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Contribution à l'évaluation de l'impact de l'intégration des Tice Omar El Ouidadi, Abdellatif Lakdim, Khadija Essafi, Khalid Sendide Résumé : Quantitativement, les résultats ont montré que les écarts observés dans les performances entre les élèves du groupe pilote (22 élèves) et celui témoin (24 élèves) ne sont pas significatifs sur le plan de l'acquisition des connaissances. Au contraire, une amélioration, estimée à travers les taux de bonnes réponses, a été enregistrée chez le groupe pilote au niveau de l'acquisition des compétences liées à l'application (55 %) et au raisonnement (91 %) contre (21 %) et (63 %) réalisés respectivement par les élèves du groupe témoin. Qualitativement, l'expérimentation a révélé un allègement dans la tache de l'enseignant, une forte motivation des élèves et une augmentation des interactions au sein du groupe classe. Parmi les limitations majeures à ce travail, nous tenons à signaler les contraintes liées à la gestion du temps et la disponibilité des ressources numériques éducatives adéquates. Mots clés : TICE, Simulations, Compétences, Motivation, Interactions. Introduction Afin de s'intégrer dans la société globale de l'information et du savoir, le Maroc a entamé, en 1999, la reforme de son système éducatif par l'opérationnalisation de la charte nationale de l'éducation et de la formation. Dans cette charte, tout un levier (Levier 10 [1]) a été consacré à l'utilisation des nouvelles technologies de l'information et de la communication (TIC) (articles 119, 120,121). Dans cette optique, le ministère de l'éducation national a lancé en 2005 le programme GENIE qui vise la généralisation des TICE. Après la première phase, et pour remédier aux dysfonctionnements et déperditions constatés lors du déploiement de cette stratégie initiale, la Direction du Programme GENIE (DPG), a lancé, dans le cadre du plan d'urgence (2009-2012) une nouvelle stratégie visant à promouvoir, faciliter et mettre en valeur une culture pédagogique qui favorise l'intégration des TICE dans l'enseignement et l'apprentissage. Ce nouveau souffle donné à la stratégie initiale réaffirme la volonté du ministère de créer un climat propice à l'utilisation des TICE dans les pratiques de classe. La feuille de route actuelle de ce programme prévoit, en plus des axes dédiés à l'infrastructure et la formation, l'acquisition de ressources numériques éducatives de qualité adaptées au contexte culturel et scolaire marocain et le développement des usages des TICE. Si ces initiatives sont en mesure de favoriser l'acquisition de compétences technologiques, l'intégration réussie des TICE nécessite davantage d'efforts dans le volet pédagogique. En effet, selon Barette (2007), les TIC ne se révèlent efficaces que lorsqu'elles s'intègrent à une pédagogie qui articule finement des activités pédagogiques dont les méthodes servent des objectifs explicites. Autrement dit, le pédagogue doit savoir utiliser les TIC de façon judicieuse pour atteindre les objectifs proposés par les programmes d'études (apprentissage des connaissances et développement des compétences). Il devra alors choisir l'outil TIC convenable aux situations d'enseignement-apprentissage, en fonction des compétences visées, le pré-acquis de ses élèves...etc. La mise à disposition de ressources numériques éducatives labélisées et la formation de communautés de pratiques (locales, régionales ou nationales) sont autant de moyens susceptibles de faciliter l'intégration de ces technologies dans l'enseignement des différentes disciplines tout en s'inspirant des résultats de la recherche scientifique. Dans le cadre de l'enseignement des disciplines dites scientifiques, l'expérimentation occupe une place primordiale, en ce sens qu'elle permet à l'élève d'apprendre à observer, analyser, émettre et vérifier des hypothèses, manipuler..., mais les pratiques quotidiennes ont montré que l'enseignant peut se trouver confronté à des problèmes de pénurie de matériel expérimental, de délicatesse de certaines expériences ou encore de leurs caractères dangereux. Dans des situations pareilles, l'enseignant peut choisir le recours aux TICE pour remplacer ou compléter l'expérience. En SVT, par exemple, L'utilisation des simulations comme ressources numériques éducatives peut constituer un matériel didactique alternatif prometteur pour l'enseignement et l'apprentissage des phénomènes d'ordre microscopiques (cellule, organite...), moléculaires (duplication d'ADN, synthèse des protéines, antigène/anticorps...), ou encore des phénomènes qui durent (croissance...). La simulation numérique définit comme étant l'un des outils permettant de simuler des phénomènes réels (Wikipédia), a été classée dans la catégorie d'applications scolaires et éducatives destinées à des apprentissages en établissement (école, collège, université) ou en contexte de formation à distance (Bibeau, 2005). Elle constitue, selon Bibeau (2007), un des outils numériques privilégiés dans le contexte du rationalisme-cognitivisme comme approche pédagogique. Le tableau ci-dessous présente la définition des différents éléments de la situation enseignement-apprentissage selon cette approche (Bibeau, 2007). Tableau I : Définition des éléments de la situation enseignement-apprentissage selon l'approche rationalisme-cognitivisme.
