Technologies mobiles et apprentissage collaboratif

Mohamed Droui
 

Résumé
Dans le cadre d'une recherche pour améliorer l'apprentissage collaboratif des sciences, nous résumons les études récentes sur l'apport des technologies mobiles et cela nous permet de faire l'hypothèse qu'il y aurait avantage pour les apprenants à intégrer ces technologies dans un scénario d'apprentissage en classe. Deux études de cas exploratoires, la première avec des ordinateurs PC et la seconde avec des smartphones, mettent en évidence les avantages des technologies mobiles car elles favorisent la communication entre les apprenants, la coordination du groupe et l'engagement cognitif de chacun. Notre recherche ouvre des perspectives pour le développement d'environnements d'apprentissage mobile innovants, centrés sur les besoins des apprenants et qui intègrent les technologies au bon moment et pour la bonne activité.

Mots clés : apprentissage collaboratif, apprentissage mobile, technologies mobiles, smartphones (téléphones mobiles intelligents).

Introduction

   Depuis quelques années déjà, divers appareils numériques mobiles ont envahi la vie quotidienne, comme par exemple l'ordinateur portable mais surtout le téléphone cellulaire, le baladeur numérique, l'ordinateur de poche ou assistant numérique personnel (« Personal Digital Assistant »), le smartphone, la tablette, etc. En parallèle de l'avènement de ces technologies mobiles, se développe l'apprentissage mobile ou « m-learning », considéré par certains comme la voie de l'avenir pour l'éducation des jeunes générations d'apprenants. Après plusieurs études exploratoires pour identifier des applications pédagogiques pertinentes, l'heure est venue de la baladodiffusion pour l'apprentissage des langues, pour des compléments d'information avant ou après le cours, etc. Les initiatives se multiplient, tant dans des programmes universitaires traditionnels que pour la formation des adultes. Les technologies mobiles sont chantées comme celles de « l'apprentissage tout au long de la vie » et des recherches se multiplient pour définir la problématique et les caractéristiques de l'apprentissage mobile. Nous résumons ici ces recherches sur lesquelles repose notre hypothèse, à savoir que les technologies mobiles peuvent nous permettre d'améliorer l'apprentissage collaboratif des sciences. Deux études exploratoires, qui font partie du processus de conception de l'environnement collaboratif d'apprentissage, viennent étayer notre argumentaire et nous en retraçons les grandes lignes, avant de conclure sur les étapes et perspectives à venir de notre recherche.

Problématique

   Le domaine de l'apprentissage mobile est jeune et il en est encore à se définir. Un regroupement des différentes définitions en quatre grands axes a été proposé (Winters 2006) et l'apprentissage mobile peut ainsi être considéré soit : 1) comme une instance de l'apprentissage en ligne ou « e-learning » ; 2) du point de vue des caractéristiques des technologies qui le sous-tendent ; 3) comme un complément et un prolongement de l'enseignement traditionnel ; 4) en ciblant les apprentissages qui mettent en jeu la mobilité de l'apprenant. Une analyse de ces travaux portant sur la définition de l'apprentissage mobile nous a permis d'adopter la définition suivante : « Ainsi, M-Learning serait un type de e-learning, à distance ou en face, qui utilise les technologies mobiles, et conçues pour répondre de manière appropriée à la mobilité des étudiants et aux préférences modernes. » (Vazquez, Droui et Martial, 2009).

   Or, ces technologies mobiles présentent des limites qui sont autant de barrières au développement d'applications pédagogiques : mémoire et capacités de stockage réduites, petite taille et faible qualité de définition des écrans, modalités de saisie contraignantes (stylets, claviers minuscules), fiabilité et vitesse de la connexion variables et limitées (Mclean 2003). Toutefois, ce sont les avantages des technologies mobiles que plusieurs chercheurs veulent mettre à profit dans l'enseignement et nous pouvons citer notamment : la portabilité, la facilitation des interactions sociales, la personnalisation, la sensibilité au contexte, la possibilité de connectivité, le lien entre les mondes numériques et physiques (Milrad, 2004).

