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








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Procédure


Pour chaque séance, le professeur commence par un apport notionnel en 15 minutes. Après cela, les étudiants réalisent un rapide test de connaissances (en 5 minutes) concernant le thème de la séance. Les tests proposés sont pour moitié des QCM sur la compréhension des notions (performance évaluée sur 5 points) et pour l’autre moitié des exercices d’application (performance évaluée sur 5 points). Ce test est analogue, en termes de difficulté, aux derniers exercices du TP. Ce test, administré juste après l’apport notionnel, c’est-à-dire avant la réalisation de la série de 10 exercices, est aussi administré, dans une version différente, après la série. Deux versions différentes du même test (version a et version b) sont donc réalisées. Pour la moitié des sujets, la version a est utilisée pour le pré-test et la version b pour le post-test. Pour l’autre moitié des sujets c’était l’inverse : b pour le pré-test et a pour le post-test. Le pré et le post-test sont constitués tous les deux du même nombre d’exercices et de questions à choix fermés.
Les étudiants travaillent systématiquement en binôme, quelle que soit la version du TP. Le temps consacré au TP lui-même (la réalisation de la série de 10 exercices) est d’environ 1h35. Les pré-tests et post-tests sont passés individuellement.
La répartition des groupes de TP par séance et par version du document se fait selon un croisement quasi complet : il y a une répartition équilibrée de chacune des quatre versions sur chacune des trois séances.





Séance 1

Séance 2

Séance 3

Groupe 1

version 0

version 3

version 2

Groupe 2

version 0

version 1

version 3

Groupe 3, …

etc.
Enfin, nous avons comptabilisé les interventions des enseignants pendant la séance de TP, en distinguant les aides individuelles des interventions adressées à l’ensemble du groupe. Parmi les aides, nous avons distingué celles concernant la résolution de l’exercice de celles concernant la correction d’une erreur ou l’explication d’une solution.

Résultats





QCM de compréhension

Exercices d’application




Pré-test

Post-test

Pré-test

Post-test

Séance 1

3,61

4,55

2,47

4,19

Séance 2

4,48

4,69

2,62

3,35

Séance 3

3,40

4,28

2,00

3,89

Tableau 3. Performances moyennes au pré et post-test pour les QCM de compréhension et les exercices d’application en fonction de la séance de TP (séance 1 = calcul de résistances équivalentes ; 2 = Loi d’Ohm, Loi de maille, Ponts diviseurs ; 3 = générateurs d’équivalents.)
Globalement il y a une différence significative entre post et pré-tests (F(1,300) = 42,048 ; p<0,001). Ainsi, nous pouvons considérer que dans chaque séance de TP les étudiants ont appris quelque chose, tant au niveau compréhension qu’application. Le cas de la séance 2 pour les QCM de compréhension présente manifestement un effet plafond : les notes sont trop bonnes aux pré-tests (4,48 sur 5 points possibles).





QCM de compréhension

Exercices d’application




Pré-test

Post-test

Pré-test

Post-test

Version 0

3,42

4,45

2,30

4,11

Version 1

3,88

4,38

2,19

3,71

Version 2

3,90

4,55

2,52

3,60

Version 3

4,11

4,59

2,39

3,76

Tableau 4. Performances moyennes au pré et post-test pour les QCM de compréhension et les exercices d’application en fonction de la version du TP
Quelle que soit la version, les étudiants apprennent quelque chose. L’apprentissage est plus important avec les exercices d’application qu’avec les QCM de compréhension (F(1, 300) = 155,5 ; p<0,001). On peut légitimement faire l’hypothèse que cela est dû à la nature des exercices proposés lors des séances de TP : des exercices d’application. Toutefois, pour affirmer cella il faudrait être en mesure d’obtenir des performances en pré-test de niveau équivalent. Or, les pré-tests sont mieux réussis, et sans doute même « trop bien réussis » quand ils concernent des questions de compréhension : il s’agit probablement d’un effet plafond encore une fois.
Globalement il n’y a pas d’effet version : pas de différence significative entre les performances dues aux versions. Cela est plutôt intéressant, car nous n’espérions pas une différence entre les versions papiers et les versions ordinateurs, pas plus qu’entre les deux versions papiers. Nous voulions montrer que la version 3 est plus efficace que les autres. Mais, même si les scores sont bons avec cette version, notamment aux QCM compréhension, le gain de performance lui-même ne présente pas de différence significative avec les autres versions. Cette absence d’effet s’explique peut-être par un effet placebo : de bonnes performances obtenues aux pré-tests dans cette version 3 et plus généralement avec les versions ordinateurs viennent « mécaniquement » amoindrir le gain de performance avec ces versions (Tableau 6).





QCM de compréhension

Exercices d’application




Pré-test

Post-test

Pré-test

Post-test

Versions papier

3,65

4,42

2,25

3,91

Versions ordinateur

3,89

4,47

2,36

3,66

Tableau 6. Performances moyennes au pré et post-test pour les QCM de compréhension et d’application selon que le TP est sur papier ou sur ordinateur
Enfin, nous avons observé des grandes différences, selon les versions, quant au nombre d’interventions des enseignants pendant la séance. Cette différence s’observe pour les aides individuelles concernant la résolution de l’exercice ainsi que celles concernant la correction d’une erreur ou l’explication d’une solution (Figure 10). Les interventions adressées au groupe entier sont en quantité négligeable. Ainsi, malgré des observations incomplètes, l’effet version est significatif sur l’aide à la résolution (F(2,12)=17,7 ; p<0,001) et sur les corrections ou les explications de la solution (F(2,12)=11,4 ; p<0,003). La version 3 entraîne très peu d’interventions : dans la plupart des groupes, les enseignants n’interviennent plus du tout. Un enseignant a fait 2 interventions de résolution d’un exercice et 2 de correction des erreurs ou explication de la solution. Cette version pourrait correspondre à une tâche réalisée de façon autonome, dans le cadre d’un enseignement à distance par exemple.





Figure 10. Nombre moyen d’interventions de l’enseignant selon la version
En résumé, la version 3, conçue pour aider les étudiants à mieux comprendre, ne présente pas de gain de performance plus important ou moins important que les autres versions, que ce soit en compréhension ou en exercice d’applications. L’aide à la compréhension semble avoir un effet autre : elle permet aux étudiants de travailler en autonomie. Cette version semble donc pouvoir être utilisée sans la présence d’un enseignant.
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