Utilisation d’un « serious game » sur l’énergie.

Utilisation d’un artefact du type « serious game » sur le thème de l’énergie.

La dernière version du synopsis (du 06/04/2014) et de l'analyse est disponible dans le fichier Synopsis_MITIC_Anne-Magali_v10.docx ci-attaché. Le synopsis et l'analyse sont néanmoins repris intégralement ci-dessous.

Objectifs :

Pour les élèves, l’électricité est une source d’énergie disponible à tout moment. Ils ne font pas la différence entre source d’énergie (nucléaire, éolienne, thermique, etc.) et la forme de l’énergie (ici, l’électricité). Ils n’ont pas conscience du fait que l’électricité ne peut pas être stockée à grande échelle et que sa production doit à tout moment correspondre à la demande (plus importante en période hivernale, plus importante en journée, etc.). Ils n’ont pas non plus conscience que lorsqu’on parle de production d’énergie, on parle en fait de la transformation d’une forme d’énergie en une autre et non de la création d’énergie. Ce sont ces préconceptions que nous désirons adresser.

Les objectifs d’apprentissage du cours sont les suivants :

• • Reconnaître les différentes sources d’énergie (nucléaire, éolienne, de la biomasse, hydraulique, marémotrice, solaire, fossile, géothermique)

  • Distinguer les sources d’énergie renouvelables de celles qui ne le sont pas

  • Distinguer source d’énergie (nucléaire, éolienne, etc.) et forme d’énergie (par exemple électricité).

  • Reconnaître qu’une centrale électrique ne fabrique pas de l’énergie mais la transforme d’une forme à une autre.

  • Associer la variation de la demande en énergie électrique à la combinaison de paramètres liés à l’activité humaine et de phénomènes naturels (effet jour-nuit, effet des saisons)

  • Reconnaître que l’énergie électrique ne peut pas être stockée à grande échelle et qu’il faut donc ajuster la production à la demande.

Problématique :

Une partie du cours obligatoire de physique de 11^ème tel que prévu dans le PER (réf.3) traite du sujet de l’énergie : il s’agit pour les élèves, selon le programme, de « comprendre l’énergie et d’associer à son utilisation des modifications de l’environnement ». (réf.4)

Parmi les objectifs du PER (réf.3), les élèves doivent être capable de :

• • reconnaître les différentes formes d’énergie

  • identifier les différentes sources[1] d’énergie

  • distinguer les sources d’énergie renouvelables des non renouvelables

  • repérer les pertes d’énergie et en identifier l’impact sur l’environnement

  • comprendre les transferts et transformations d’énergie

La progression proposée sur webphys suggère que les élèves effectuent un travail préparatoire sur documents et sur internet afin d’identifier et de caractériser les différentes sources d’énergie et d’identifier leur caractère renouvelable ou non. Ce travail préparatoire serait suivi d’une présentation par les élèves et d’un débat en classe. Ce travail de lecture de documents (sur internet ou non) peut être fastidieux, peu attractif et peu motivant pour l’élève. Peut-on le remplacer avantageusement par un jeu ?

Une des préconceptions des élèves concerne la confusion fréquente entre source d’énergie et forme d’énergie. Afin de s’attaquer à cette difficulté, une possibilité consiste à commencer par cibler le travail des élèves sur une seule des formes possibles. Une fois la distinction bien établie pour cette première forme d’énergie choisie, le passage aux autres formes d’énergie s’ensuit. L’électricité étant probablement la forme d’énergie la plus familière aux élèves, c’est par son étude que nous choisissons d’aborder le sujet. Peut-on utiliser un jeu pour aider les élèves à distinguer l’électricité (en tant que forme d’énergie) des sources d’énergie?

Finalement, on retrouve la question de la transformation de l’énergie d’une forme à une autre qui se heurte très souvent aux mauvaises conceptions des élèves dues à l’imprécision du langage courant (l’énergie est fabriquée, l’énergie est consommée, épuisée, etc…). Ainsi, pourrait-on utiliser un jeu comme celui-ci pour introduire aux élèves un modèle simple des transformations d’énergie.

En résumé, la problématique est la suivante :

Peut-on faire coïncider la logique d’un jeu MITIC avec des objectifs scolaires spécifiques ? Un jeu MITIC permet-il aux élèves de construire un savoir correspondant aux objectifs d’un cours de physique ?

En particulier :

• Construire le savoir concernant les différentes sources d’énergie possibles et leur caractère renouvelable ou non.

• Différencier source d’énergie et forme d’énergie.