   En s'appuyant sur une revue de littérature a propos des recherches réalisées sur l'apprentissage mobile, Droui et al. (2013) ont mis en évidence les grands axes de développement d'applications d'apprentissage mobile, basées sur des théories de l'apprentissage : behavioristes, constructivistes, situées, collaboratives, informelles ou l'apprentissage à vie. On peut ainsi constater (Sharples. 2006) qu'après une première phase qui a vu le développement de systèmes de réponses s'inscrivant dans une approche conventionnelle d'enseignement, une deuxième phase a mis l'accent sur les fonctions d'aide à l'organisation de l'apprentissage personnel des apprenants nomades (études sur le terrain, visites de musées, etc.). La conception d'applications éducatives mobiles rentre maintenant dans une troisième phase, celle de l'apprentissage contextuel avec la définition d'espaces d'apprentissage à vie. Dans le cadre du projet européen MOBIlearn, une approche de développement, impliquant de nombreux professeurs et experts et basée sur des théories de l'apprentissage, a même été élaborée pour des applications de cette catégorie (Taylor et al., 2006). Cependant, non seulement il nous paraît difficile de voir se dégager une problématique propre à l'apprentissage mobile, mais toutes ces approches restent selon nous centrées soit sur les technologies mobiles elles-mêmes et leurs fonctionnalités, soit sur l'apprenant mobile en dehors de la salle de classe. Il en résulte que les fonctions d'accès distant à l'information et de communication (par sms ou courriel notamment), offertes par ces technologies, sont privilégiées au détriment de celles de calcul et de simulation, fort utiles dans l'enseignement des sciences en particulier.

   Dans ce contexte, nous avons cherché à aborder la question de l'apprentissage mobile dans une toute autre perspective : celle de l'amélioration de l'apprentissage des sciences en tenant compte des besoins de l'apprenant. En effet, dans l'enseignement de la physique, certaines notions difficiles d'accès sont abordées au niveau des programmes universitaires, de telle sorte qu'on s'aperçoit a posteriori qu'elles n'ont pas vraiment été comprises par les étudiants des universités. C'est le cas de l'explication de l'effet photoélectrique, selon le modèle quantique d'Einstein, en physique moderne (Steinberg, Oberem et McDermott, 1996), ( McKagan et al., 2007). Un scénario d'apprentissage a alors été élaboré, basé sur une approche socio-constructiviste mettant en jeu un simulateur et des activités de collaboration. Compte tenu des besoins des apprenants et des caractéristiques des technologies mobiles, nous avons fait l'hypothèse que donner un accès au simulateur à chaque étudiant grâce à un smartphone favoriserait le changement conceptuel et la compréhension du modèle quantique de la lumière (Droui et al., 2009). Cette hypothèse, qui repose à la fois sur des approches socio-constructivistes pour l'apprentissage et sur des travaux de recherche sur les technologies mobiles, mérite selon nous d'être explicitée.

Les technologies mobiles comme support à la collaboration et à la simulation

   Notre scénario d'apprentissage repose sur plusieurs travaux en didactique des sciences (Droui et El Hajjami, 2014), montrant le rôle des simulations chez les étudiants en sciences pour :

• améliorer la compréhension intuitive des phénomènes complexes (Alessi et Trollip, 1985) ;
• activer les compétences procédurales de base et les compétences procédurales spécifiquement intégrées à la démarche scientifique (Roth et Roychoudhury, 1993) ;
• contribuer au changement conceptuel (Windschitl et Andre, 1998) ;
• faire une place importante au « discours interne » dans l'esprit de l'étudiant, par la prédiction, la manipulation et la vérification (Perkins et Simmons, 1988) ;
• de mettre en évidence un conflit conceptuel par la vérification d'hypothèse, la résolution de ce conflit menant à la construction de nouvelles connaissances (Osborne et Squires1987).

   C'est dans le cadre de cette approche que nous nous intéressons au rôle des technologies mobiles pour un apprentissage collaboratif.

La collaboration dans l'apprentissage

   Sur la base des travaux de Vygotsky (1978) qui s'est intéressé au rôle des interactions sociales dans l'apprentissage, plusieurs recherches montrent que la construction de nouvelles connaissances est facilitée par la collaboration avec les pairs d'apprentissage (Brufee, 1993), (Dillenbourg, 1996), (Henri et Lundgren-Cayrol, 2001) et (Zurita et al., 2004), notamment en stimulant les mécanismes d'apprentissage (Dillenbourg, 1996). Selon Henri et Lundgren-Cayrol, la collaboration suscite l'engagement de l'apprenant et le groupe joue le rôle de catalyseur (Henri et Lundgren-Cayrol, 2001). Ces auteures identifient trois composantes essentielles à un apprentissage collaboratif : la communication entre les apprenants, l'engagement individuel pour une contribution cognitive et sociale, ainsi que la coordination des activités du groupe. D'autres recherches ont prouvé une forte corrélation entre le degré d'interactivité des apprenants et leur rendement scolaire (Droui, 2012).