Il serait judicieux de multiplier les recherches qui tentent d'évaluer et de mettre en évidence les apports possibles des simulations, comme outil TIC, dans la mise en place d'une nouvelle conception de l'enseignement expérimental. Dans ce genre de recherche, les performances des élèves constituent une variable privilégiée pour mesurer quantitativement l'impact des TIC. Cette mesure peut être complétée par une recherche de nature qualitative reposant sur les points de vue des élèves, des enseignants et des parents (Poyet, 2009). Objectif Cette étude s'est fixée pour objectif :
Problématique Selon les orientations pédagogiques et programmes officiels, l'observation et l'expérimentation occupent une place primordiale dans l'enseignement des SVT, Cependant l'enseignant se trouve dans plusieurs cas confronté aux problèmes de l'absence ou de la pénurie de matériels frais et d'équipements nécessaires dans les laboratoires des lycées. Dans ces situations, le recours aux technologies de l'information et de la communication constitue-t-il, même partiellement une alternative efficace et prometteuse ? Hypothèse Les travaux présentés ici tentaient de tester l'hypothèse suivante : Méthodologie I - Description du produit multimédia « Mitose » Pour mener cette expérimentation, nous avons construit un produit multimédia sous forme d'une présentation « PowerPoint », dans laquelle ont été agencées les séquences d'apprentissage relatives au concept de transfert du matériel génétique par mitose. Dans ces séquences nous avons intégré des simulations selon un scenario pédagogique. (Lien vers le diaporama). Dans ce produit fait en langue arabe, qui est la langue d'enseignement des sciences de la vie et de la terre dans le système éducatif marocain, les principales séquences du scenario pédagogique sont décrites brièvement comme suit : 1. Un test diagnostic qui évalue les pré-requis des apprenants (voir description ci-dessous). La figure suivante donne un exemple d'item de ce test dans lequel on demande à l'élève d'identifier les organites d'une cellule. Figure 1 : Exemple d'item du test diagnostique (traduction). 2. La formulation de la problématique est faite à partir de l'illustration suivante : Figure 2 : Exemple de présentation pour formuler la problématique (traduction). 3. L'élaboration du protocole expérimentale qui permettra d'observer des cellules en division (extrémité de la racine d'ail comme matériel biologique) a été faite à partir d'une discussion animée par l'enseignant. Devant les difficultés d'ordre matériel qui entravent la réalisation de cette expérience en situation classe, des photos en couleur de l'aspect des cellules observées au microscope à différents grossissement sont proposées aux élèves pour constater que les changements et les remaniements lors de la multiplication cellulaire concernent particulièrement le contenu du noyau, et que les cellules présentent des aspects différents afin de souligner que la division cellulaire se fait en étapes. Figure 3 : Exemple d'observation microscopique exploité (traduction). 4. Pour visualiser la succession des événements de la mitose et dégager les caractéristiques de ses différentes phases, nous avons intégré des simulations mises à notre disposition par l'entreprise « edumedia science » spécialisée dans la production de produits multimédia éducatifs. La conception de ces simulations offre aux élèves une forme d'interactivité linéaire (El Hajjami et al., 2000) qui leur permet d'observer et de revenir sur n'importe quelle phase de la mitose selon leurs besoins. La capture écran suivante montre un flash de la première simulation de ce phénomène chez une cellule végétale : Figure 4 : Capture écran à partir de la première simulation (traduction). Une seconde simulation, dont la figure ci-dessous présente un de ses flashs, a été utilisée pour permettre aux élèves d'établir une comparaison de la mitose entre la cellule animale et la cellule végétale et mettre en évidence les ressemblances et les différences : Figure 5 : Capture écran à partir de la seconde simulation (traduction). Ces deux simulations offrent aux apprenants la possibilité de développer l'observation et le raisonnement pour mettre l'accent sur les transformations que connaît le matériel génétique (condensation et enroulement, fuseau achromatique et séparation des chromatides du même chromosome...) et donc appréhender la complexité de la division cellulaire, comme l'illustre les captures écrans suivantes :