• Reconnaître que la « production » d’électricité correspond à une transformation d’énergie d’une forme à une autre.

[1] Ce travail n’étant pas le lieu approprié pour discuter le bien-fondé de ce terme de « source » utilisé dans le PER et dans le jeu, nous proposons de définir aux élèves une source d'énergie comme "un phénomène physique ou chimique dont il est possible d'exploiter l'énergie." (Webphys, Wikipedia)

Conjectures :

Afin d’atteindre les objectifs du cours, nous avons choisi de faire jouer les élèves à un « serious game ». En effet, les avantages que nous y voyons par rapport à un cours classique sont les suivants :

• 1. Un jeu est par définition plus ludique et par conséquent probablement plus motivant et captivant qu’une recherche et une lecture de documents. Les élèves auront plus tendance à s’investir dans un jeu, ce qui pourrait conduire à un investissement plus grand pour comprendre (et non simplement gagner).

  2. Lors d’un cours classique avec discussions ou débat dans la classe, certains élèves s’investissent moins que d’autres. Un jeu présente l’avantage que tous les élèves sont acteurs. Ils ne peuvent avancer dans le jeu qu’en cherchant eux-mêmes des réponses, que ce soit par essai-erreur ou tout autre méthode plus réfléchie. Le jeu permet plus d’essais et il ne juge pas l’élève, ce qui lui donne plus de liberté et de possibilités de confronter ses idées au modèle simulé par le jeu et donc plus de chance de les faire évoluer.

  3. Le jeu sérieux (« serious game ») permet de susciter l’intérêt des élèves en créant un lien entre une situation réelle (ou plutôt pseudo-réelle) et le cours de physique, ce qui donnerait du sens à l’activité.

  4. Le jeu propose de nombreuses aides en ligne. Ces aides, sous forme d’un « cyberprof », sont individuelles et peuvent être sollicitées à volonté. Le cyberprof présente l’avantage d’un cours individuel différencié et donne une plus grande autonomie à l’élève et permet de le responsabiliser davantage.

Traces des élèves :

Avant l’activité :

• • Pré-test :

    • Cite différentes sources d’énergie.

    • Classe-les en deux catégories : renouvelable et non renouvelable. Explique ce que ce terme signifie.

    • Est-ce que l’électricité est aussi une source d’énergie ? Explique ta réponse.

    • Qu'est-ce qui peut faire varier la demande en énergie électrique ?

    • Pourquoi faut-il ajuster l’offre et la demande en électricité ?

    • Quels sont les différents moyens pour y parvenir ?

Pendant l’activité :

Observation des élèves, notamment :

• • Focalisation sur le travail (pendant le jeu)

  • Participation (active ou non)

  • Types de discussions / interactions au sein des binômes pendant le jeu:

    • Est-ce que les élèves discutent des sources d’énergie ?

    • Est-ce que les élèves font la distinction entre source d’énergie et électricité dans leur discussion ?

    • Est-ce que les élèves évoquent d’autres formes d’énergie ?

    • Est-ce que les élèves parlent de transformations d’énergie ?

    • Est-ce que les élèves discutent de la question du stockage de l’électricité ?

    • Est-ce que les élèves tentent de donner du sens à la simulation en la comparant à des situations réelles ?

    • Est-ce que la discussion est centrée sur le score ou les objectifs à atteindre sans réflexion sur la question de l’énergie ?

    • Est-ce que les élèves utilisent l’aide en ligne (les fiches pédagogiques) pour obtenir plus d’informations ? Si oui, qu’en font-ils ?

Après l’activité :

• • Captures d’écran présentant le détail des scores obtenus

  • Conseils des élèves et questions soulevées lors du débat : on s’intéressera à observer ici le même genre de questions que pour les discussions à l’intérieur des groupes.

  • Post-test :

    • Cite différentes sources d’énergie.

    • Classe-les en deux catégories : renouvelable et non renouvelable. Explique ce que ce terme signifie.

    • Quelles informations supplémentaires as-tu appris les concernant ?

    • Est-ce que l’électricité est aussi une source d’énergie ? Explique ta réponse.

    • Que fait exactement une centrale électrique ?

    • Qu'est-ce qui peut faire varier la demande en énergie électrique ?

    • Pourquoi faut-il ajuster l’offre et la demande en électricité ?

    • Quels sont les différents moyens pour y parvenir ?

