APPRENTISSAGES DE SCHEMES D`USAGE ET DE
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1. Tableau 9 Pourcentage d tudiants de chaque groupe exp rimental ayant atteint le niveau 3 ayant su faire une mesure correcte lors du test de rappel en tudiants issus de tudiants issus de Wovenne DEUG CPGE y Mode d emploi 20 10 multim dia Mode d emploi 181 9 5 polycopi Mome 0o f 162 5 3 Homog n it des acquis dans les groupes de T P Le post test nous a galement permis d tudier la question qu est ce que chacun a appris dans un bin me ou trin me d tudiants ayant effectu le T P ensemble En particulier chacun a t il labor des sch mes d action instrument e et sinon pourquoi En reportant les r sultats individuels des tudiants au sein des groupes de T P cf tableau 8 on observe que trois types de r partition des acquis entre tudiants appa raissent Le tableau 8 ci dessus montre que lors du post test pour les trois groupes n 1 8 et 15 aucun tudiant ne sait mesurer tous au niveau 1 Nous nommerons A cette r partition des acquis dans un groupe Pour les cinq groupes n 3 5 16 4 et 2 tous atteignent le niveau 2 ou 3 Nous nommerons B ces groupes dans lesquels tous ont des acquis Et pour les dix groupes restant un seul tudiant sait encore mesurer au niveau 2 ou 3 Nous nommerons C ces groupes dans lesquels un seul tudiant a acquis la ma trise du fonctionnement de l appareil de mesure Nous reportons ici les types de r2. Nous avons film en vid o les 18 s ances de T P de trois heures in extenso Le cam scope tait mont sur un pied fixe pendant toute la dur e du T P Les tudiants taient deux ou trois par poste de travail La cam ra tait install e 155 de telle sorte que son champ visuel couvre en permanence la zone de travail Document 2 R sultats d un questionnaire sur les acquis des tudiants en micro informatique ETUDIANTS ISSUS DE DEUG ETUDIANTS ISSUS DE CPGE ayant d j fait un n ayant pas fait de ayant d j fait un n ayant pas fait de T P de frottement T P de frottement T P de frottement T P de frottement 4 9 o 95 1 0 100 n ayant pas de n ayant pas de micro ordinateur micro ordinateur chez eux chez eux 34 15 55 6 n ont pas utilis un ont utilis un micro n ont pas utilis un micro ordinateur ordinateur pendant micro ordinateur leurs tudes pendant leurs tudes leurs tudes pendant leurs tudes 87 8 13 2 94 4 5 6 Type de logiciels Type de logiciels jeux 22 jeux 13 math 3 math 13 multim dia 15 multim dia 6 bureautique 15 bureautique 14 DAO CA0 9 DAO CAO 20 programmation 23 programmation 22 physique ExAO 0 physique ExAO 12 ont un e mail 85 4 il suffit de le demander ayant un micro ordinateur chez eux
3. un ordinateur pour acc der aux documents multim dia de mode d emploi 2 QUESTIONS DE RECHERCHE On peut donc maintenant caract riser les situations d enseignement en STI par le sch ma suivant Document 1 Caract risation des situations d enseignement en T P en STI Dur Le groupement l ves mod le ordinateur t che se r p te avec le nombre de groupes de T P que l enseignant doit encadrer l ordinateur m diatise syst matiquement la relation de l l ve sa t che ma triser un appareil son fonctionne ment ou son utilisation 151 On constate donc que les dispositifs mat riels et l ordina teur en particulier sont des m diateurs oblig s dans les situations d enseignement actuelles en Sciences et Techni ques Industrielles Nous nous occuperons ici uniquement de cet aspect de la situation d enseignement d crite ci dessus C est donc l acc s m diatis par un ordinateur ou non aux documents auquel nous nous int ressons M diateur est souvent synonyme de facilitateur Mais on parle aussi de relation m diate ch re Bachelard 1938 p 23 car oppos e imm diate celle entre le m decin et le patient par le st thoscope par exemple Et l interposition du m diateur peut alors ne pas tre exempte de difficult pour le sujet Le but de ce travail est donc d valuer exp rimentalement la qualit de l apprentissage de l utilisation des appareils de mesure associ
