R gicquel mines parisTech

R. GICQUEL

• R. GICQUEL

• MINES ParisTech

expérience personnelle

• 90 : début enseignement systèmes énergétiques

• objectifs : maîtrise des bases théoriques, réalisations / contraintes sur la technologie, conception / dimensionnement de cycles innovants

• 1ères difficultés : hypothèse gaz parfaits, calculs combustion

• solution : nombreux utilitaires Excel (pas vraiment satisfaisant)

• parallèlement, besoin utilitaire calculs propriétés fluides pour calculs intégration thermique (méthode pincement)

• 97 premier outil, ThermoCalc, devenu ensuite (99) Thermoptim

expérience personnelle

• 2001 : excellent bilan utilisation du simulateur, début diffusion (> 10), déplacement de la problématique pédagogique

• modification du contenu à enseigner, avec suppression des équations des propriétés des fluides

• de plus en plus de temps consacré à l ’enseignement de la réalité technologique (conception, fonctionnement des systèmes)

• 2002 – 2004 : réflexions pédagogiques pour comprendre le succès de Thermoptim auprès des élèves

• reconception pédagogique plus profonde de l’enseignement de la thermodynamique : démarche d’ingénierie pédagogique

simulateur Thermoptim (spécifique)

• simulateur Thermoptim (spécifique)

• séances de formation à distance sonorisées Diapason (génériques)

• outil de déploiement : portail Thermoptim-UNIT (www.thermoptim.org)

ingénierie pédagogique

• triangle didactique

• 3 composantes principales :

• pédagogies des acquisitions (manière dont l'élève apprend et comprend)
• pédagogies des relations (centrées sur le couple enseignant-élève)
• pédagogies du contenu (manière dont l'enseignant définit ce qu'il enseigne)

ingénierie pédagogique

• d’après le Wikipédia, elle trouve tout son intérêt lorsqu'il y a :

• gestion d'un projet de formation sur et entre les 3 entités du triangle d'apprentissage, celle du formé-apprenant, celle des savoirs, celle du formateur-facilitateur
• gestion du schéma des 3 unités [théâtrales] :
• temps (formation synchrone / asynchrone)
• lieu (formation en présentiel (face-à-face) / à distance)
• action (formation individualisée / collective)
• gestion des dispositions à l'acte d'apprendre (utilisation des technologies, formation informelle, accompagnement, etc.)
• http://fr.wikipedia.org/wiki/Ingénierie_pédagogique

ingénierie pédagogique

• principaux éléments pour l’approche Thermoptim :

• théorie de la charge cognitive et approche constructiviste qui relèvent de la pédagogie des acquisitions
• modèle RTM(E), Réalité, Théorie, Méthodes (et Exemples), qui relève de la pédagogie des contenus
• développement des modules de FAD Diapason à l’intersection des 3 dimensions du triangle didactique

Théorie de la charge cognitive (Sweller) (1/2)

• capacités humaines d’apprentissage réduites car mémoire de travail à court terme très limitée :

• nous ne pouvons traiter simultanément que peu d’éléments (6-8)
• nous devons leur donner un sens dans un temps très bref

• deux mécanismes permettent de contourner cette difficulté :

• l’acquisition des schèmes : construction de modèles mentaux explicatifs appropriés, afin de décomposer l’information en éléments significatifs mémorisables
• une fois les schèmes bien structurés, l’automatisation des tâches résulte de la pratique et permet de retenir les méthodes de travail appropriées

Théorie de la charge cognitive (Sweller) (2/2)

• ce qui distingue un expert, ce n'est pas tant ses capacités intellectuelles supérieures que la richesse des schèmes qu'il utilise

• il y a risque de surcharge cognitive si trop d’informations disparates doivent être simultanément prises en compte par l’esprit. Il faut :

• simplifier autant que possible le contenu des matériaux éducatifs utilisés
• souci constant lorsque l'on développe des ressources pédagogiques numériques : éviter de présenter séparément des éléments qui ne peuvent être compris qu’ensemble (mécanisme dit de "split attention")

• les exemples commentés jouent un rôle essentiel dans l'apprentissage

Approche constructiviste (1/5)

• l'apprenant construit une réalité ou du moins l'interprète sur la base de ses perceptions

• l'apprentissage demande ainsi de relier les nouvelles informations aux connaissances antérieures afin d'affiner les structures cognitives existantes (schèmes)