Choix de l’artefact :

Afin de réaliser les objectifs d’apprentissage et d’adresser la problématique nous avons choisi l’utilisation d’un artefact du type « jeu sérieux » (« serious game ») sur le thème de l’énergie trouvé sur le site internet www.japprends-lenergie.fr. Ce jeu se concentre sur l’énergie électrique et comprend quatre parties : la production, le transport, la consommation et l’environnement. Il a été conçu conjointement par un ingénieur pédagogique, deux game designers spécialisés en « serious games » et une équipe d’experts de GDF SUEZ (deuxième groupe mondial de l'énergie) en collaboration avec des professionnels de l’éducation.

Il propose aux joueurs d’installer et de gérer des centrales de production d'électricité autour d'une ville fictive afin de l’alimenter en électricité. Les joueurs progressent par étapes dans la complexité du jeu. Plusieurs missions leur sont proposées.

Dans la première les joueurs doivent installer des centrales de production d'électricité autour d'une ville fictive de façon à produire exactement la quantité d'énergie requise. En réalisant cette mission les élèves prennent connaissance des différents types de centrales possibles et donc des différentes sources d’énergie. Ils peuvent également appréhender les puissances relatives de ces centrales et prennent conscience de la différence entre source d’énergie et forme d’énergie (ici l’électricité).

Dans les deuxième puis troisième missions, les joueurs doivent tenir compte de la variation de la demande (heures pleines / heures creuses, pics de consommation hivernale) et prennent conscience des conséquences sur la production nécessaire: limitation des productions, exportation de l'électricité, etc. Ils appréhendent le fait que l’énergie électrique ne peut pas être stockée à grande échelle et qu’il faut ajuster la production à la demande.

D’autres missions sont dédiées au transport de l’énergie électrique, à la consommation de d’énergie et aux questions d’environnement. Ces missions n’ont pas été proposées aux élèves car sortant du cadre des objectifs prévu pour le cours. On pourrait cependant envisager de proposer certaines d’entre elles aux élèves en fin d’année, lorsque le sujet de l’impact de la consommation d’énergie sur l’environnement sera abordé dans le cours.

La thématique de l’énergie est complexe et il semble que l’utilisation d’un « jeu sérieux » soit « particulièrement indiqué pour la compréhension des systèmes complexes : à partir de simulation de cas réels, il permet de mettre en évidence les liens entre connaissances scientifiques et vie courante, et de créer une synergie entre différentes disciplines pour accéder à une compréhension globale et profonde. » (réf.1)

Selon les auteurs, « en combinant un objectif sérieux et des ressorts ludiques, le Serious Game permet une meilleure motivation de l’élève et un apprentissage plus profond. Pour résoudre des tâches complexes, il mobilise non seulement des connaissances, mais aussi des capacités, des attitudes, et construit des compétences. » (réf.2)

Intégration de l’artefact dans la séquence d’enseignement :

Cet artefact a été intégré dans la nouvelle séquence sur l’énergie dans le cours de physique de 11^e du cycle d’orientation (secondaire I), niveau LS. Il a été présenté en tout début de cours sur l’énergie et a servi d’introduction à son aspect pluridisciplinaire et à la complexité des notions abordées lorsque l’on parle d’énergie.

Déroulement du cours :

Nous avons inséré dans la progression une séance de cours de deux heures dédiées exclusivement à ce jeu, précédée d’un pré-test et suivie d’un post-test (et d’une phase d’institutionnalisation).

1^ère séance : Pré-test individuel (20’) par écrit.

2^ème séance : Cours de 2 heures dédiées au jeu et débat avec les élèves.

3^ème séance : Post-test individuel (20’) par écrit.

Déroulement de la séance de 2 heures dédiée au jeu :

• 1. Présentation du jeu et consigne (15’) :

     1. 1. L'enseignant présente le jeu et les règles de base (y compris les différents outils internes au jeu) en projetant son propre écran au tableau.

        2. Formation de groupes de 3 élèves.

        3. L’enseignant donne les consignes de travail : remplir la première mission (puis la deuxième puis la troisième) sans préciser les objectifs qui sont donnés dans le jeu. Objectif spécifique : optimiser le score de chaque groupe de joueurs pour la mission. Objectif final : connaître les sources d’énergie présentées, comprendre d’où vient l’énergie électrique et sa gestion.

  2. Travail par groupe (15’x3) :

• • • 1. Les élèves remplissent la première mission (puis la deuxième puis la troisième), ils sont libres de l’essayer plusieurs fois et de consulter les informations du jeu. Temps limité à 15’.

      2. L’enseignant demande à chaque groupe de formuler par écrit 2 conseils qu’ils donneraient aux autres pour mieux réussir la mission.