4. vantage les tudiants issus de DEUG alors qu il favorise ceux issus de CPGE La n cessit d instrumenter le dispo sitif multim dia fournissant le mode d emploi accro t sans doute la difficult d laboration des sch mes d usage pour les tudiants issus de DEUG ayant sans doute t moins entra n s des preuves de T P en temps limit 6 3 Homog n it des acquis dans les groupes Un autre point de vue est l valuation des apprentissages individuels plut t que des acquis par groupe de T P On constate alors que l utilisation d un polycopi ou d un ordinateur et son logiciel multim dia a une influence importante sur la r partition des apprentissages au sein des groupes de T P Avec le polycopi dans 78 des groupes un seul tudiant sait encore utiliser l appareil lors du post test Avec le multim dia il y a autant de groupes o un seul tudiant atteint un niveau acceptable que de cas o tous les tudiants atteignent le m me score Le mode d emploi sur polycopi semble favoriser un tudiant du groupe dans l apprentissage des modes op ra toires L observation des vid os permet en effet de cons tater une dissym trie des r les dans le cas de l usage du polycopi Le polycopi ne peut tre pris que par un seul tudiant Ce dernier le tient c t de l appareil de mesure et ainsi il peut lire le mode d emploi et agir sur l appareil Alors qu avec le mode d emploi sur ordinateur un tudiant se pos
5. ayant utilis le poly copi sont de niveau 1 Le mode d acc s a donc peu d influence globalement Mais il n a pas le m me effet sur les deux populations 90 des tudiants issus de DEUG n arrivent rien faire lors du post test s ils ont eu acc s aux modes d emploi par ordinateur contre 20 d chec parmi ceux issus de CPGE Le polycopi par contre donne le m me taux d chec quelle que soit l origine des tudiants cf tableau 6 En ce qui concerne la construction de sch mes d usage rela tifs l acquisition d une mesure sans r glage atteinte du niveau 2 i e oubli de l talonnage et du r glage des calibre on remarque une diff rence selon l origine des tudiants 160 mais pas selon le mode d acc s aux modes d emploi On constate galement que pour ce niveau d apprentissage le type de support de mode d emploi n a pas le m me effet sur les deux populations C est le multim dia qui handicape le plus les tudiants issus de DEUG alors que c est le polycopi qui handicape le plus ceux issus de CPGE cf tableau 7 Tableau 6 Pourcentage d tudiants de chaque groupe exp rimental de niveau 1 n ayant rien su faire lors du test de rappel Etudiants issus de Etudiants issus de Movenne DEUG CPGE Mode d emploi 20 55 multim dia I ru polycopi Moyenne 70 33 O Tableau 7 Pourcentage d tudiants de chaque groupe exp rimental de niveau 2 ayant su faire une mesure incorrecte lors
6. es sachant rien faire nombre de requ tes nombre d tudiants ayant aupr s de l enseignant su faire une mesure mais de valeur incorrecte Sch me d action nombre d tudiants ayant instrument e su faire une mesure et de valeur correcte 5 R SULTATS Le travail exp rimental pr sent maintenant a t r alis avec l aide de Pierre Emmanuel Vinand 1997 157 5 1 laboration des sch mes d usage Conduite des groupes pendant les s ances de T P Nous nous int ressons ici aux r sultats obtenus par les bin mes ou trin mes d tudiants formant un groupe de travail sur le poste de T P Variation du nombre de mesures Nous avions retenu le nombre de mesures r alis es comme descripteur de l laboration des sch mes d usage Nous avons donc compt le nombre de mesures correctes r alis es par chaque groupe de T P 2 ou 3 tudiants dans un groupe au bout de deux heures de T P et au bout de trois heures dur e de la s ance de T P Au bout de deux heures on constate que les tudiants issus de CPGE ont des scores doubles de ceux obtenus par les tudiants de DEUG et que par contre l acc s m diatis ou non par ordinateur ne modifie pas le nombre de mesure r alis es cf tableau 1 Tableau 1 Moyenne des nombres de mesures obtenus par groupe au bout de deux heures Etudiants issus de Etudiants issus de DEUG CPGE Mode d emploi 17 multim dia Mode d emploi 10 26 19
7. partition des acquis A B ou C selon les populations et le type d acc s aux modes d emploi On remarque alors cf tableau 10 qu avec le polycopi la r partition des acquis de type C selon lequel un seul tudiant sait encore mesurer est majoritaire 78 alors un effet du qu avec le multim dia ce n est pas le cas 33 mode d acc s Pour la r partition des acquis de type A selon lequel aucun aux modes tudiant ne sait encore mesurer les diff rences sur les deux d emploi sur l lhomog n it variables sont galement importantes 38 de type pour des acquis dans les tudiants issus de DEUG contre 0 pour ceux issus de les bin mes CPGE et 33 avec le multim dia contre O avec le poly copi Tableau 10 Pourcentage des groupes de T P par type de comportement de groupe de T P relativement la population de cette situation exp rimentale en Mode d emploi tudiants issus de tudiants issus de Moyenne DEUG A B C multim dia polycopi Moyenne l enseignant peut g rer son premier passage aupr s des groupes selon leur histoire 163 6 BILAN ET DISCUSSION 6 1 Diff rences entre les deux populations Un premier r sultat provient du questionnaire pr alable Il appara t que l exp rience d utilisation d un micro ordinateur n est pas tr s diff rente d une population l autre On rel vera galement le peu d ExAO mentionn par les l v