Figure 6 : Captures écrans à partir des deux simulations. En fin, pour consolider les acquis, le produit multimédia propose des exercices d'application dans lesquels l'élève est appelé à identifier les étapes, légender des schémas de cellules en division et à faire des dessins annotés pour chacune d'elles, la figure ci-dessous en est un exemple. Figure 7 : Exemple d'exercices d'application (traduction). II - Démarche de l'expérience L'enseignement expérimental d'une manière générale et celui de la biologie cellulaire en particulier connaît plusieurs difficultés dans les lycées marocains. Ainsi, le propos de notre recherche a été de vérifier si l'intégration des simulations comme ressources numériques éducatives pourrait contribuer à l'amélioration de l'apprentissage de la division cellulaire par mitose chez des élèves de la deuxième année du Baccalauréat sciences expérimentales. Nous avons fait référence à une démarche comparative entre les pratiques courantes qualifiées de classiques ou traditionnelles (basées sur la transmission et où l'expérience est parfois remplacée par l'image) et les pratiques pédagogiques actives favorables à une instrumentation de l'enseignement par les TICE. Avant d'entamer cette démarche, l'équipe de recherche a assisté à une pré-expérimentation pour valider le scénario et apporter d'éventuels réajustements. Le même enseignant (nous même) a assuré le cours aux deux groupes témoin (24 élèves) et pilote (22 élèves), qui appartenaient au même lycée à la ville de Fès (Maroc) pendant l'année scolaire 2009-2010. L'expérimentation s'est déroulée en deux séances de deux heures chacune pour chaque groupe et ce en conformité avec les instructions officielles et le curriculum du ministère. Pour le groupe expérimental, nous avons reparti les élèves en binôme par ordinateur dans la salle multimédia de l'établissement. Signalons que le niveau de connaissances de ces élèves en informatique était vérifié en amont et avait été jugé suffisant pour ne pas entraver les interprétations de l'expérience et pour assurer le bon déroulement des séances. Un vidéo projecteur branché à l'ordinateur de l'enseignant a été utilisé en parallèle pour accompagner et guider les élèves dans la construction de leurs connaissances et répondre à d'éventuelles questions techniques. Les différentes étapes de cette démarche sont représentées dans la figure suivante :
Figure 8 : Schéma descriptif de la démarche de l'expérience. Pour révéler les éventuels apports qualitatifs de cette intégration des TICE, nous avons opté pour des entretiens informels afin d'éviter l'enregistrement des séances par vidéo qui pourrait perturber l'apprentissage des élèves et dévier leur attention. Vu que l'échantillon étudié est limité et que l'équivalence des deux groupes reste difficile à garantir, nous pensons que nos résultats et conclusions ne peuvent être généralisés, toutefois ces résultats sont dans la mesure de mettre l'accent sur l'apport des TICE dans l'amélioration de l'apprentissage des élèves. Résultats et discussions 1. Résultats du test diagnostique Description du test Pour délimiter le cadre de référence avant la formulation des items du test diagnostique, nous avons déterminé des liens entre l'unité en question et les programmes antérieurs. Le tableau II résume les pré-acquis extraits à partir de l'analyse des programmes de SVT : Tableau II : pré-acquis relatif à l'unité sujet de l'expérimentation tiré du curriculum des SVT.