• 3. Mise en commun (5’x3) :

• • • 1. Comparaisons des stratégies utilisées dans les différents groupes et présentation, par les élèves, des conseils qu’ils ont notés.

• 4. Conclusion (15’)

• • • 1. Discussion sur leur expérience pendant le jeu et débat sur les questions soulevées par ces simulations.

Nous avons choisi de ne pas trop préciser aux élèves tout ce que le jeu peut leur permettre d’acquérir en termes de connaissances, afin de pouvoir déterminer ce qu’ils en tirent en étant plus ou moins libres d’interagir par eux-mêmes et donc de pouvoir vérifier si le jeu, utilisé tel quel, permet de remplir les objectifs d’apprentissages fixés.

Contraintes et démarches dont il faut tenir compte pour la mise en place de la séquence :

• • Création d’un compte enseignant sur le site http://www.japprends-lenergie.fr

  • Se familiariser à l’avance avec le fonctionnement du jeu et les ressources disponibles, afin de pouvoir faciliter l’apprentissage des élèves.

  • Réservation d’une salle informatique avec accès internet pour la durée du cours (2x45’).

  • Vérifier que le jeu est bien utilisable sur les postes élèves dans la salle informatique.

  • Faire signer par les parents une autorisation d’utilisation de l’adresse email des élèves (obligatoire pour que l’élève puisse s’inscrire et utiliser le jeu).

Analyse :

Quatre classes dans deux établissements différents ont fait la séquence MITIC proposée. En tout, seuls 31 élèves ont été présents lors des trois séances et sont donc pris en compte pour cette analyse.

Résultats des pré et post-tests :

Citer différentes sources d’énergie et distinguer celles qui sont renouvelables de celles qui ne le sont pas :

• • 20 élèves sur les 31 (65%) citent plus de sources d’énergie (tous types confondus, renouvelables, non-renouvelables) dans le post-test que dans le pré-test. 4 élèves (13%) en cite moins. 7 élèves (22%) en citent autant.

  • Dans le pré-test, 6 élèves ont classé erronément une source d’énergie comme renouvelable alors qu’elle ne l’est pas ou inversement.

  • Dans le post-test, 7 élèves ont classé erronément une source d’énergie comme renouvelable alors qu’elle ne l’est pas ou inversement.

  • 3 élèves ont modifié leur classement en passant du pré-test au post-test : l’un en corrigeant son erreur, les 2 autres en en ajoutant une.

  • Nombre de sources d’énergie citées dans le pré-test : entre 2 et 7, avec une moyenne de 3,9

  • Nombre de sources d’énergie citées dans le post-test : entre 1 et 9, avec une moyenne de 5,0

Confusion entre source d’énergie, ressource et infrastructure qui exploite la source d’énergie :

• • La plupart des élèves confondent la source d’énergie (phénomène physique ou chimique dont on peut exploiter l’énergie) et l’infrastructure, la centrale, qui exploite la source d’énergie : par exemple les élèves citent les éoliennes ou les panneaux solaires plutôt que l’énergie éolienne, ou l’énergie solaire.

  • Dans le pré-test comme dans le post-test, seuls 12 élèves font la distinction (< 40%).

  • On observe également que les élèves ne font pas la distinction entre les ressources énergétiques (tel que le pétrole ou le bois), et les sources d’énergie (phénomène plus global qui peut être identique pour plusieurs ressources, tel que l’énergie fossile)

  • Dans le pré-test 4 élèves seulement font la distinction, contre 1 seul dans le post-test.

Définir une source d’énergie renouvelable :

• • Dans le pré-test, 10 élèves sur 31 ont répondu plus ou moins correctement (« source d’énergie qui ne s’épuise pas »)

  • Dans le post-test, 14 élèves sur 31 ont répondu correctement.

  • Les autres élèves n’ont pas donné de définition (« énergie renouvelable est une énergie qui se renouvelle ») ou ont parlé de réutilisation, de recyclage ou n’ont pas répondu du tout à la question

Reconnaître que l’électricité n’est pas une source d’énergie :

• • Dans le pré-test, 9 élèves sur les 31 (29%) ont répondu correctement, 20 élèves (65%) se sont trompés et 2 élèves (6%) n’ont pas répondu à la question

  • Dans le post-test, 14 élèves (45%) ont répondu correctement, 16 (52%) se sont trompés et 1 élève (3%) n’a pas répondu à la question

