte, ne peuvent se concrétiser que par l'utilisation et les essais répétés de la part de l'apprenant:

They can only be fully understood through use, and using them entails both changing the user's view of the world and adopting the belief system of the culture in which they are used (Brown, J.S., Collins, A. & Duguid, S. (1989); [4])

De fait, ces changements de comportement ne se feront qu'en fonction des nouvelles représentations que l'apprenant se construira progressivement dans ce contexte situé. Ainsi, plus il maîtrisera ses "zones d'incertitude", plus il aura l'impression d'exercer un certain contrôle sur son activité. Ce qui revient à dire que plus l’apprenant va réussir à comprendre et à faire des liens entre les objets, et plus les représentations de certaines interactions vont faire sens pour lui. Il sera alors en mesure d’établir une connexion entre plusieurs combinaisons. En effet, si l'utilisateur lance une commande et qu'il n'obtient pas les effets attendus/escomptés(en pressant sur la touche "play"), alors il est amené à devoir réfléchir sur son action. En effet, si la représentation de l'action appliquée ne produit pas les effets escomptés, et que cela ne correspond pas à ses représentations, alors il est fort probable qu'il se repositionne face à sa démarche et qu'il tente de comprendre ce qui n'a pas joué. C'est alors, précisément à ce stade, qu'il va se mettre à réfléchir en lui-même pour comprendre ce qui n'a pas fonctionné. Il va réessayer en ajustant ses gestes, jusqu'à ce qu'il en vienne à modifier ses actions. De plus, inscrire le logiciel dans l'univers d'Alice au pays des merveilles, permet de renforcer la construction, l’imagination, dans les différentes étapes.

Indices motivation

Les apprenants sont amenés à apprendre certaines notions « difficiles » liées à l’informatique de haut niveau de manière tout à fait ludique. La conception et le graphisme du logiciel offre un cadre agréable et attractif pour les apprenants. Ils n’ont pas l’impression d’être dans une activitié d’apprentissage. Sous forme de "jeux", les erreurs sont permises et encouragées, puisqu’elles suscitent à certains moments, la réflexion de l’apprenant. Il faut relever l'aspect que "Behind the software, there exists cognitive evaluation theory , which addresses the effects of social contexts on intrinsic motivation. The intrinsic motivation is maintained only when actors feel competent and self-determined." For example, in the tutorial , the learner's motivation increases when he/she succeeds in achieving the final effect of the 3D graphic, which helps to explain why a learner feels at ease in the tutorial stage. [5]

Dès lors, plus l’apprenant « sait » et plus il sera autonome dans son activité. Enfin, l’apprenant trouvera une certaine forme de reconnaissance à travers les résultats obtenus.

Ce logiciel semble s’inspirer de la théorie du flow de csikszentonihalyi (1932) et comme l’apprenant a des buts clairs via le tutoriel et des feedback, le niveau de difficulté est équilibré dans le tutoriel par les quatre niveaux tutoriel. Et le fait de pouvoir voir le résultat de la programmation, le résultat de ce qui a été conçu, procure de la satisfaction, voir ce qui a été réalisé. Le guidage du tutoriel permet d’amener la possibilité de la tâche, de l’exercice, stimulant la motivation intrinsèque même si parfois limitée par le design. - effet de construction d'un monde imaginaire, abstrait.

Limites perçues

L’apprenant n’est pas obligé de dépasser ces stades de difficultés. Il peut très bien passer à un autre point. Mais s’il n’arrive pas à dépasser ce stade, alors il y a de forte chance qu’il ne veuille pas aller plus loin dans ses réflexions. Toutes les compétences accumulées sont spécifiques au contexte et ne sont donc malheureusement pas transférables ailleurs.

* Autres commentaires

L'ergonomie du logiciel n'est pas agréable, les couleurs sont trops contrastées entre l'interface et les aides: bleu, rose, jaune, crème...Ce qui n'empêche que le contraste des couleurs entre l'interface et les aides produit un effet dans l'utilisation. des polices différentes, une interface pas forcément accessible... L'ergonomie peut être un frein à la motivation, à l'utilisation du logiciel tutoriel. Cependant le dessin d'une jeune fille se prénomant Alice est intéressant car elle fait référence à Alice aux pays des merveilles de Lewis Caroll. Cette intertextualité est aussi un conditionnement à l'apprentissage, on nous annonce un jeu, une découverte, la recherche : un monde virtuel. Dans son parcours Alice de Lewis caroll est elle aussi en situation d'apprentissage et a des tuteurs (le lapin, les jumeaux....)De plus d'autres dessins (lapins, espaces à construire)font eux aussi occurrence aux illustrations du livre, aux dessins animés, aux jeux ou personnages dérivés, aux SIMS. Pas de possibité d'interagir avec d'autres personnes. Comporte un aspect individuel. Le tutoriel offre aussi au travers du dessin en 3 D, un apprentissage de la perspective, des volumes, de la géométrie dans l'espace.