Sur la base de ces données, nous avons construit un test diagnostique composé de trois exercices qui peuvent être décrit comme suit :
Analyse des résultats du test diagnostique Les résultats relatifs aux trois exercices de ce test sont regroupés dans le tableau suivant : Tableau III : distribution des performances des élèves au test diagnostique,
D'après les résultats de l'exercice I et II qui se réfèrent au minimum de connaissances relatives à la compartimentation cellulaire et aux notions de base de l'hérédité, plus de 60 % des élèves des deux groupes ont réalisé des résultats satisfaisants. Au contraire les résultats de l'exercice III révèlent l'existence de grandes lacunes en ce qui concerne l'aspect ultra structurel du matériel génétique chez plus de 90 % des apprenants. Ce constat justifie notre choix d'une régulation immédiate des acquis en nous servant des énoncés du test comme support. En effet, ce genre de soutien nous a permis d'homogénéiser le groupe classe et de garantir la participation active des élèves dans la situation d'enseignement-apprentissage, sujet de cette étude. De cette manière nous avons essayé d'assurer plus d'équité dans notre acte éducatif comme suggéré par Tawil (2010). 2. Résultats du post-test Description du test Pour évaluer la valeur ajoutée de l'outil multimédia utilisé dans cette expérimentation, nous avons construit un post-test qui a été administré aux élèves des groupes pilotes et témoin à la fin de la séquence d'enseignement-apprentissage portant sur la mitose. Ce test comportait deux exercices qui peuvent être décrits comme suit :
Discussion des résultats La correction de l'exercice I chez les deux groupes a permis d'obtenir les résultats représentés par le graphe ci-dessous. Nous signalons que ces résultats sont exprimés en termes de pourcentage de bonnes réponses :
Figure 9 : Fréquences des bonnes réponses pour chaque item chez les deux groupes. Le graphe montre que les taux de bonnes réponses des élèves des deux groupes sont identiques pour l'item Q11 ; quand aux autres questions des différences sont décelées en faveur de l'un des deux groupes. Pour tenter d'apporter des éléments d'explication à ce constat ; nous avons fait appel, dans un premier temps, à une analyse des objectifs des items concernés ce qui a permis de tirer les remarques suivantes :
Dans un deuxième temps et pour vérifier si les différences observées entre les performances des élèves du groupe pilote et celles du groupe témoin sont significatives, nous avons fait recours au test Khi-deux. Pour un niveau de confiance de 95 %, ce test (Q = 0,99, ddl = 10 et α = 0,05) a montré que les écarts enregistrés ne sont pas significatifs. Cette comparaison permettrait de remettre en question le degré de performance de l'outil multimédia intégré et/ou la façon de son exploitation dans l'amélioration, de manière significative, du taux de maîtrise des connaissances du groupe expérimental par rapport au groupe témoin (Devauchelle, 1999). L'analyse des résultats concernant la première question du deuxième exercice a montré des taux de réussite satisfaisants (≥ 75 %) pour les deux groupes ce qui permettrait de dire que les deux situations d'enseignement- apprentissage (classique ou intégrant les TICE) permettent à la majorité des élèves d'arriver à faire la distinction entre cellule végétale et animale en division. Toutefois il faut signaler que le recours aux technologies éducatives (intégration d'images des cellules en 3D, en couleur, animées...) a facilité davantage l'acquisition de ce concept puisque 91 % des élèves du groupe pilote (contre seulement 75 % chez les témoins) ont répondu correctement. Si dans la première question, l'objectif était d'évaluer le degré de maîtrise de compétences liées à la compréhension, ce sont surtout les compétences en relation avec l'application qui étaient visées par la deuxième question. Vu l'hétérogénéité des réponses qui caractérisent ce type de question à réponses construites, nous avons procédé à une stratification des notes obtenues en trois classes comme l'illustre le graphe ci-dessous :