8. polycopi Moyenne TS a ooo diff rences Au bout de trois heures on observe encore une diff dues aux rence importante li e aux origines des deux populations populations d tudiants Ceux issus de DEUG r alisent 26 mesures pas aux modes contre 49 pour ceux issus de CPGE Le mode d acc s aux Pr modes d emploi ne diff rencie pas beaucoup comme d emploi pr c demment le nombre de mesures 32 mesures avec une m diation par l ordinateur contre 45 sans cf tableau 2 Tableau 2 Moyenne des nombres de mesures obtenus par groupe au bout de trois heures Etudiants issus de Etudiants issus de M DEUG CPGE y Mode d emploi Mode d emploi 26 2 de polycopi gt Moyenne 158 Variation du nombre des requ tes l enseignant au cours du d roulement de la s ance Nous avions retenu le nombre de requ tes comme descrip teur des difficult s laborer des sch mes d usage Nous avons compt le nombre de requ tes que les tudiants ont adress es l enseignant au sujet du fonctionnement du deux fois plus mat riel de questions Les tudiants de DEUG appellent deux fois plus l ensei l enseignant gnant Ils formulent 5 6 requ tes alors que ceux de CPGE selon les en formulent 3 2 apr s les cinquante premi res minutes populations cf tableau 3 Tableau 3 Moyenne des nombres de requ tes des tudiants par groupe l enseignant relativement au mat riel Etudiants
9. 65 85 ayant un micro ordinateur chez eux 44 4 ont utilis un micro ordinateur pendant ont un e mail 100 n ont pas de e mail 14 6 n ont pas de e mail 0 ont utilis Internet 97 2 ont utilis Internet 92 7 D n ont pas utilis Internet 7 3 n ont pas utilis Internet 2 8 Ensuite pour tablir l actigramme de chaque vid o Cartonnet Durey 1996 nous portons en ordonn e les types heu d activit s prise d information discussion entre tudiants d pouillement Le par appel l enseignant discussion avec l enseignant action sur actigramme le mat riel rep r es par le d pouillement d une premi re cassette vid o Puis le temps tant en abscisse nous tra ons un segment en face de l activit concern e dont la longueur est proportionnelle la dur e de l activit Comme les tudiants taient plusieurs par groupe parfois ils agissaient simultan ment Nous avons pris le principe de noter l activit et 156 qui concernait l avancement du travail exp rimental en particulier de la prise de mesure Dans les cas rares o deux tudiants agissaient dans ce sens simultan ment nous notions les deux activit s sur l actigramme Comment interpr ter ce recueil de donn es relativement l laboration des sch mes d usage et des sch mes d action instrument e R sumons les donn
10. APPRENTISSAGES DE SCH MES D USAGE ET DE SCH MES D ACTION INSTRUMENT E COMPARAISON DE POPULATIONS D TUDIANTS ET DE TYPE DE M DIATION Yves Cartonnet Nous pr sentons l valuation formative de s ances de travaux pratiques de Technologie M canique en licence dans le d partement de G nie m canique l Ecole Normale Sup rieure de Cachan Les tudiants issus parit de DEUG ou de CPGE avaient acc s aux modes d emploi soit par un ordinateur etun logiciel multim dia soit par un polycopi similaire avec photos L valua tion par observation vid o syst matique et par post test avait pour but d iden tifier les apports et les difficult s li s cet acc s m diatis par l ordinateur l information Elle portait sur la ma trise du fonctionnement d un appareil de mesure Quatre r sultats sont observables les acquis pr alables des deux populations d tudiants en micro informatique sont similaires les perfor mances par bin me ne sont pas influenc es globalement par le type ordinateur ou polycopi d acc s aux modes d emploi par contre les deux populations obtiennent des scores inverses selon l utilisation de telou tel mode d acc s le multim dia handicape les DEUG et favorise les CPGE enfin l acc s instrument ou non modifie le poste de travail de T P influence les communications entre les tudiants et donc les apprentissages de chacun 1 POURQUOI S INT RESSER AUX AIDES MULTIM DIA EN T