Le fait que le logiciel soit en anglais, cela peut paraître déroutant, cependant, la modalité de réalisation de tâche : « drag &drop », les images et la réalisation permet très vite d’oublier la barrière linguistique.

Dans cette partie, nous nous sommmes inspirées des textes suivants:

  • 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.PDF [6]
  • Keller, J.M. (1983). Motivational design of instruction. In C.M. Reigeluth (Ed.). Instructional design theories and models: An overview of their current status." Hillsdale, NJ: Erlbaum. PDF

[7]

  • Brown, J.S., Collins, A. & Duguid, S. (1989). 'Situated cognition and the culture of learning.' Educational Researcher, 18(1), 32-42

3 Principes technologiques

Alice utilise plusieurs principes technologiques que nous allons étudier ci-dessous.

Multimodalité

"La multimodalité combine de façon harmonieuse différents modes de communication entre l'homme et la machine. Pour entrer des informations, l'utilisateur peut utiliser la voix, l'écrit et le geste. Pour restituer des informations, le système exploite le graphisme, le texte, le son et la voix." [8] Alice offre la possibilité de créer des animations en 3D. La création de micromonde via des animations 3D, se réalise au préalable par un tutoriel qui va accompagner l'utilisateur et lui présenter des modalités : texte, images, son/bruit, vidéo. Evidemment, les animations 3D peuvent être accompagnées de sons ou de musique que l'utilisateur peut soit importer depuis un fichier extérieur, soit enregistrer directement. Cependant le programme en lui même ne porte que sur une présentation visuelle puisque l'objectif du logiciel Alice est d'initier à la programmation en combinant différentes modalités afin de créer une séquence vidéo. La présentation/l'interface est relativement classique, excepté les couleurs vives des différents éléments. L'interface est divisé en plusieurs blocs ayant chacun sa fonction propre. Cette présentation rappelle celle des logiciels de 3D ou de programmation habituels. Même le tutoriel ne présente pas de modalité sonore comme on le voit dans certains logiciels. Il permet un apprentissage qui se fait grâce à la présence de fenêtres escamotables qui vont donner différents types d'informations à l'utilisateur (environnement, personnages,objets, mouvements, actions), informations que ce dernier devra croiser, combiner pour réaliser son micromonde. En résumé, Alice n'est pas multimodal en soi mais permet de les utiliser pour créer des animations ou des micromondes. [9]

Adaptabilité et adaptativité

Une certaine part d'adaptabilité se retrouve dans le fait qu'un tutoriel multi niveaux(tutoriel d'initiation, tutoriel expliquant des notions plus avancées)soit proposé à l'utilisateur (Adaptation S-E-C). Cependant, ces différents niveaux de formation ne seront pas évidents pour l'utilisateur puisque les spécifictés du tutoriel sont simplement numérotés au lieu d'avoir des intitulés clair : tutoriel d'introduction ou d'initiation, tutoriel de création d'objets avancés, etc. Un autre facteur allant dans ce sens se retrouve dans la possibilité de créer soi-même de nouvelles fonctions, méthodes ou autres objets et de nommer un projet. Cela permet aux utilisateurs avancés de créer eux-mêmes des éléments qui ne sont pas présents dans les librairies proposées et donc d'adapter le logiciel à leurs besoin et selon le but qu'ils se sont fixés. L'adaptabilité peut aussi venir d'une adaptabilité linguistique. Le logiciel est entièrement en anglais laissant peut d'accès à un utilisateur francophone. Cependant, la multimodalité (texte, image, vidéo, actions)du logiciel pallie à l'interface linguistique. L'image et l'action Drag & Drop permettent alors à l'utilisateur d'utiliser l'outil et de faire du lien entre l'image et le texte. L'adaptabilité est donc visuelle et environnementale pour un utilisateur francophone. Si l'on peut trouver un certaine part d'adaptabilité dans ce logiciel, on ne peut pas parler d'adaptativité. En effet, l'interface ne va pas évoluer en fonction des actions de l'utilisateur ou de sa maîtrise de la matière enseignée.