Technologies et apprentissage collaboratif

   Les avantages des environnements d'apprentissage collaboratif supporté par ordinateur (« Computer Supported Collaborative Learning » ou CSCL) ont été mis en évidence au travers de différents projets (Gutwin et al. 1996). Cependant, plusieurs évaluations convergent pour identifier les limites de ces environnements (Curtis et Lawson, 1999), (Kreijns et al., 2002) et (Scott et al., 2000). En effet, utilisés en classe, ces environnements basés sur un PC par apprenant s'avèrent inadéquats pour soutenir la communication en face à face (avec contact visuel et langage gestuel), les interactions de personne à personne et la coordination du groupe. On rencontre la situation dans laquelle chaque apprenant a son propre ordinateur et il a alors peu tendance à collaborer car ses pairs lui sont partiellement cachés par l'écran, les échanges verbaux sont moins naturels et la désignation à l'écran peu aisée. Dans l'autre cas où plusieurs apprenants se partagent le même ordinateur, on voit alors apparaître une notion de rôles et une seule personne peut véritablement interagir avec la technologie, pendant que les autres sont plus passives, ou encore dictent à l'apprenant assis devant l'ordinateur ce qu'il doit faire ; celui-ci a alors un rôle d'exécutant. Nous pouvons considérer que la technologie reste alors un frein à une collaboration optimale.

Technologies mobiles et apprentissage collaboratif

   Les travaux concernant les environnements mobiles d'apprentissage collaboratif, ou « Mobile Computer Supported Collaborative Learning » (MCSCL,) sont récents mais ils permettent déjà d'identifier des avantages pour l'apprenant (Jipping et al. 2001), (Lucchini et al., 2002) et (Stanton et Neale, 2002) :

• chaque étudiant peut avoir son dispositif, personnel et maniable, ce qui favorise son engagement dans les activités ;
• le transfert facile d'informations d'un dispositif à l'autre permet de nouvelles formes d'échanges ;
• la mobilité, la portabilité et l'accès instantané permettent aux étudiants de s'engager sans entrave dans des activités collaboratives ;
• les interactions sociales, pour la communication et la coordination du groupe, ne sont pas gênées par la technologie et peuvent se dérouler dans toutes leurs dimensions (communication verbale, visuelle et gestuelle) ;
• les technologies mobiles présentent un potentiel pour l'élaboration de nouvelles méthodes d'enseignement, sous réserve d'une conception adéquate.

   C'est sur ces travaux que repose notre hypothèse selon laquelle l'ordinateur de poche peut favoriser l'apprentissage collaboratif des sciences et que nous avons élaboré un scénario d'apprentissage qui nous a amenés à réaliser deux études de cas exploratoires.

Deux études de cas exploratoires

   Deux études de cas exploratoires ont été effectuées dans le cadre de notre recherche pour améliorer l'apprentissage des sciences. Rappelons que le point de départ de cette recherche est la difficulté rencontrée par les étudiants, dans le cadre d'un cours de physique moderne, à comprendre l'effet photoélectrique et le modèle quantique élaboré par Einstein. Ces études de cas nous ont permis d'observer et d'analyser comment les apprenants se comportent entre eux et face à la technologie. Elles font partie intégrante du processus d'analyse et de conception qui doit mener d'une part à l'élaboration et à la validation du scénario d'apprentissage et, d'autre part, à la réalisation et à l'évaluation de la plate-forme et de l'interface, des étapes nécessaires à l'étude ultérieure de l'apport au changement conceptuel chez les apprenants.