11. P L volution des structures d enseignement en Sciences et Techniques Industrielles et l volution des pratiques indus trielles nous ont pouss effectuer ce travail En effet en premier lieu depuis 1987 les r formes des fili res Sciences et Techniques Industrielles STI donnent un horaire pr pond rant au moins 50 aux T P Il s agit d un glissement de ces enseignements de l atelier vers le labora toire Y Legoux 1972 a montr que ce ph nom ne est apparu d s les ann es 1960 Les enseignants de STI doivent donc enseigner l utilisation des appareils de mesure pour analyser le fonctionnement des machines existantes Cela constitue une tape pr alable la conception de machines nouvelles Et souvent l enseignant est seul pour g rer une s ance au cours de laquelle jusqu douze groupes d l ves travaillent sur des T P parfois tous diff rents Par ailleurs les volutions des pratiques industrielles leur informatisation imposent la g n ralisation de la Conception les r formes de l ducation imposent les T P ASTER N 28 1999 L exp rimental dans la classe INRP 29 rue d Ulm 75230 Paris Cedex 05 150 l volution des pratiques professionnelles impose l ordinateur multim dia Assist e par Ordinateur CAO Par cons quent les enseignants de STI doivent apprendre le maniement des ordinateurs et des logiciels de CAO leurs l ves En effet avec l introduction de l informati
12. a formation diff rent surtout selon les populations et peu selon le mode d acc s aux modes d emploi Mode d emploi l enseignant relativement au mat riel questions pos es pendant la p riode de mesure Etudiants issus de Etudiants issus de Movenne DEUG CPGE e Conduites individuelles difficult s ou non lors du post test Nous relatons ici les r sultats relatifs la capacit ou linca pacit de chaque tudiant r ussir utiliser la cha ne de mesure d efforts lors du post test Les r sultats au post test montrent que l on peut distinguer trois niveaux acquis par les tudiants Le premier niveau signifie que l tudiant ne sait plus rien faire Le niveau 2 signifie que l tudiant sait obtenir une mesure mais incor recte car il ne r gle pas la sensibilit et le calibre de l ampli ficateur Enfin le niveau 3 est celui de l tudiant qui obtient une mesure correcte Le niveau 2 correspond donc pour nous l laboration et la r utilisation des sch mes d usage et le niveau 3 aux sch mes d action instrument e Nous donnons ici la r par tition des tudiants ayant atteint les niveaux 1 et 2 selon les deux variables Pour l absence de sch mes d usage la proportion d tudiants de niveau 1 dans chaque population 70 issus de DEUG et 33 issus de CPGE est bien contrast e Par contre 55 des tudiants ayant eu acc s aux modes d emploi par ordinateur et 47 de ceux
13. du test de rappel Etudiants issus de Etudiants issus de Movenne DEUG CPGE i Mode d emploi 10 35 multim dia A polycopi Moyenne 30 476 5 2 laboration des sch mes d action instrument e en en Comme nous l avons vu plus haut nous consid rons que les sch mes d action instrument e sont labor s par un tudiant s il parvient utiliser les appareils pour une autre action que celle apprise pendant la s ance de T P Trois niveaux sont atteints selon les tudiants Ceux du niveau 1 ne savent plus rien faire avec l appareil de mesure Ceux du niveau 2 effectuent une mesure incor recte car ils ne r glent pas le calibre et n talonnent pas l amplificateur Enfin ceux du niveau 3 r alisent une pas mesure correcte A A Nous donnons dans le tableau 8 les r sultats de chaque d action tudiant et nous reconstituons les bin mes ou trin me instrument e partir des r sultats obtenus individuellement lors du post pour test la population Nous reprenons ces r sultats dans le tableau 9 Nous issue de DEUG constatons que l atteinte du niveau 3 r aliser une mesure 161 correcte n est pas influenc e par le support des modes d emploi mais l est par les diff rences entre populations Tableau 8 Niveau des l ves pour chaque groupe de T P l l 2 n peu d homog n it des acquis dans les groupes n n j lt
