Thèse doctorale

Institutionnalisation des savoirs après une session de jeu Programming Game

La pensée informatique (aussi appelée démarche informatique, démarche algorithmique, pensée logique ou encore pensée computationnelle (Drot-Delange et Bruillard, 2012)), est considérée comme une compétence importante à développer chez le citoyen numérique afin de l’aider à comprendre le monde numérique dans lequel il évolue (Wing, 2006). Cette pensée informatique vise le développement d’une méthodologie de résolution de problèmes qui comprend six concepts : la décomposition du problème en sous-problèmes, l’abstraction, la modélisation, la généralisation (reconnaissance de pattern), la pensée algorithmique et logique, ainsi que l’évaluation (Wing, 2006 ; Csizmadia et al., 2015) ; et cinq techniques : la réflexion, le codage, le design, l’analyse et l’application (Wing, 2006). En Suisse, des initiatives ont été prises pour atteindre cet objectif et les enseignants sont à la recherche de méthodes d’enseignement et de ressources innovantes pour mettre en place les nouveaux plans d’études. En ce sens, nous considérons que la programmation favorise le développement de cette compétence.  

Alors que l’enseignement de l’informatique est devenu obligatoire pour les élèves des collèges du canton de Fribourg en septembre 2019, nous co-concevons, testons et analysons un jeu d’apprentissage de la programmation, Programming Game (AlbaSim, 2018) et des scénarios pédagogiques pour son utilisation en classe, afin de répondre aux besoins des enseignants d’informatique qui recherche des ressources innovantes. Ce projet fait suite à une demande de l’Association Fribourgeoise des Professeurs d’Informatique et TIC  (AFPIT) et des enseignants d’informatique du canton de Fribourg, et est financé par le 2CR2D et la Fondation Hasler (2018-2019).

Dans le cadre de notre thèse, nous nous référons au modèle de la théorie d’action de l’action conjointe (TACD) et en particulier au triplet de genèse du système didactique, à savoir la mésogenèse, la topogenèse et la chronogenèse (Sensevy, 2012 ; Brousseau, 1998 ; Chevallard, 1991). La mésogenèse fait référence au milieu où l’apprenant est en interaction avec le savoir. La topogenèse fait référence au rôles de l’enseignant et des élèves vis-à-vis du savoir. Et la chronogenèse fait référence à l’évolution du temps des savoirs. En particulier, nous considérons que l’utilisation d’un jeu numérique dans un contexte d’enseignement-apprentissage implique une phase cruciale d’institutionnalisation pour décontextualiser les savoirs en vue d’une réutilisation dans d’autres contextes (Plumettaz-Sieber, 2018). L’institutionnalisation est “une situation qui se dénoue par le passage d’une connaissance de son rôle de moyen de résolution d’une situation d’action, de formulation ou de preuve, à un nouveau rôle, celui de référence pour des utilisations futures, personnelles ou collectives » (Brousseau, 2010, p. 4). Notre thèse vise la modélisation de la phase d’institutionnalisation en terme de mésogenèse, topogenèse et chronogenèse.

Dans le cadre de l’enseignement de l’informatique, notre thèse de doctorat vise le développement d’un modèle de débriefing après une phase de jeu. Nous adoptons une méthodologie de type Recherche orientée par la Conception (RoC) (Sanchez et Monod-Ansaldi, 2015). qui intègre quatre dimensions : elle se veut contributive et collaborative (conception d’un dispositif par une équipe interdisciplinaire), itérative (les expérimentations sont réalisées sur un minimum de deux cycles) et en conditions écologiques (dans les classes des enseignants qui collaborent).

Une équipe composée de chercheurs en éducation et en informatique, d’ingénieurs et d’enseignants de gymnases collabore pour concevoir, développer, mettre en œuvre et analyser un jeu d’apprentissage de la programmation et des scénarios pédagogiques intégrant ce jeu numérique. Le jeu Programming Game (AlbaSim, 2018) a été testé lors d’une première itération dans des classes de secondaire II du canton de Fribourg (Suisse) auprès d’élève de 15-17 ans novices en programmation. Une seconde itération est prévue entre décembre 2019 et février 2020.

Le projet PACT (Playing and Computational Thinking), financé entre 2018 et 2019 par la fondation Hasler, s’intègre dans le cadre cette thèse de doctorat. Le projet portait sur l’usage de jeux numériques pour apprendre la programmation et leur évaluation en termes d’acceptabilité, d’utilisabilité et d’utilité. Les résultats sont 1) des ressources pédagogiques innovantes, 2) des modèles de scénarios pédagogiques intégrant ces ressources, 3) le développement professionnel des enseignants impliqués qui pourront alors s’impliquer dans des formations et dans la diffusion des ressources et 4) des résultats de recherche sur la pertinence d’une telle approche pour le développement de la pensée computationnelle (Plumettaz-Sieber, Sanchez, Jaccard, Hulaas, Junod, Bardy, Simillion, Canvel, Maurer et Fidanza, 2019)

PREMIERS RESULTATS

Lors de nos travaux de recherche, nous avons élaboré un modèle de débriefing à quatre dimensions (Plumettaz-Sieber, Bonnat & Sanchez, 2019). En poursuivant nos travaux, nous avons été amenés à ajouter une cinquième dimension.

• La dimension « ressenti » s’intéresse au vécu des participants (émotions, motivation, satisfaction).
• La dimension « prendre conscience » est une phase dans laquelle l’enseignant et/ou les élèves vont rendre les apprentissages (souvent implicites) visibles en identifiant les objectifs d’apprentissages et les savoirs en jeu, mais également en identifiant les échecs et les réussites.
• La dimension « désyncrétiser » consiste à décontextualiser les savoirs dans le jeu, puis à les recontextualiser. L’attention est portée sur les tâches et actions à réaliser dans le jeu et à identifier les savoirs à utiliser pour résoudre le problème (stratégie de résolution).
• La dimension « valider » permet de nommer les savoirs, de donner une définition, d’expliquer ce savoir et son utilisation. Le savoir est légitimé et décontextualisé.
• La dimension « généraliser » permet d’établir des liens entre les nouveaux apprentissages réalisés dans le jeu et les apprentissages passés et futures. 

Ce modèle est en cours de validation. Entre novembre et décembre 2019, avec le groupe de travail, nous allons implémenter ce modèle dans le scénario pédagogique. De nouvelles expérimentations (2^ème itération) sont prévues entre décembre 2019 et février 2020. A terme, celui-ci constituera un cadre d’analyse du débriefing après une phase de jeu, en particulier pour l’usage du jeu pour l’enseignement de l’informatique.