   Les deux études de cas ont été effectuées avec des étudiants marocains de premier cycle universitaire en génie électrique entre novembre 2015 et mars 2016. Elles reposent toutes les deux sur un scénario d'apprentissage préalablement élaboré selon des approches constructivistes de l'apprentissage évoquées précédemment (simulation pour susciter le conflit cognitif et favoriser le changement conceptuel). Chaque apprenant passe d'abord un pré-test pour évaluer ses connaissances. Puis, après des rappels théoriques sur le modèle ondulatoire de la lumière et une description du dispositif expérimental qui va leur être proposé, les apprenants sont invités à faire des prévisions sur les résultats attendus. L'expérimentation virtuelle, effectuée avec le simulateur de l'effet photoélectrique PhET de l'Université du Colorado à Boulder (PhET, 2017), concerne l'étude de l'effet photoélectrique sur trois métaux (le cuivre, le zinc et le sodium). Dans l'étape suivante et individuellement, les apprenants font varier trois paramètres par métal pour obtenir les courbes correspondantes. Les résultats obtenus doivent normalement les mettre en situation de conflit cognitif, en lien avec leurs prévisions, et on leur demande alors d'élaborer un modèle explicatif. À la fin de la séance, les étudiants passent un post-test pour évaluer leurs connaissances

Étude de cas avec le simulateur sur PC

   Le scénario d'apprentissage a été réalisé avec 54 étudiants dans le cadre du cours de physique donné dans le programme de formation des ingénieurs. Chaque étudiant disposait d'un ordinateur PC. En effet et comme le préconise toute démarche de conception centrée sur l'usager, dans un cadre général (Nielsen, 1993) et plus spécifiquement dans celui de l'apprentissage mobile (Taylor et al., 2006), l'analyse de l'activité effective des apprenants, dans leur contexte réel d'apprentissage – ici la classe – est essentielle. Le recueil de données s'est effectué par observation et prise de notes par le chercheur, ainsi que par questionnaires remplis par les apprenants.

   Cette étude visait l'analyse de l'activité des apprenants afin d'évaluer et d'améliorer le scénario d'apprentissage dans son ensemble ainsi que ses différents éléments ; la version du simulateur de l'effet photoélectrique PhET accessible via le Web a été alors utilisée (PhET, 2017). Une attention particulière a ainsi été accordée aux documents mis à disposition : rappels théoriques, description du dispositif et protocole expérimental, questions du pré-test et du post-test. Nous nous sommes aussi intéressés à la durée consacrée par chaque étudiant à chacune des activités, aux difficultés rencontrées, aux échanges, etc. Cette étude nous a montré que la séance de trois heures qui avait été prévue était trop courte mais surtout la comparaison des résultats du pré-test et du post-test s'est avérée peu concluante : les apprenants n'ont en général pas vraiment tiré profit de cette séance de cours et non seulement ils paraissent n'avoir rien appris, mais certains semblent avoir « désappris ». Le tableau 1 résume les statistiques descriptives des scores obtenus par les apprenants entre le prétest et le post-test. Nous pouvons constater que la moyenne des pourcentages du total de bonnes réponses du groupe témoin passe de 49,83 % à 51,03 %, soit une très faible amélioration de 1,2 %. Ces résultats montrent qu'il n'y a pas de différence significative entre les scores obtenus avant et après l'expérimentation (p = 0,371) (tableau 2). Une analyse des observations de l'activité des apprenants nous a conduits à expliquer ces résultats par un manque de motivation et d'engagement, tant cognitif que social, des apprenants dans le processus d'apprentissage. Nous avons notamment pu observer qu'embusqués derrière l'écran de leur PC, certains étudiants consultent leur courriel ou surfent sur Internet plutôt que d'écouter les informations données par le professeur ou de lire les documents qui leur sont remis. Certains discutent entre eux sur des sujets divers sans rapport avec le cours. Plusieurs apprenants trouvent le temps long ; ils regardent fréquemment leur montre et manifestent le désir de quitter la salle de cours avant la fin de la séance.

   Suite à cette première étude exploratoire et en prévision de l'étape suivante, nous avons été amenés à effectuer une amélioration du scénario d'apprentissage, notamment en attribuant plus de temps aux activités, par un allègement de l'étape de rappels théoriques, par une diminution du nombre des questions du pré-test et du post-test et par une reformulation de certaines questions.

Tableau 1 : Moyennes des scores au pré-test et au post-test (cas PC).

Tableau 2 : Comparaison des moyennes des scores obtenus au pré-test et au post-test (cas PC).