Approche constructiviste (2/5)

• l'apprentissage le plus performant, celui qui a le plus de sens et est donc le plus efficace, est basé sur des études de cas et fait appel à des tâches représentatives du monde réel

• les contextes d'étude les plus efficaces :

• sont basés sur des problèmes ou des études de cas qui mettent l'étudiant en situation
• exigent de lui qu'il acquière des compétences ou des connaissances afin de résoudre des problèmes concrets

Approche constructiviste (3/5)

• caractéristiques de l'apprentissage cognitif :

• articulation (rendre explicite la connaissance tacite)
• exploration (apprendre comment former et tester des hypothèses)

• la réflexion métacognitive permet aux apprenants de :

• mieux contrôler leur apprentissage
• développer la réflexion pendant l'action ainsi que sur l'action

Approche constructiviste (4/5)

• les étudiants à un niveau avancé d'acquisition des connaissances doivent être exposés à des environnements d'étude ouverts qui reflètent la complexité du monde réel

• les environnements NTE (TICE) sont bien adaptés pour cela car ils peuvent représenter le monde aux étudiants dans sa complexité naturelle (pas de simplification "pédagogique" outrancière)

Approche constructiviste (5/5)

• les environnements d'apprentissage devraient favoriser la construction collaborative des connaissances en impliquant à la fois professeurs et étudiants

• les étudiants peuvent beaucoup apprendre de l'observation d'autres étudiants qui éprouvent et résolvent des difficultés analogues

Mise en œuvre pratique (1/3)

• rôle fondamental des schèmes (introduction des concepts, structuration du progiciel, conception du portail)

• souci constant de limiter les surcharges cognitives :

• globalement en supprimant les équations inutiles (contenu)
• spécifiquement, lors de la définition des séances de cours
• dans la conception des écrans de Thermoptim

• mise à disposition des apprenants et des enseignants de nombreuses ressources sous forme d’exemples commentés (séances Diapason, fiches-guides, guides méthodologiques…)

Mise en œuvre pratique (2/3)

• faire en sorte que l’apprenant soit le plus actif possible (contrôle de l’avancement des séances Diapason, nombreux TD…)

• souci constant de traiter des cas réalistes :

• exemples industriels pour les études de cas, TD, projets…
• illustrations des supports de cours et séances Diapason

• multiplier les explications données aux apprenants sur les différentes étapes de leur progression (metacognition)

Mise en œuvre pratique (3/3)

• guider l’apprenant dans son interaction avec la complexité du domaine disciplinaire et applicatif, le portail servant pour cela d’outil de navigation structuré (mise en situation)

• multiplier les occasions de travaux entre élèves lors de la définition pratique des activités proposées (construction collaborative des connaissances)

présentation pdf

• présentation pdf

• http://www.thermoptim.org/sections/enseignement/pedagogie/portail-thermoptim-unit

• références pédagogiques

• http://www.thermoptim.org/sections/enseignement/pedagogie/references-sur-pedagogie

simulateur Thermoptim (spécifique)

• simulateur Thermoptim (spécifique)

• séances de formation à distance sonorisées Diapason (génériques)

• outil de déploiement : portail Thermoptim-UNIT (www.thermoptim.org)

aide les élèves à structurer leurs schèmes

• aide les élèves à structurer leurs schèmes

• permet une approche visuelle très féconde

• décharge les élèves des difficultés calculatoires sans nécessiter des simplifications outrancières

• peut traiter des cas réels : simulateur professionnel doublé d’un didacticiel

• rend les élèves opérationnels (fondamental pour leur motivation)

Modules structurés en étapes, séances, parcours et cursus

• Modules structurés en étapes, séances, parcours et cursus

• Présentations théoriques, méthodologiques et technologiques

élèves plus actifs qu'en salle de cours

• élèves plus actifs qu'en salle de cours

• choisissent eux-mêmes les moments où ils étudient

• peuvent travailler à leur rythme, seuls ou en groupe

• ont accès à tout moment aux explications orales de l'enseignant

séances Diapason (Diaporamas Pédagogiques Animés et Sonorisés)

• séances Diapason (Diaporamas Pédagogiques Animés et Sonorisés)

• fiches-guides de TD

• fiches thématiques synthétiques

• guides méthodologiques

• modélothèque

• notes relatives à la pédagogie de la thermo-dynamique

• supports écrits