Figure10 : Distribution des taux de réussite concernant la deuxième question chez les deux groupes. D'après ces résultats la majorité des élèves du groupe expérimental (55 %) appartiennent à la classe dont les taux de réussite sont supérieurs à la moyenne, alors que la majorité des élèves du groupe témoin (58 %) a réalisé des notes inférieures à la moyenne. Presque la même fréquence des notes moyennes a été enregistrée chez les deux groupes (près de 20 %). Ce profil témoignerait d'un impact positif de l'intégration des ressources numériques dans l'apprentissage des phénomènes biologiques où les transformations sont d'ordre cellulaire ou moléculaire et sont continues dans le temps comme le cas de la mitose sujet de notre étude. Toutefois il faut signaler qu'au moins 20 % de l'échantillon expérimental n'a pas tiré profit de l'apport des simulations proposées pour faciliter l'apprentissage de la division cellulaire. Une grande différence a été enregistrée dans le taux de bonnes réponses concernant la troisième question de l'exercice II en faveur du groupe pilote (91 %) par rapport au groupe témoin (63 %). Ce constat pourrait être expliqué par le fait que les simulations utilisées offrent à l'apprenant des possibilités de navigation pour voir l'ensemble du processus de la division cellulaire (bien que virtuellement) et la continuité des évènements qui la caractérise avec l'option de pouvoir s'arrêter sur la séquence qui l'intéresse. De plus l'élève a la possibilité de revenir sur chacune des étapes et donc de progresser à son propre rythme (El hajjami et al., 2000). Chez le groupe témoin, ces opportunités ne peuvent pas être garanties par les méthodes classiques qui se basent sur l'observation et l'analyse de documents et images figées où la continuité des transformations dans le temps ne peut être représentée. Résultats qualitatifs et observations Étant conscient de la perturbation que peut causer l'enregistrement vidéo, nous avons opté pour des entretiens informels avec certains élèves pour évaluer leurs perceptions à ce genre d'innovation pédagogique. Tous ces élèves ont manifesté leur appréciation et satisfaction vis-à-vis de cette nouvelle manière d'apprendre où ils se sont sentis engagés activement à la construction de leurs savoirs. Toutefois, nous tenons à mentionner que le choix des élèves volontaires à cet entretien risque de biaiser les résultats car ceux-ci sont rarement neutres avec leurs enseignants (Rebmann, 2000). De notre part (l'enseignant), nous déclarons un allègement dans la tâche d'enseignement en classe par rapport au groupe témoin, nous ne sommes sollicités par les binômes qu'en cas de difficultés particulières. Donc on peut dire que cette situation d'enseignement-apprentissage nous a accordé le rôle d'animateur et de superviseur du cours. L'expérimentation nous a permis également d'enregistrer une forte motivation des élèves et beaucoup d'interactions entre les membres des binômes, pour discuter les simulations et répondre aux exercices intégrés dans le scénario pédagogique de la séquence. En outre, les facilités de navigation offertes par les simulations ont permis aux apprenants d'adopter le rythme d'apprentissage qui leur convient, garantissant ainsi une certaine autonomie d'apprentissage (El hajjami et al., 2000). Conclusion Au terme de cette expérience qui avait pour objectif d'évaluer l'impact de l'intégration des TICE dans l'enseignement-apprentissage de la Biologie cellulaire, nous avons pu formuler les conclusions suivantes : 1- Sur le plan de l'acquisition des connaissances, les écarts dans les performances entre le groupe pilote et témoin n'étaient pas significatifs, ce qui laisserait suggérer que l'impact de l'intégration de l'outil multimédia utilisé n'a pas été impressionnant. Néanmoins, cette nouvelle pratique a contribué à l'amélioration de l'acquisition des connaissances relatives aux aspects structuraux et ultra-structuraux de la division cellulaire. 