Rapidité (feedback immédiat)

Cet aspect est essentiel et important pour un logiciel comme Alice. En effet, il y a la mise en scène de deux démarches pédagogiques : par instruction dans le tutoriel et par action dans le logiciel c'est pourquoi le feedback est le moyen le plus efficace pour valider le processus de programmation/réalisation des micromondes. [10] Comme expliqué précédemment, une part importante de la stratégie pédagogique utilisée se base sur l'apprentissage par essais-erreurs. Sans un feedback immédiat, une telle stratégie ne pourrait pas fonctionner efficacement. Le premier feed-back apparaît dans le premier tutoriel qui après une démarche instructive, valide par la réalisation et l'action de l'utilisateur. Dans le cas précis de notre logiciel, le feedback se situe à deux niveaux. Le premier est la vue d'ensemble du "monde" réalisé qui permet de voir le positionnement, le nombre ou autres caractéristiques des objets créés en temps réel. Quant au deuxième, il se retrouve au moment où l'utilisateur clique sur le bouton "play" pour tester son animation. Une simulation est alors lancée et il est possible à ce moment de vérifier via une démarche métacognitive si les fonctions et méthodes utilisées fonctionnent correctement. En effet, si l'utilisateur lance une commande et qu'il n'obtient pas les effets attendus/escomptés(en pressant sur la touche "play"), alors il est amené à devoir réfléchir sur son action ». Plus qu'un feedback immédiat, ce dernier point serait plutôt un feedback "à la demande" puisque l'utilisateur choisit quand il veut tester ce qu'il a fait. Le feed back permet d'entretenir la motivation chez l'utilisateur. [11]

Programmabilité

L'aspect de programmabilité est utilisée dans la matière enseignée par Alice. [12] En effet, ce programme initie l'utilisateur à la programmation dite d'objet dans le cadre de la création de graphisme 3D et de micromondes. D'après la définition indiquée ci-dessous, la programmabilité est la capacité d'un logiciel à accepter de nouveaux lots d'instructions qui vont en modifier le comportement, ce que Alice ne permet pas. En effet, il y a une préprogrammation de fait dans le logiciel, les utilisateurs ne vont solliciter que les caractéristiques dont ils ont besoin pour réaliser leur projet micromondes.Alice n'est donc pas en soit programmable mais il permet de programmer des scènes en 3D.

Immersion (thème de la représentation, de la virtualité)

A nouveau, le logiciel utilise l'immersion indirectement du fait de son contenu pédagogique. Ainsi, Alice vise à permettre la création d'environnements 3D qui n'est rendue possible que par la capacité offerte par l'ordinateur de pouvoir représenter le réel comme l'imaginaire de façon suffisamment réaliste pour se retrouver plongé à l'intérieur.Immersion B-H-M L'utilisateur se retrouve immergé dans sa propre création de monde virtuel et non pas dans le logiciel lui-même. La dimension d'immersion est un présupposé du personnage d'Alice, personnage de l'ouvrage de Lewis caroll, personnage qui dans son sommeil, parcours différents mondes virtuels, dans lesquels, elle vit plusieurs aventures. Le personnage de fiction Alice se construit un imaginaire, un monde virtuel différent de la réalité. De même le logiciel Alice permet de créer des mondes virtuels et de faire agir des personnages ou des objets.

Composante ludique (Composante ludique, [13])

Alice est ludique par le fait qu'il propose des librairies d'objets et d'environnements issus des dessins animés pour enfants. L'approche de la programmation de graphismes 3D est par conséquent entourée de l'envie de créer de sympathiques mondes imaginaires et d'animer de gentils compagnons. La composante ludique permet par conséquent de motiver l'utilisateur dans son apprentissage. La programmation étant un sujet difficile d'accès et plutôt repoussant pour la majorité, l'utilisation de cette possibilité est essentielle. Les tutoriels vont dans ce sens en présentant des exemples attractifs comme celui de la patineuse à qui l'apprenant fait faire de jolies figures. L'aspect ludique repose donc sur la fantaisie [14], néanmoins cela ne suffit pas forcément à créer une motivation intrinsèque pour tous les utilisateurs. En effet, Alice n'utilise que peu d'autres éléments pour stimuler la motivation comme le fait d'avoir un but, malgré le fait qu'il soit possible de trouver un certain challenge dans la création d'une animation 3D élaborée et que cela puisse éveiller sa curiosité. C'est par conséquent à l'utilisateur de se fixer ses propres buts ce qui va à l'encontre des théories de Jesper Juul. Il stipule en effet qu'une des caractéristiques inaliénables d'un jeu est d'avoir un but explicite, même s'il relève le fait que certains logiciels sont considérés communément comme des jeux alors que le but fait défaut (ex: simcity). [15]

On peut observer dans le logiciel Alice certaines composantes de la théorie du Flow de Mihalycsik Csikszetmihalyi. [16] En effet, l'utilisateur à le contrôle de son activité, il doit être attentif à ce qu'il fait, sa curiosité est éveillée par le choix des éléments présents dans les librairies et il créera son propre intérêt en voulant faire son micromonde. Cette théorie s'applique souvent aux jeux mais se retrouve aussi fréquemment dans le monde de la programmation. Par exemple, il n'est pas rare que les programmeurs oublient tout ce qui les entoure lorsqu'ils sont sur un projet. Ils vont d'ailleurs dans ces moments retrouver une sensation proche de celle décrite par Mihalycsik Csikszetmihalyi et bien connue des joueurs.