14. ent la fin du cycle de T P qui dure deux mois les tudiants passent un examen de T P Il comporte trois types de questions sur les fonctions des boutons des appareils montr s en photographie sur les ordres de grandeurs obtenus pendant les T P sur la r solution algorithmique de probl mes techniques de dimensionnement d un embrayage et d un arbre came Enfin cinq mois apr s l examen de T P nous avons fait passer un test individuellement chaque tudiant Il s agis sait de r gler et d utiliser une cha ne de mesure d effort pour mesurer le poids d un cylindre d acier Les composants de la cha ne de mesure taient ceux utilis s pendant le T P Mais pendant le T P cette cha ne mesurait un effort de frot tement au lieu d un effort de pesanteur 4 2 Les acc s aux modes d emploi L acc s aux modes d emploi du banc d essai et des diff rents appareils de mesure se fait de deux fa ons m diatis par un ordinateur ou non Nous avons utilis d une part un logiciel d Assistance MultiM dia Interactives AMMI d velopp en projet avec des tudiants de licence Le premier cran voir en annexe pr sente des cadres indiquant la succession des actions effectuer pour r aliser une mesure Seule la premi re action est d crite pour acc der la suite il faut cliquer sur un bouton suite de la d monstration L utilisateur peut obtenir des explications suppl mentaires relatives la m
15. es issus de CPGE malgr les prescriptions officielles En ce qui concerne l laboration des sch mes d usage les diff rences de populations ont un effet toujours important moiti moins de mesures pour les tudiants issus de DEUG le double de questions avant de commencer mesurer pour ces m mes tudiants et les groupes dans lesquels aucun tudiant ne sait mesurer lors du post test sont tous issus de la population issus de DEUG Ce r sultat peut permettre de g rer le passage de l ensei gnant aupr s des diff rents groupes Il semble n cessaire d aider notablement les tudiants issus de DEUG En effet 26 mesures en moyenne pour ce T P ne suffisent pas pour r pondre correctement la suite des questions relatives au ph nom ne de frottement et l utilisation de sa quantifica tion pour concevoir des machines On ne peut donc pas n gliger la ma trise m me proc durale des appareils de mesure Une constitution des groupes de T P m langeant des tudiants d origines diff rentes pourrait peut tre permettre un tutorat favorable l apprentissage de tous Relativement l laboration des sch mes d action instru ment e les deux populations se distinguent galement aucun tudiant issu de DEUG ne parvient r utiliser l appareil de mesure d effort Mais ce ne sont seulement que 20 des tudiants issus de CPGE qui y arrivent 6 2 Diff rence d acc s aux modes d emploi Le suppor
16. es recueillies Nous avons distingu deux moments de recueil de donn es pendant la s ance de T P et cinq mois apr s l examen lors d un post test Les de tests Re i os des capacit s t ches ont t donn es effectuer soit des groupes de des tudiants deux ou trois tudiants pendant la s ance de T P soit chaque tudiant seul pendant le post test L laboration des sch mes d usage sera valu e pour les groupes par la mesure du nombre de mesures correctes r alis es pendant le T P et les difficult s d laboration par le nombre de questions pos es l enseignant propos du mat riel Individuellement la performance r alis e lors du post test voir 4 1 ne rien faire ou r aliser une mesure incorrecte a galement t retenue comme descripteur d un manque d laboration des sch mes d usage Le descripteur de l laboration des sch mes d action instru ment e est la capacit r utiliser un des appareils de mesure dans un contexte diff rent de celui de l apprentis sage lors du post test cinq mois apr s la formation deux phases Document 3 Descripteurs observ s pour valuer la construction des sch mes d usage et d action instrument e par les tudiants et les difficult s cette construction Pendant la s ance Pendant le post test cinq de T P mois apr s l examen Acquis vis s Sch mes d usage nombre de mesures effec nombre d tudiants ne tu
17. h mes d action instru ment e incorporent les sch mes d usage et sont relatifs aux t ches premi res c est dire aux t ches qui sont princi pales orient es vers l objet de l activit et pour lesquelles l artefact est un moyen de r alisation op cit p 114 Ma triser les modes op ratoires signifie donc pour nous avoir construit les sch mes d usage et les sch mes d action instrument e pour les diff rents appareils utiliser en T P Nous avons tudi l effet de deux facteurs sur l apprentis sage valu Un premier facteur est l acc s aux documents par une machine ou non Le support du mode d emploi est donc soit un ordinateur soit un polycopi Face au d veloppement des aides multim dias nous avons voulu valuer leur impact sur cette n cessit pour l utilisateur d utiliser un ordinateur Est ce que l utilisation d un mode d emploi multim dia sur ordinateur est plus difficile utiliser qu un mode d emploi identique sur support papier avec des photos en couleur Notre hypoth se est que l ordinateur obligera l laboration des sch mes d utilisation et rendra l appren tissage de l utilisation des dispositifs de mesure plus diffi cile Nous avons con u le logiciel multim dia pour une pr sentation selon une logique d utilisation des appareils utiliser pendant le T P Le deuxi me facteur est l origine scolaire r cente des tudiants La moiti de la centaine d tudiant