2- L'innovation pédagogique, sujette de ce travail, a assuré une progression dans le niveau d'acquisition des compétences liées à l'application et au raisonnement chez les élèves. Cet impact positif mettrait en relief l'importance des simulations dans l'enseignement et l'apprentissage des phénomènes biologiques complexes et dynamiques, surtout lorsque l'expérience réelle fait défaut, suite à une pénurie en matériels et équipements du laboratoire au lycée (El Jamali, 2000) ou encore à cause des grands effectifs des classes. Inversement à nos résultats, Rebmann (2000) a montré dans son travail de recherche que l'intégration des simulations dans l'enseignement de la mécanique newtonienne permet de développer les compétences liées à l'acquisition des connaissances. D'un point de vue qualitatif, l'expérimentation a montré un allégement dans la tâche de l'enseignant et une forte motivation des élèves avec une augmentation des interactions mutuelles. Des résultats similaires aux nôtres ont été enregistres par Ahaji et al. (2008) lors de l'étude de l'impact de l'intégration de la simulation (produite par un enseignant innovant) dans l'enseignement-apprentissage de l'optique géométrique. Ces résultats nuancés, voire même contradictoire, sur l'efficacité des TICE témoignent qu'il n'est pas facile de cerner l'impact des TIC sur l'enseignement et l'apprentissage (Poyet, 2009) Une des principales difficultés rencontrées lors de cette expérimentation a été la disponibilité des ressources numériques éducatives adéquates. Nous avons également souligné que l'opportunité offerte par les simulations et qui concerne la liberté du rythme d'apprentissage est confrontée au problème de la gestion du temps réservé à la séquence selon les programmes officiels. Donc toute tentative de généralisation de ces pratiques innovantes devrait prendre en considération ces obstacles. D'autres limitations nuisibles à cette étude sont liées à l'affectation des élèves aux deux groupes, au choix d'évaluer les deux groupes de la même manière (Devauchelle, 1999) et celui de travailler avec un ou deux enseignants. El Ouidadi Omar (1) (1) Université Sidi Mohamed Ben Abdellah, Faculté des sciences Dhar El Mahraz, BP 1796 Fès-Atlas. Formation Doctorale Didactique des Sciences et Ingénierie Pédagogique DSIP. Bibliographie Ahaji, K. ; El Hajjami, A. ; Ajana, L. ; El Mokri, A. ; Chikhaoui, A.(2008). Analyse de l'effet d'intégration d'un logiciel d'optique géométrique sur l'apprentissage d'élèves de niveau baccalauréat sciences expérimentales. Revue EpiNet n° 101, janvier 2008. Barette, C. (2007). « Réussir l'intégration pédagogique des TIC », Bulletin Clic, n° 63, janvier 2007, Bibeau, R. (2007). Les Technologies de l'Information et de la Communication peuvent contribuer à améliorer les résultats scolaires des élèves. EpiNet : Revue électronique de l'EPI, Paris, avril 2007, Bibeau, R. (2005). Les TIC à l'école : proposition de taxonomie et analyse des obstacles à leur intégration, EpiNet : Revue électronique de l'EPI, Paris, octobre 2005, Daele, A. et Berthiaume, D. (2011). Choisir ses stratégies d'évaluation. Centre de soutien à l'enseignement (CSE), Université de Lausanne, Suisse. Devauchelle B. (1999). Multimédiatiser l'école, 1re édition, Hachette livre, 43 Quai de Grenelle, 75905 Paris Cedex 15. El Hajjami, A. ; El Mokri, A. ; Ajana, L. ; Chikhaoui, A. (2000). Approches analytiques de logiciels d'apprentissage des sciences physiques, Colloque Enseignement et Recherche en didactique des sciences « ERDS 2000 », p. 49-58. El Jamali, S. (2000). La simulation sur ordinateur : quel rôle dans l'enseignement des sciences physiques ? 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UNESCO, Bureau multipays pour le Maghreb. NOTES [1] Levier 10 : Utiliser les Nouvelles Technologies de l'Information et de la communication (articles 119, 120,121). La Charte nationale d'Éducation et de Formation, p. 53-54. [2] Environnements technologiques d'apprentissage : [3] Ministère de l'éducation nationale. ___________________ |