  • En fait 11 élèves ont changé d’avis entre le pré-test et le post-test : 8 d’entre eux sont passés d’une mauvaise (ou aucune) réponse à une bonne réponse, mais 3 élèves avaient la réponse juste au pré-test et fausse au post-test

Reconnaître qu’une centrale électrique transforme de l’énergie d’une forme à une autre (électricité) :

• • 15 élèves pensent que « La centrale distribue de l’électricité »

  • 17 élèves pensent que « La centrale fabrique de l’électricité (ou de l’énergie) »

  • 3 élèves pensent que « La centrale produit de l’électricité à partir d’autres sources »

  • 5 élèves pensent que « La centrale stocke de l’électricité »

  • 3 élèves pensent que « La centrale transforme l’énergie en électricité »

  • Noter que ces catégories ne sont pas exclusives, certains élèves estiment que la centrale fabrique et distribue l’électricité, par exemple. De même que certains élèves pensent qu’elle la fabrique et qu’elle la transforme.

  • Seuls 3 élèves sur 31 (<10%) ont utilisé le terme de « transformation » d’énergie.

  • Il faut toutefois être conscient qu’il est parfois difficile de distinguer la difficulté des élèves à s’exprimer de façon précise et scientifique et leur niveau de compréhension réel.

Observations pendant l’activité :

Est-ce que les élèves discutent des sources d’énergie ?

• • Ils en parlent… mais :

  • Vocabulaire utilisé :

    • • 80% de « trucs », « choses », « ça », etc.

      • 20% de termes corrects (« éoliennes », « solaires », etc.), mais pour la plupart associés à des termes dénués de sens (« trucs solaires », « trucs de marée », etc.)

  • Pas de discussion de fond

Est-ce que les élèves font la distinction entre source d’énergie et électricité dans leur discussion ? Evoquent d’autres formes d’énergie ? Parlent de transformation d’énergie ? Du problème du stockage de l’électricité ?

• • A aucun moment.

Est-ce que les élèves tentent de donner du sens à la simulation en la comparant à des situations réelles ?

• • Plusieurs liens avec des situations réelles, mais superficiellement :

    • • « Les panneaux solaires ne produisent rien la nuit, puisqu’il n’y a pas de soleil. »

      • « Une heure creuse, c’est midi, par exemple, quand personne ne travaille. »

      • « C’est l’hiver, il faut chauffer plus, il faut plus d’électricité. »

      • « On va exploser la centrale nucléaire, comme au japon, ça va créer un tsunami. »

Est-ce que la discussion est centrée sur le score ou les objectifs à atteindre sans réflexion sur la question de l’énergie ?

• • 90% des discussions concernant le jeu sont centrées sur le résultat (comment terminer la mission, remplir les objectifs, améliorer le score) – et pour certains groupes comment le faire le plus vite possible – et/ou sur le coût (fictif)

  • les élèves ont des propos du genre : « mets ce truc dans le carré vert », « mets ça comme ça on gagne beaucoup d’argent », « ça coûte cher de démanteler »

  • certains propos sont centrés sur les objectifs du jeu, mais contiennent aussi des propos liés aux objectifs d’apprentissage ; ceux-ci ne sont toutefois pas discutés ou questionnés : ils servent seulement de constatations utiles pour terminer le jeu et augmenter le score

  • ex : « il faut équilibrer la production », « c’est pas renouvelable celle-là », « les centrales nucléaires ça produit peu de CO₂ », « les éoliennes ça pollue pas c’est mieux », « faut augmenter le renouvelable – non faut pas trop en mettre », etc.

  • même quand ils parlent d’énergie, les élèves se contentent de citer des faits, mais ne discutent pas de leurs implications ou des concepts qui s’y cachent

Est-ce que les élèves utilisent l’aide en ligne (les fiches pédagogiques) pour obtenir plus d’informations ? Si oui, discutent-ils de leur contenu ?

• • Les groupes de la classe 1 lisent les fiches d’aide en ligne. Peu de discussions à leur sujet.

  • Les groupes de la classe 2 n’utilisent pas l’aide en ligne.

  • Les groupes de la classe 3 regardent plus ou moins rapidement une partie des fiches pédagogiques à disposition.

  • Seul un des groupes de la classe 4 utilise l’aide en ligne.

Fréquence des échanges hors-sujet :

• • Une à deux fois, brièvement, pour chacun des groupes des classes 1 et 3 et l’un des groupes de la classe 4.

  • Près de 90% des échanges pour un des groupes de la classe 2.

  • Environ 30% des échanges pour les deux derniers groupes de la classe 2.

