Quels apprentissages sont-ils possibles avec des exerciseurs multimédia en classe ? Réflexions théoriques et compte rendu d’une expérience








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Expérimentation : évaluation d’une série d’exercices multimédia en TP d’électricité


Le projet réalisé dans le cadre de l’étude PNER consiste en une expérimentation dans le domaine de l’enseignement de l’électricité. Nous avons voulu évaluer l’effet de la structuration, du support et de la nature de l’information présentée dans une série d’exercices sur l’apprentissage réalisé par les étudiants.

Sujets


Les sujets sont étudiants en première année de DUT de génie mécanique et productique à l’IUT de Toulouse. La moitié de la promotion 2001-02 a participé à cette expérience, soit 150 étudiants, répartis en 11 groupes. L’autre moitié de la promotion participe à une seconde expérience, en cours.

Matériel


Les exercices concernent les circuits électriques en régime continu. Trois séries de 10 exercices sont proposées (correspondant à 1 séance de TP hebdomadaire pendant 3 semaines). La première série concerne le « calcul de résistances équivalentes », la seconde les « Loi d’Ohm, Loi de maille, Ponts diviseurs » et la troisième les « générateurs d’équivalents ». Les exercices sont présentés avec leur solution. Quatre versions différentes des séries sont comparées.
La version 0 est une version de référence : elle correspond au matériel utilisé originellement dans les TP depuis plusieurs années. Il s’agit d’un cahier de TP, comportant une dizaine de pages sur lesquelles 3 ou 4 exercices sont présentés sous la forme d’un schéma électrique et d’une question. La 1ère page de ce document papier propose un rappel des représentations schématiques des différents constituants électriques : résistance, générateur de courant, condensateur, etc. L’ensemble des solutions est donné en dernière page.
Les versions 1 à 3 sont des versions modifiées de ce TP. Afin d’évaluer l’impact de la présentation multimédia des exercices, une version papier (version 1) de la présentation multimédia a été réalisée.
La version 1 est un cahier de TP papier correspondant à une impression de l’ensemble des diapositives PowerPoint de la version 2 (Figure 2). Il s’agit des mêmes schémas et des mêmes énoncés que pour la version 0 ; de même, les solutions sont données en dernière page. La différence majeure réside dans le rappel des lois donné en début de cahier (Loi d’Ohm, Loi de Maille, etc.).




Figure 2. Exemple d’exercice au format de la version 1 et de la version 2
La version 2 est un diaporama PowerPoint où un exercice par diapositive est donné. Ces exercices sont précédés d’un rappel des lois. Les solutions sont données au tableau.
La version 3 est identique à la 2 (Figure 3), mais on lui a appliqué un certain nombre d’aides à la compréhension telles que définies ci-dessus (aides essentiellement inspirées des travaux de Sweller et de Mayer). On donne une explication de l’énoncé (Figure 4). L’étudiant peut voir des animations pour représenter le courant sous forme de flèches qui s’affichent l’une après l’autre de l’entrée vers la sortie (Figure 5). Pour chaque exercice, une explication de la solution est intégrée sur le support de TD, à côté du schéma étudié (Figure 6), ainsi que la solution elle-même (Figure 7). Il existe enfin une rubrique « en savoir plus » (Figures 8 et 9).

Figure 3. Exemple d’exercice au format de la version 3

Figure 4. Exemple d’aide à la compréhension de l’énoncé

Figure 5. Exemple d’animation (ici présentée dans son état final : les flèches apparaissent l’une après l’autre de l’entrée vers la sortie)

Figure 6. La solution et son explication

Figure 7. Suite de la solution

Figure 8. Rubrique « en savoir plus ».

Figure 9. Rubrique « en savoir plus » (suite).
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