Le projet Tpelec s’intéresse à l’enseignement de l’électricité. A travers ce projet nous cherchons à proposer de nouvelles activités et de nouveaux outils permettant d’aborder différents aspects de cet enseignement. Nous nous intéressons notamment :

à la modélisation des connaissances mises en œuvre par un apprenant dans des situations d’apprentissage basées sur un micro-monde en électricité.
au diagnostic des misconceptions en électricité et à leur remédiation,
au développement d'une ontologie des compétences et des notions de base sur les circuits électriques,
à la conception d’activités basées sur l’usage du micro-monde, pour favoriser l’apprentissage et détecter des savoirs ou savoir-faire non acquis,
au guidage et au contrôle fin d’activités nécessitant l’usage d’une simulation ou d’un micro-monde, le domaine de l’électricité, le micro-monde développé nous servant à valider nos hypothèses (outil FORMID-Élève),
au suivi à distance d’une classe virtuelle effectuant des activités basées sur des scénarios pédagogiques, nous utilisons le domaine de l’électricité pour valider nos outils de suivi (outil FORMID-Suivi).

Premiers résultats obtenus

Nous avons développé un ensemble d’outils nous permettant de mettre en œuvre des expérimentations sur les différents aspects de nos recherches :

1) le micro-monde TPElec permettant la construction et la manipulation de circuits électriques : cet outil a été conçu et développé en collaboration avec les enseignants de physique impliqués dans le projet ; nous l’avons exploité dans nos expérimentations selon diverses modalités d’usage.

2) En collaboration avec les enseignants, nous avons créé des scénarios pédagogiques et les avons expérimentés dans trois établissements scolaires.

3) Pour faciliter les expérimentations, nous avons développé, en parallèle à ce projet et dans le cadre du réseau d’excellence Kaléidoscope, une plate-forme d’expérimentation fournissant des fonctions facilitant le travail des chercheurs, notamment la modélisation des scénarios pédagogiques et la collecte de traces.

Durant l’année 2007-2008, nous avons conçu un scénario collaboratif qui permet à des élèves ayant des points de vue différents sur un problème donné, d’argumenter sur la situation proposée. Le déroulement des expérimentations a mobilisé chaque enseignant dans ses classes ainsi que 2 autres enseignants effectuant un suivi à distance des classes grâce à l’environnement FORMID-Suivi développé au LIG. Au cours de ce travail de suivi les enseignants ont explicité ce qu’ils percevaient de l'activité de la classe : observation du travail des élèves, repérage de misconceptions, etc. Ce travail a été enregistré (commentaires oraux et sessions de travail des enseignants distants). L’analyse d’usage de l’outil de suivi est actuellement en cours. Elle se fait en collaboration avec des chercheurs du Laboratoire Interuniversitaire de Psychologie. Personnalité, Cognition, Changement Social (LIP/PC2S) et de l’équipe Multicom du LIG. Ceci fait l’objet de trois mémoires d’étudiants en Master de Psychologie.

Les enseignants ont élaboré une grille de concepts / misconceptions / erreurs concernant chacun des exercices du scénario expérimenté. Ce scénario inclut des activités de type exercices à but sur le micro-monde TPElec. En 2008 les enseignants ont proposé d’autres exercices de ce type à leurs élèves sur certains thèmes ; ces exercices ont été expérimentés en classe au Lycée Marie Curie, et suivis à distance par 4 enseignants, à l’aide de l’outil Formid-Suivi.

Thèse de Sandra Michelet : Nous souhaitons associer au micro-monde TPElec, un agent de diagnostic qui vise à établir une cartographie des connaissances et compétences déployées par l’apprenant lorsque celui-ci résout des problèmes en électricité. Pour aider l’élève à rédiger la solution à ces problèmes, et ainsi faciliter l’analyse informatique, nous sommes en train de développer un environnement de formulation en électricité. Suite au diagnostic réalisé, un autre agent se chargera d’apporter la remédiation la plus pertinente possible à l’apprenant. En 2008 nous modélisons, à l’aide de l’environnement Prolog, l’ensemble des connaissances qui entrent en jeu pour le diagnostic basé sur l’argumentation des élèves :

connaissances de base en électricité,
les exercices posés et leurs caractéristiques,
les misconceptions que l’on cherche à détecter,
les règles de détection des conceptions acquises et misconceptions des élèves.

Ces travaux ont fait l'objet de travaux et publications dans des conférences d'audience internationale ou nationale.

Dernière mise à jour : 18/10/2011