  • Environ 50% des échanges pour deux des groupes de la classe 4.

Fréquence des sollicitations de l’enseignante :

• • Jamais pour la classe 1.

  • 1-3 fois pour chacun des groupes des classes 3 et 4.

  • 15 fois pour un des groupes de la classe 2.

  • Environ 5 fois pour chacun des deux derniers groupes de la classe 2.

Commentaires additionnels :

• • Classe 1 & 3 : ils ont « joué le jeu », scolairement : ont suivi les consignes, fait ce qui était demandé par l’enseignante et suivi les instructions du jeu. Mais pas de discussion de fond pendant l’activité elle-même. Activité ressentie comme une tâche scolaire plus ou moins ludique selon les élèves (allant du « c’est trop prenant ce jeu » au « c’est super chiant »), mais sans en saisir l’utilité (« ça sert à rien »).

  • Classe 4 : un groupe avait pour seul objectif de terminer au plus vite, les deux autres ont un peu mieux joué le jeu, mais aucun n’en a saisi le sens ou l’utilité.

  • Classe 2 : n’est pas « rentré dans le jeu ». Environ 20 commentaires du style « je comprends rien, il faut faire quoi ? ». Autant de « ça me saoule ». Activité ressentie comme une lubie de l’enseignante sans aucun intérêt.

Observations pendant la mise en commun et le débat :

La majorité des conseils donnés par les élèves ne sont ni pertinents, ni utiles, ni spécifiques à la tâche demandée. Il s’agit de commentaires du type : « il faut collaborer », « il faut lire les instructions », « il faut calculer », « réfléchir avant d’agir ».

Une partie des conseils, en particulier dans la classe 3, sont plus spécifiques et liés au thème de l’énergie, tels que : « mettre des énergies renouvelables », « utiliser toutes les sortes de centrales », « améliorer la puissance », etc. Certains groupes donnent même des justifications pour leurs conseils, tels que : « en hiver, on consomme trop d’énergie, donc il faut… », « il faut installer des centrales renouvelables car c’est moins polluant », « pour équilibrer, les panneaux solaires sont utiles car ils ne fonctionnent que le jour », ou donnent des explications telle que « construire un step permet de… », ou encore, fournissent des informations, telles que « les énergies renouvelables n’ont aucun impact sur l’amoindrissement des rejets de CO₂ » montrant qu’ils se sont donnés la peine de lire certaines des informations à disposition.

Plusieurs groupes sont toutefois incapables de formuler des conseils précis sur le jeu et ne savent pas ce qu’ils ont fait, expliquant oralement lorsqu’ils sont sollicités qu’ils ont « réglé le truc du machin pour avoir le bon chiffre ».

Corrélation entre les scores obtenus, les résultats des pré-test et post-test, ainsi qu’avec le comportement des élèves pendant l’activité :

• • Aucune corrélation n’a été constatée entre les scores et les autres observables : les scores sont tous bons et similaires. Toutes les missions du jeu sont réussies. Les scores n’apportent aucune information sur la compréhension des élèves ni même sur leur sérieux pendant le jeu.

  • Aucune corrélation n’a été constatée entre les résultats des tests et le comportement des élèves pendant l’activité.

  • On n’observe pas non plus d’amélioration significative (et systématique) des résultats au post-testspar rapport au pré-test. Bien que le nombre de sources d’énergie citées soit supérieur lors du post-test, il règne une grande confusion entre sources d’énergie, ressources, dispositifs technologiques et formes d’énergie ; confusion qui n’est pas dissipée par le jeu, bien au contraire. L’exception étant peut-être la reconnaissance que l’électricité n’est pas une source d’énergie, mais vient « de quelque chose d’autre » ; toutefois, le passage de la ressource naturelle (comme le vent par exemple) à l’énergie électrique reste flou pour les élèves.

En conclusion, l’écart entre les effets attendus et nos observations est donc gigantesque, mais pas vraiment surprenant. En effet, nous nous sommes rendu compte, au fur et à mesure que notre travail avançait, de la difficulté d’utiliser un artefact très rigide tel que celui-ci pour un but pédagogique spécifique, même si sur le papier les objectifs pédagogiques des auteurs semblaient concorder avec les nôtres. Nous avons toutefois voulu mener l’expérience jusqu’au bout, même si celle-ci semblait peu satisfaisante, car nous pensions pouvoir en tirer des enseignements (ce que nous avons fait).