Étude de cas avec le simulateur sur smartphone

   La deuxième étude exploratoire a été effectuée dans le cadre d'une classe expérimentale de 51 étudiants. Le scénario d'apprentissage suivi dans cette deuxième étude diffère de celui de la première étude essentiellement sur les points suivants : 1) une partie des activités s'effectuent en collaboration (prévisions et explications des résultats pour un métal donné dans une première étape, et échange des résultats pour les différents métaux dans une deuxième étape) ; la simulation est effectuée individuellement par chaque apprenant sur un ordinateur de poche et le travail de synthèse en équipe est réalisé sur un ordinateur portable.(figure 1)

Figure 1 : Simulateur PhET(2017) sur smartphone.

   Cette étude de cas exploratoire fait partie du processus global de conception. Elle consiste, en quelque sorte, en une « preuve de concept » et est la première étape de validation de notre hypothèse quant au rôle des technologies mobiles dans l'apprentissage des sciences. Par ailleurs, elle a un rôle important pour l'élaboration des spécifications de la plate-forme et de l'interface du simulateur. Dans le contexte de cette classe expérimentale, le recueil de données s'est effectué, non seulement par observation et prise de notes par le professeur-chercheur, ainsi que par questionnaires remplis par les apprenants, mais aussi par enregistrements vidéo des activités des apprenants, en équipe et individuellement, ainsi que par l'enregistrement de toutes des actions et échanges effectués par les étudiants lors des mises en commun et la rédaction de leurs explications. Les étudiants, recrutés sur la base de leur niveau d'études post-secondaires, sont mis dans une situation d'apprentissage réaliste, analogue à celle qui pourrait être rencontrée en classe. Après passation d'un pré-test de connaissances, le scénario d'apprentissage comprend plusieurs étapes :

• rappels théoriques, description du dispositif (simulateur) et du protocole expérimental par le professeur ;
• formation des équipes de trois étudiants, une par métal (cuivre, sodium et zinc) ;
• par équipe, les étudiants identifient les variables qu'ils jugent pertinentes et font leurs prédictions des résultats attendus ;
• individuellement chaque étudiant télécharge un simulateur de l'effet photoélectrique PhET et fait ses propres expériences sur son propre smartphone ;
• par équipe, suit une étape de comparaison, de discussion des résultats et de proposition d'une explication et d'un modèle ; les résultats individuels sont transférés des smartphones sur un ordinateur portable mis à disposition de l'équipe pour la rédaction d'une première synthèse par métal ;
• la mobilité des apprenants est alors exploitée pour la mise en commun finale qui consiste en la formation de nouvelles équipes, chacune composée d'un étudiant ayant fait son expérimentation avec un métal différent pour l'élaboration d'une explication et d'un modèle complet.

   Comme dans la première étude de cas, un pré-test et un post-test de connaissances ont été passés par les apprenants. De plus, un questionnaire final ouvert a été proposé à chaque étudiant.

   Les résultats de cette deuxième étude contrastent notablement avec ceux de la première : tout d'abord, la comparaison des résultats du pré-test et du post-test montre une augmentation nette des connaissances et une meilleure compréhension de l'effet photoélectrique pour tous. Le tableau 3 résume les statistiques descriptives des scores obtenus par les apprenants entre le prétest et le post-test. Nous pouvons constater que la moyenne des pourcentages du total de bonnes réponses du groupe témoin passe de 16,18 % à 58,68 %, soit une amélioration de 42,49 %. Ces résultats montrent que cette différence entre les scores obtenus avant et après l'expérimentation est très significative avec une probabilité quasi nulle (p = 0,00) (tableau 4). Par ailleurs, l'analyse de l'activité révèle que les étudiants se sont montrés, d'emblée et jusqu'au bout, motivés et impliqués dans le processus d'apprentissage, témoignant d'un réel engagement cognitif. Tous sont restés au-delà des quatre heures prévues afin d'achever leur travail et ont activement participé tant aux activités individuelles (simulateur, questionnaires) que collectives (prévisions, mises en commun, explications). Dans le questionnaire final, les apprenants expriment leur intérêt pour ce mode d'apprentissage et les avantages de la simulation sur un smartphone : « La simulation m'a aidé à comprendre le sujet... avoir un smartphone pour les simulations m'a permis de faire des hypothèses et de les vérifier en pratique ». De plus, l'interactivité offerte à chacun des apprenants a été fort appréciée, en particulier pour visualiser le phénomène de l'effet photoélectrique avec le simulateur. Le côté ludique de l'application a également été souligné.

Tableau 3 : Moyennes des scores au pré-test et au post-test (cas des Smartphones).

Tableau 4 : Comparaison des moyennes des scores obtenus au pré-test et au post-test (cas des Smartphones).