18. ise en uvre de chaque action en cliquant sur un autre bouton plus d informations D autre part nous avons r dig un cahier de T P concer nant uniquement le fonctionnement de la machine de T P et des appareils de mesure Nous avons fourni ces informa tions sous forme proc durale exactement sur le mod le des 154 cohabitation d tudiants issus des deux premiers cycles universitaires fran ais peu de diff rence sur les acquis en micro informatique observation vid o syst matique crans de AMMI Seulement au lieu d acc der aux hyper pages par un clic on indique pour chaque action pour plus d information aller page num ro tant Les tudiants disposent d un deuxi me document le cahier de T P qui rappelle le probl me technique r soudre et fournit des renseignements pratiques comme des courbes d talonnage 4 3 Les populations Comme nous l avons dit plus haut les tudiants sont issus de deux origines scolaires soit ils ont un DEUG et sont tudiants de l Universit Paris VI soit ils ont r ussi le concours d entr e apr s leur CPGE et sont l ves de l Ecole Normale Sup rieure ENS de Cachan Ils pr parent tous une licence de Technologie M canique Nous avons r parti al atoirement les tudiants selon les deux modalit s d acc s au mode d emploi Mais chaque sous groupe par modalit contient le m me nombre d tudiants d une m me origine scolai
19. issus de Etudiants issus de DEUG CPGE Mode d emploi multim dia Mode d emploi polycopi Moyenne Nous pr sentons ici les r sultats en distinguant le moment auquel les requ tes ont eu lieu avant de mesurer ou pendant les mesures afin de mettre jour d ventuelles diff rences de comportement vis vis du mat riel entre les deux populations surtout Voyons donc d abord la diff rence du nombre d appels des questions l enseignant avant que les tudiants ne commencent Sur le mat riel mesurer Ceux issus de DEUG appellent 4 25 fois et ceux avant de de CPGE 1 9 fois Les tudiants issus de DEUG posent donc commencer er beaucoup de questions avant de commencer mesurer cf tableau 4 Tableau 4 Moyenne des nombres de requ tes des tudiants l enseignant relativement au mat riel questions pos es avant que les tudiants ne mesurent tudiants issus de Etudiants issus de Mode d emploi multim dia T Mode d emploi polycopi Moyenne En comptant le nombre d appels des tudiants pendant leur p riode de mesure on constate que les questions ont t 159 pos es principalement avant le d but des mesures Les tudiants issus de DEUG posent le m me nombre de ques tions que ceux issus de CPGE cf tableau 5 Tableau 5 Moyenne des nombres de requ tes des tudiants LA multim dia Mode d emploi polycopi les acquis cinq mois apr s l
20. n d un appareil Par ailleurs P Vermersch 1976 a tudi l acquisition de la ma trise de l oscilloscope Et il a montr qu avec une pr sentation compl te du fonctionnement les sujets n arri vent initialement pas r gler l appareil Dans cette lign e nous concevons la ma trise des modes op ratoires partir de la notion d instrument que d finit Pierre Rabardel 1995 Cet auteur propose de consid rer 152 deux niveaux de maftrise de l utilisation l laboration de sch mes d usage ou de sch mes d action instrument e quelle influence du type d acc s aux modes d emploi sur la ma trise des appareils l instrument comme une entit mixte qui tient la fois du sujet et de l artefact par exemple l ordinateur multim dia ou l appareil de mesure L instrument comprend dans cette perspective un dispositif mat riel ou symbolique un ou des sch mes d utilisation r sultant d une construction propre ou de l appropriation de sch mes sociaux pr existants op cit p 11 Deux types de sch mes sont construire Les sch mes d usage et les sch mes d actions instrument es Les sch mes d usage sont relatifs aux t ches secondes c est dire celles relatives la gestion des caract ristiques et propri t s particuli res de l artefact par exemple les sch mes d utilisation l mentaires de manipulation du bouton de commande op cit p 113 Les sc