Retour sur les conjectures :

Conjecture 1 : effet du jeu positif sur la motivation des élèves et sur leur apprentissage

Cette conjecture n’a pas du tout été vérifiée. Beaucoup d’élèves ont trouvé le jeu ennuyeux et n’en voyaient pas le sens. Le jeu n’a pas non plus amélioré les connaissances des élèves de façon significative et a parfois même eu l’effet contraire.

Conjecture 2 : participation plus équilibrée et plus libre des élèves

Cette conjecture est partiellement vérifiée. La participation des élèves était en effet assez équilibrée, les élèves se sentaient plutôt libre de s’exprimer et de donner leur avis, mais comme dans tout travail de groupe, certains élèves prennent le dessus sur les autres.

Conjecture 3 : intérêt augmenté grâce au lien avec une situation pseudo-réelle

Cette conjecture n’a pas été vérifiée. Probablement parce que les élèves n’ont pas fait le lien avec leur vie réelle, car le jeu ne touche pas directement à leur quotidien.

Conjecture 4 : responsabilisation des élèves grâce aux aides du cyberprof

Cette conjecture n’a pas du tout été vérifiée. Il nous semble que le problème central vient du fait que, pour que les élèves s’intéressent aux aides pédagogiques et aux informations qu’elles contiennent, il leur faut un enjeu qui les y invite. Hors, nous nous sommes rendu compte qu’il est parfaitement possible de réaliser l’ensemble des trois missions testées sans consulter ces aides. Il faudrait donc créer un enjeu hors du jeu lui-même pour que les élèves utilisent les aides proposées, en introduisant par exemple un questionnaire à remplir pendant le jeu.

Nouvelles conjectures :

Il est difficile de faire de nouvelles conjectures quand la conclusion de notre travail est que ce jeu ne nous semble pas de tout convenir à une utilisation dans le cadre du cours de 11^e sur l’énergie. Nous avons réfléchi à d’autres utilisations plus adéquates que celle que nous avons essayé de mettre en place, mais nous nous heurtons à chaque fois à la rigidité du jeu. Les aides et autres informations trouvées sur le site et au sein du jeu peuvent être intéressantes, mais le jeu lui-même (en tout cas la première partie que nous avons étudiée) ne nous semble pas apporter de plus-value utile pour améliorer la compréhension des élèves.

Néanmoins, nous avons établi trois nouvelles conjectures :

Tout d’abord deux pistes d’amélioration pour l’utilisation de cet artefact.

• Nous pourrions distribuer un questionnaire au début de l’activité avec pour consigne de répondre aux questions pendant l’activité. Les élèves devront ainsi utiliser l’aide à disposition pour répondre à des questions de physique. Nous pensons dans ce cas que les élèves ne prendraient pas l'activité, le jeu, comme une activité exclusivement ludique, mais bien comme une activité de travail dans un cadre ludique. Nous pensons que le fait d’avoir un objectif bien défini, lié au cours de physique, plutôt qu'un objectif lié exclusivement au jeu (réussir des missions et avoir un bon score), favoriserait un meilleur investissement de la part des élèves et un meilleur apprentissage.

• Nous pourrions également annoncer aux élèves que l’activité est notée (comme l’est un travail pratique ordinaire): seraient alors évalués leur attitude, la collaboration, la pertinence des conseils proposés sur la feuille d'activité, ainsi que leurs réponses aux questions du test. La conjecture derrière cette idée est qu’une activité notée permettrait à nouveau de donner aux élèves un objectif lié au cours de physique (ici: obtenir une bonne note) et de ce fait les impliquer d'avantage et minimiser l'effet jeu (activité ludique sans rapport avec le cours).

Une troisième piste d’amélioration à considérer serait d’utiliser comme artefact non pas un jeu complexe comme celui que nous avons choisi, mais bien un artefact beaucoup plus simple qui serait donc plus flexible d’utilisation par l’enseignant(e). Nous pensons qu’un artefact plus simple laisserait plus de liberté à l’enseignant(e) pour viser des objectifs d’apprentissage spécifiques tels que définis dans le plan d’étude et ainsi pour l’insertion dans une séquence d’enseignement.

Apports du colloque :

Quelques suggestions :

Il serait possible d’utiliser cet artefact également comme base de discussion pour aborder certains concepts tels que, par exemple, la difficulté à stocker l’énergie électrique, qui est largement abordée dans le jeu, mais sans que soit adressée la question du « pourquoi ».

Il serait également possible de raccourcir grandement la part d’utilisation du jeu et d’interroger davantage les élèves sur ce qu’ils y ont découvert pour s’en servir comme amorce vers une discussion plus approfondie des problématiques soulevées.