Avantages des technologies mobiles pour l'apprentissage collaboratif

   Ces deux études exploratoires présentent des limites et les conclusions que nous pouvons en tirer doivent être pondérées, notamment en raison du nombre d'apprenants impliqués, des contextes différents dans lesquels elles ont eu lieu, du profil non homogène des étudiants et de facteurs extrinsèques non contrôlables ayant pu influencer la motivation et l'engagement des étudiants.

   Nous estimons toutefois que cette deuxième étude de cas apporte une preuve de concept et valide notre hypothèse avec une mis en évidence que :

• la collaboration facilite bien l'apprentissage des sciences selon une approche socio-constructiviste ;
• l'usage des téléphones mobiles suscite l'engagement cognitif de chaque apprenant dans le processus d'apprentissage ;
• le smartphone fournit à l'apprenant une grande flexibilité dans son processus de construction des connaissances car il peut toujours revenir en arrière pour vérifier des données ou refaire une partie de l'expérimentation sur son téléphone mobile ;
• le scénario mettant en jeu l'ordinateur de poche favorise à la fois les communications naturelles (verbales, visuelles et gestuelles) entre les apprenants, ainsi que la coordination du groupe ;
• il permet différentes formes de collaboration en permettant la mobilité de l'apprenant (formation d'équipes par métal puis de nouvelles équipes pour la mise en commun avec les trois métaux) ;
• la nouveauté et l'aspect ludique de la technologie stimulent l'intérêt et la motivation de cette catégorie d'apprenants, majoritairement entre 18 et 22 ans.

   Dans notre scénario d'apprentissage, l'intégration des technologies mobiles facilite autant les activités individuelles que les activités de groupe, nécessaires à un apprentissage collaboratif réussi, tel que préconisé par les chercheurs du domaine déjà cités (Dillenbourg, 1996) et (Henri et Lundgren-Cayrol, 2001). Elles répondent ainsi aux besoins des apprenants en favorisant les interactions étudiant-étudiant, étudiant-contenu et étudiant-professeur (Anderson, 2002) selon les catégories définies par Moore (Moore, 1989) pour classer les interactions sociales dans l'apprentissage collaboratif. Il est à noter que notre scénario d'apprentissage a mis l'accent avant tout sur les besoins des apprenants, ne leur proposant la technologie (smartphones et/ou ordinateur portable) qu'à certaines étapes et lorsqu'elle est jugée appropriée.

Perspectives

   Les perspectives de cette recherche doivent être considérées à deux niveaux : à court terme concernant le simulateur de l'effet photoélectrique et à moyen et long terme pour la conception d'environnements collaboratifs d'apprentissage mobile.

L'apprentissage collaboratif de l'effet photoélectrique simulé sur smartphones

   Comme nous l'avons souligné, ces deux études exploratoires ne sont que des étapes du processus d'analyse et de conception d'une application centrée sur les besoins des apprenants. Elles nous ont permis de compléter et de valider à la fois notre scénario d'apprentissage pour notre prochaine étape. Il s'agira alors d'une nouvelle expérimentation, une plate-forme et une interface seront développées et de nouvelles possibilités seront offertes aux étudiants (comme par exemple celle d'envoyer leurs résultats individuels par courriel pour un travail ultérieur dans un autre contexte) et les données seront systématiquement recueillies (traces et enregistrement vidéo de toutes les activités individuelles des étudiants sur le smartphone et de toutes les activités de collaboration) à fin d'analyses détaillées. Par ailleurs, le pré-test et le post-test seront administrés à un groupe témoin, dans plusieurs établissements, afin de comparer l'efficacité du scénario d'apprentissage.

   Dans une étape ultérieure de la recherche, la plate-forme devra nous permettre de scinder la séance d'apprentissage et de délocaliser certaines des activités (ailleurs, en présence ou à distance). Par exemple, après les rappels théoriques, les prévisions et l'expérimentation avec le simulateur, les apprenants pourraient avoir à trouver les explications aux résultats obtenus et à élaborer un modèle, pour une séance ultérieure et en ayant recours à des ressources et un forum, disponibles sur un site Web. L'accès à la simulation par l'étudiant avec un code et un mot de passe propres, pourra offrir de nouvelles possibilités au professeur, comme par exemple celle de constituer les équipes selon les résultats au pré-test, de faire passer le pré-test sur le smartphone, de suivre et d'évaluer les activités de chacun des étudiants au sein du groupe, etc.