21. que dans les services techniques l acc s aux docu ments techniques passe maintenant largement par l ordina teur Et la CAO demande des capacit s de conducteur de machine et impose les op rations correspondantes en plus des t ches habituelles du projeteur Poitou 1989 p 142 Voil donc le concepteur au prise avec une m diation par un dispositif constitu de mat riel boutons et crans et de logiciels avec leurs fonctionnalit s et leurs interfaces L tudiant pour tre un concepteur doit conna tre l existant technique Les T P ont cet objectif de lui faire analyser des machines industrielles Dans les pratiques industrielles similaires de maintenance par exemple acc s la docu mentation est galement informatis Les d panneurs consultent les sch mas et plans des photocopieurs par exemple sur leur ordinateur portable Nous avons donc voulu tudier d une part les cons quences de l introduction massive des activit s de T P pour les l ves et d autre part de l informatisation des pratiques industrielles et pr cis ment les apports ou difficult s ven tuellement li s une pr sentation multim dia des modes d emploi en T P En particulier est ce une aide pour la gestion des d buts de s ances de T P moment o il faudrait expliquer les fonctionnements d appareils diff rents tous les tudiants en m me temps Et existe il des difficult s ventuelles li es l utilisation d
22. re Les bin mes ou trin mes d tudiants ont t constitu s par affinit Nous avons voulu conna tre le niveau d alphab tisation informatique des tudiants de chaque population en faisant passer individuellement un questionnaire aux tudiants On constate que le taux d utilisation des micro ordinateurs n est pas tr s loign entre les deux populations et que les prescriptions officielles d ExAO n ont t v cues et retenues que par 12 des tudiants issus de CPGE voir ci contre document 2 4 4 Le sc nario d intervention de l enseignant Nous avions un seul protocole d enseignement pour les deux situations exp rimentales acc s au mode d emploi par l ordinateur ou par le polycopi Tout d abord l enseignant explique le but du T P obtenir les lois de variation du coef ficient de frottement de glissement en fonction de l effort normal et de la vitesse de glissement pour diff rents chan tillons de mat riaux Ensuite il expose les probl mes tech niques que ces connaissances permettent de r soudre et qui seront r soudre Enfin il signale qu une aide soit l Assis tance MultiM dia Interactive AMMI soit le polycopi permet d apprendre faire fonctionner les appareils Il s loigne en disant qu il lance le travail des autres groupes et qu ensuite il reviendra Il revient au bout de cinquante minutes compt es depuis le d but de la s ance 4 5 M thodes d observation et d analyse
23. s avec acc s m diatis par ordinateur ou non et d en comprendre les difficult s L exp rimentation a eu lieu aupr s d tudiants de licence de Technologie M canique au d partement de G nie m ca nique l E N S de Cachan en travaux pratiques T P de technologie Le premier contenu d enseignement vis dans ce T P est la ma trise de l utilisation du banc d essai et des appareils de mesure Il est tr s important car il conditionne la suite des apprentissages vis s dans le T P objectivation et mod lisation ma trise des algorithmes de dimensionne ment en bureau d tudes m caniques 3 CADRE DE R F RENCE ACQUIS SUR L INSTRUMENTATION La ma trise de l utilisation des appareils de mesure bien que pr alable aux autres apprentissages a peu t tudi e en didactique Par contre en psychologie cognitive et du travail un cadre d analyse de l utilisation des machines a t d ve lopp Nous allons voir comment nous pouvons l utiliser pour cerner les obstacles li s aux ordinateurs et aux logiciels en T P Deux auteurs Bisseret et Enard 1969 ont compar diff rentes fa ons de pr senter les appareils de leur poste de travail de futurs contr leurs a riens soit selon une logique de construction soit selon une logique d utilisation J F Richard 1983 a repris ces travaux et conclu qu une pr sentation selon une logique de fonctionnement apporte une aide limit e pour l utilisatio