On pourrait également demander aux élèves de critiquer la situation qui leur est présentée dans la simulation de la ville fictive et utiliser cette discussion comme base pour aborder les limites du modèle proposé.

Quelques remarques :

Il est d’autant plus difficile de faire coïncider nos objectifs avec ceux du cyberprof que celui-ci est très présent et que ses objectifs ne correspondent, dans le fond, pas vraiment aux nôtres.

L’utilisation de cet artefact nous a été utile cependant pour nous rendre compte des difficultés rencontrées par les élèves, notamment leur confusion entre ressources, technologies, sources et formes d’énergie et de certaines idées préconçues qu’ils ont. D’autres groupes ont également trouvé que l’usage de leur artefact aidait à faire ressortir les conceptions des élèves.

Comme cela a été aussi expérimenté par d’autres groupes, les élèves n’ont pas fait le lien entre la séance MITIC et le reste du cours, il serait nécessaire d’intégrer davantage les deux au lieu de les séparer en ayant une séquence dédiée exclusivement à l’outil MITIC. Le cyberprof et le prof pourraient interagir davantage, chacun présentant des avantages et des inconvénients.

Il a été soulevé la question intéressante de la différence entre l’enseignant qui utilise l’artefact et les élèves qui l’utilisent ; peut-être que, dans notre cas, il serait possible d’envisager une utilisation de l’artefact par l’enseignant, ce qui lui donnerait davantage de liberté pour l’adapter.

Plusieurs groupes – dont le nôtre – ont également pu constater que réussir la tâche demandée par l’enseignant n’est pas toujours remplir les objectifs d’apprentissage associés, car les élèves ont tendance à aller au plus facile pour réussir la tâche. C’est donc une vraie difficulté d’amener l’élève à ce qu’il réussisse la tâche pour comprendre et apprendre.

Conclusion :

Le cours sur l’énergie du programme de 11^e est un nouveau cours que nous testons pour la première fois cette année. Lorsque nous avons trouvé ce jeu au départ, il nous a semblé plein de possibilités pour introduire plusieurs notions différentes du cours de façon ludique. Malheureusement, plus nous avons réfléchi à comment l’utiliser dans le cadre d’une séquence d’enseignement pour un apprentissage spécifique, moins il nous semblait approprié. Les résultats de l’expérimentation effectuée en classe semblent nous donner raison sur ce point.

En lisant les objectifs d’apprentissage fournis par les concepteurs du jeu, ceux-ci nous semblaient en adéquation avec les nôtres. Mais la réflexion et la pratique nous ont montré qu’ils diffèrent en fait considérablement.

De plus, nous nous sommes rendu compte qu’un jeu tel que celui-ci est extrêmement rigide, il est donc difficile de l’adapter pour atteindre nos objectifs et la place de l’enseignant y est minime (le jeu est conçu pour que les élèves soient indépendants).

Le jeu en lui-même présente finalement peu d’intérêt : il ne remet pas en questions les conceptions des élèves ni ne les oblige à enrichir leurs connaissances pour le réussir.

Ce travail nous a cependant montré à quel point il est important de déterminer très précisément le rôle que nous voulons donner à un artefact dans une séquence d’enseignement avant de l’y insérer et à quel point les concepteurs derrière l’artefact ont une influence importante.

Finalement, nous pensons qu’un artefact plus basique, plus simple, aurait été beaucoup plus approprié car il aurait laissé davantage de liberté à l’enseignant(e) et davantage de place au questionnement.

Références bibliographiques

(réf.1) GDF Suez 2013 in Guide enseignant du jeu Les enjeux de l’énergie

(réf.2) site internet de J’apprends l’énergie, http://www.japprends-lenergie.fr/serious-game

(réf.3) Plan d’étude roman (PER), http://www.plandetudes.ch/

(réf.4) Fichier energie_progression.pdf sur le site internet de webphys, http://bdp.ge.ch/webphys/espace_enseignant/index.php

(réf.5) F. Lombard, A. Conti, cours MITIC IUFE 2013-2014, https://sites.google.com/site/ufmiticsciences20132014/home

(réf.6) F. Lombard, extraits du chapitre 8. Du triangle de Houssaye au tétraèdre des TIC : comprendre les interactions entre les savoirs d'expérience et ceux de recherche, Université de Genève TECFA (2003) in Transformations des regards sur la recherche en Technologie de l’Education, Bernadette Charlier, Daniel Peraya