La conception d'environnements collaboratifs d'apprentissage mobile

   Le scénario d'apprentissage que nous avons élaboré autour de la simulation de l'effet photoélectrique pourra ultérieurement être adapté pour l'apprentissage d'autres notions de sciences. Techniquement parlant, le téléchargement de l'application sur le smartphone pourrait ne pas être nécessaire si le site Web du cours est conçu de telle sorte que son accès par des dispositifs mobiles a été prévu. Les modèles de conception et d'évaluation d'environnements d'apprentissage socio-constructivistes proposés par Taylor (Taylor et al., 2006) ou encore par Tselios (Tselios, Avouris et Komis, 2008) nous paraissent pertinents dans la mesure où ils sont centrés sur les besoins de l'apprenant. Il est alors essentiel de toujours chercher à optimiser les conditions d'apprentissage, sans vouloir utiliser la technologie à tout prix et pour tout faire. Rappelons que, dans notre deuxième étude exploratoire, les apprenants écoutent le professeur quand il fait ses rappels théoriques au début de la séance, car ils n'ont aucun ordinateur pour les distraire (comme c'est le cas dans la première étude). Puis, chacun peut manipuler les paramètres de la simulation avec le maximum d'interaction avec le contenu puisque chaque étudiant a un smartphone en main. Par la suite, pour la mise en commun et la rédaction des explications, on ne demande pas aux étudiants d'insérer des courbes et de rédiger du texte avec les minuscules clavier et écran de leur smartphone ; on met un ordinateur portable à leur disposition. On pourrait aussi envisager qu'une partie du travail puisse être fait par l'étudiant, chez lui ou dans une salle d'ordinateurs de l'établissement. En résumé, les nouveaux environnements collaboratifs d'apprentissage doivent, selon nous, être conçus en évitant le piège de la technologie pour la technologie et en ne l'utilisant qu'à bon escient selon les besoins de l'apprenant et à la carte. Comme le souligne Varoula (2004) dans sa recherche sur l'usage des technologies mobiles, le fait qu'un apprenant ait un téléphone cellulaire ne va pas l'empêcher d'utiliser un téléphone fixe, et vice-et-versa, quand il le juge approprié. Dans le même ordre d'idée, il nous paraît également important de se rappeler que mobilité n'est pas nécessairement synonyme de distance. Ainsi, tel que préconisé par Milrad (2006), en permettant des communications (verbales, visuelles et gestuelles) naturelles tout en offrant les capacités de calcul, de simulation, d'accès instantané à l'information distante et de stockage des ordinateurs, les technologies mobiles donnent l'opportunité de développer de nouveaux environnements d'apprentissage innovants, en classe comme à distance..

Conclusions

   Après avoir rappelé la problématique actuelle de l'apprentissage mobile et les résultats des recherches qui résument ses caractéristiques, nous avons décrit brièvement deux études de cas exploratoires, menée dans le cadre d'une recherche pour améliorer l'apprentissage collaboratif des sciences, en particulier celui de l'effet photoélectrique. Nous avons pu mettre en évidence, qu'intégrées à un scénario complet, les technologies mobiles contribuent à l'amélioration de l'apprentissage en favorisant la communication entre les apprenants, en facilitant la coordination du groupe et en stimulant l'engagement cognitif de chacun. Les perspectives de cette recherche ont été considérées à court terme pour améliorer l'apprentissage avec le simulateur de l'effet photoélectrique, ainsi qu'à plus long terme pour la conception d'environnements collaboratifs d'apprentissage mobile innovants, centrés sur les besoins des apprenants et qui intègrent les technologies au bon moment et pour la bonne activité. L'augmentation très rapide de la pénétration des technologies mobiles et leur adoption quasi-immédiate par les jeunes apprenants, créant une véritable « culture mobile » pour reprendre les termes de Caron et Caronia (2005), peut laisser présager que d'ici quelques années, le smartphone sera aussi commun que la calculatrice scientifique pour les étudiants en sciences dans tous les établissements scolaires et universitaires. De nouveaux scénarios d'apprentissage vont pouvoir être élaborés, en classe comme à distance, selon les besoins des apprenants et en optimisant les rôles du professeur et du tuteur.

Mohamed Droui
Faculté des sciences de l'éducation,
Université Mohammed V de Rabat

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