24. s de licence concern s est issue de premier cycle universitaire d ten teurs du DEUG l autre moiti de Classes Pr paratoires aux Grandes Ecoles CPGE ayant r ussi le concours d entr e l ENS de Cachan On s attend traditionnellement des diff rences entre de telles populations Peut on garder cet a priori et si oui sur quels acquis pr cis ment 4 M THODOLOGIE Nous pr sentons ici la fa on dont nous avons pr par les s ances de T P les t ches l acc s au mode d emploi la une t che pr alable utiliser les appareils de mesure ordinateur multim dia OU livre renvois 153 r partition des tudiants par groupes et les interventions de l enseignant Le but est de recueillir les donn es qui devraient nous permettre de pr ciser les acquis des tudiants en ce qui concerne leur construction intellectuelle des sch mes d usages et des sch mes d action instrument e 4 1 Les t ches Trois s ries de t ches ont t propos es aux tudiants Pendant le T P comme on l a vu dans le contenu d ensei gnement ils devaient utiliser les appareils et planifier une exp rimentation pour obtenir les courbes ph nom nologi ques relatives au frottement de glissement entre des mat riaux utilis s dans des machines comme les freins les embrayages les guidages les cames Ils devaient ensuite partir de ces courbes r soudre deux probl mes techni ques de v rification d un dimensionnem
25. t des modes d emploi multim dia ou polycopi n a pas d influence en moyenne sur la construction des sch mes d usage et des sch mes d action instrument e rela tifs l appareil de mesure d effort N anmoins le mode d emploi multim dia semble cr er des difficult s pour les tudiants issus de DEUG pour l appren tissage long terme En effet 90 des tudiants et 75 des groupes issus de DEUG ayant utilis le mode d emploi sur ordinateur multim dia n arrivent plus rien mesurer lors du post test contre 50 des tudiants et O des groupes galement issus de DEUG et ayant utilis le poly copi On notera galement que ces tudiants posent plus 164 l ordinateur multim dia est un nouvel appareil instrumenter galement l utilisation d un ordinateur multim dia pour acc der aux modes d emploi modifie la communication au sein des bin mes et favorise donc l apprentissage de chaque tudiant de questions avant de mesurer lorsqu ils utilisent le multi m dia que lorsqu ils utilisent le polycopi Par contre pour la mise en uvre court terme concernant les tudiants issus de DEUG le type de support n a pas d effet 26 mesures dans les deux cas L utilisation de tel ou tel support de mode d emploi n a pas la m me influence selon les populations d tudiants Les scores des tableaux 6 7 et 10 colonne A tudiants ne sachant plus mesurer montrent que le multim dia d sa
26. te devant l appareil de mesure un autre devant l ordinateur donnant le mode d emploi situ environ 1 5 m tres et ainsi ils communiquent pour effec tuer le r glage On a vu que pour plus de la moiti des groupes un seul tudiant sait mesurer lors du post test En regardant les s quences vid os des T P on constate que l unique tudiant qui sait encore mesurer est celui qui a pris l initiative la responsabilit d effectuer la premi re mesure Parfois d autres tudiants de son groupe ont galement mesur mais seulement apr s lui Cela nous renvoie aux distinctions entre connaissances et comp tences Il ne s agit pas seulement de pr senter les modes d emploi de fa on mettre en jeu des constructions cognitives plus ou moins simples L apprentissage de l utilisation des appareils de mesure r clame que 165 l tudiant ose agir et ose risquer de casser quelque chose Cette capacit d cider d agir est videmment plus essentielle en T P Yves CARTONNET LIREST ENS de Cachan Remerciements cette recherche a b n fici d une subvention de l IUFM de Cr teil dans le cadre d une convention de recherche de trois ans BIBLIOGRAPHIE BACHELARD G 1938 Formation de l esprit scientifique Paris J Vrin BISSERET A ENARD C 1969 Le probl me de la structuration de l apprentissage d un travail complexe Bulletin de Psychologie 23 632 648 CARTONNET Y DUREY A 1996 Une assistance m
27. ultim dia interactive pour les s ances de travaux pratiques valuation Sciences et Techniques Educatives 3 4 LEGOUX Y 1972 Du compagnon au technicien Paris Technique et vulgarisation POITOU J P 1989 30 de CAO en France Paris Herm s RABARDEL P 1995 Les hommes et les technologies Paris Armand Colin RICHARD J F 1983 Rapport de recherche interne INRIA VERMERSCH P 1976 Apprentissage du fonctionnement de l oscilloscope Travail humain 39 2 357 368 VINAND P E 1997 Comparaison de deux protocoles d enseignement en s ances de travaux pratiques m moire de D E A de didactique LIREST
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