Générativité

"La générativité est la capacité de l'ordinateur de générer des nouvelles données, à la demande de l'utilisateur, à partir des données emmagasinées(data-base), transformées par des calcul ou des simulations." (Générativité, calcul et simulation)

Dans le cadre du logiciel Alice, cette possibilité est exploitée pour générer la "scène" finale à partir des ordres donnés par l'utilisateur. Même si tous les éléments sont déjà présents dans les librairies, que ce soit des actions sous forme de méthodes, les objets ou les décors, le logiciel doit compiler toutes ces informations et appliquer les fonctions aux objets choisis pour arriver au produit construit.

Traitements intelligents

Alice comme logiciel micromonde, peut devenir un outil pour apprendre à penser, avec l'application de l'intelligence artificielle par les algorithmes, en delà de l'apprentissage de la programmation orientée objet.

Alice est un exemple de 3D en Squeak

Squeak contient un moteur 3D nommé Balloon3D. Ce moteur est utilisé par le lecteur de Flash ainsi que dans Squeak Alice qui est le port d'une partie d'Alice (un environnement pour novice www.alice.org). Le monde 3D illustre cet aspect de Squeak. [17]

4 stratégies et scénarios pédagogiques

Alice au pays des Merveilles

Le nom du logiciel Alice a été choisi comme métaphore du livre de Lewis Caroll "Alice au pays des Merveilles". L'algorithme qui sous-tend les aventures d"Alice au pays des merveilles" est le plateau d'échecs. Lewis Caroll(Dodgson) était non seulement écrivain mais aussi enseignant de mathématiques et logicien. [18].Pour lui, le langage était fondamentalement connecté avec les algorithmes, les mondes virtuels, imaginaires. On peut considérer Alice au pays des Merveilles comme une fiction mathématique.

La "programmation récréative" est un objectif pédagogique du logiciel Alice, qui est un outil pour enseigner la pensée algorithmique. [19] La compréhension des algorithmes, de leur usage pour la résolution des problèmes pourrait aider les étudiants à développer leur pensée. Ils pourraient devenir plus organisés et consistants dans leur manière de résoudre les problèmes. [20] L'apprentissage de la programmation prend place dans un micromonde (comme avec LOGO et Squeak). Cet environnement "Object-Oriented" ou le langage de la programmation est traduit en objets multimédias visibles et manipulables, facilite l'initiation à la programmation. Il permet la visualisation de concepts et de problèmes. Bruner a montré que les idées techniques complexes sont enseignées au mieux si elles sont introduites graduellement, de manière amusante, pour nous conduire dans la spirale de l'apprentissage.[21]. Les règles formelles peuvent être inférées d'un résultat visible.

Les développements autour d'Alice, ne sont pas sans rappeler la pédagogie du projet et les idées de Celestin Freinet (ou de Dewey "Learning by doing"). C'est moins l'interaction avec le logiciel lui-même que le projet pédagogique dans lequel s'inscrit cette interaction qui s'avère pertinent (idem pour cabri géomètre). On peut aussi parler d'apprentissage par la découverte, mais avec étayage. (réf:Les micromondes,PPT du cours Environnements informatisés d’apprentissage 2004-2005 M. Bétrancourt)

Caitlin Kelleher qui a crée les tutoriels inclu dans dans le logiciel Alice.[ http://www.cs.cmu.edu/~caitlin/]propose l'approche d'Alice par la création de projets de récits (storytelling). Les étudiants réalisent des récits, des nouvelles ou des jeux. Son travail de recherche a montré que les adolescentes sont plus intéressées au côté narratif que les garçons de leur àge, qui préfèrent les simulations et les jeux vidéos.

Charles Herbert [22] utilise le PBL (problem based learning)pour enseigner avec Alice. Dans son approche, les étudiants apprennent à forger une solution à un problème comme une collection de modules qui résolvent des plus petites, plus tangibles parties du problème de base plus complexe. [ http://faculty.ccp.edu/dept/viewpoints/f06v8n1/Alice2.htm].

Les deux approches ne s'excluent pas mutuellement. Elles représentent les variations possibles entre "une fiction mathématique" et "la programmation récréationnelle".

Jenni Griselda Evgenia Monique