CDF, le pouvoir explicatif de l'interactivité
Troisième édition du BarCamp Ciel. 23 mai 2013. Université de Genève. Sciences II
Aurélien et Bernard Vuilleumier
Introduction
Parmi toutes les nouvelles technologies de l’information à disposition des enseignants - et des apprenants -, certaines ont le potentiel pour bouleverser les méthodes d’enseignement, et pour redéfinir de nouvelles dialectiques d’apprentissage.
Bien entendu, l’impact de la technologie sur l’éducation est un sujet conséquent, et nous n’auront ni la prétention d’en aborder tous les enjeux, ni de proposer un jugement sur l’opportunité d’une telle évolution - nous laissons l’auditeur averti le deviner à notre enthousiasme.
Nous nous contenterons ici de présenter une facette particulière de cette évolution, à savoir le renversement dialectique rendu possible par l’interactivité: Alors que la compréhension d’un concept a toujours été un préalable à sa mise en pratique, le recours à l’interactivité facilite la représentation mentale et permet de faire de la pratique un moyen de compréhension.
«Qu’entendez vous donc par Interactivité?», me direz-vous !
Globalement, nous qualifions d’interactifs tous les supports de cours et outils d’apprentissages sur lesquels l’apprenant peut agir directement et obtenir un retour correspondant à son action. Une définition simple et très inspirée du célèbre principe newtonien d’action-réaction, dont la calculette représente certainement l’exemple le plus classique.
Nous vous présenterons ici quelques exemples d’outils interactifs à disposition de la communauté de l’éducation, et nous tenterons de vous exposer le pouvoir explicatif.
Il s’agit - à notre connaissance - du premier moteur de recherche capable d’interpréter une question posée en langage naturel pour la traduire en un algorithme, calculer, et fournir une réponse sous forme d’infographie.
En plus de l’aspect moteur de recherche, Wolfram Alpha permet d’éditer des Widgets, sorte de petits programmes répondant à des questions précises et qui peuvent être intégrés pratiquement partout.
CDF (Computable Document Format)
Le CDF, c’est.. bestial !
De quoi s’agit-il exactement? Imaginez un fichier PDF animé. Les CDF sont crées sur Mathematica, un programme de maths (calculateur) en langage de haut niveau. Une fois créé, vous pouvez l’exporter sur pratiquement tout type de support (WordPress, SPIP, Joomla, Drupal, Moodle), et n’importe qui peut les visionner et interagir avec à condition d’installer un lecteur gratuit.
Les possibilités de ce type de fichier sont pratiquement infinies, et leur dimension visuelle, interactive et ludique permet réellement aux apprenants de manipuler, de triturer et de jouer avec des concept parfois difficiles à appréhender sur le traditionnel support papier.
Ces quelques exemple illustrent les possibilités d’exploration de concepts phares de l’enseignement des sciences, par exemple la méthode des moindres carrés, les transformations affines du plan, la tension dans une chaîne, etc.
«Et si on n’est pas informaticien de haut vol, comment on utilise ça avec nos élèves?»
Tout d’abord, il faut savoir que la création d’un CDF n’est pas d’une complexité affolante. Mathematica utilise un langage de (très) haut niveau et quelques lignes de code suffisent à produire des résultats impressionnants! D’ailleurs, pour peu qu’on maîtrise un minimum Mathematica, la création d’un CDF «basique» ne prend pas plus de quelques minutes, comme nous allons vous le montrer tout de suite.
Création d’un CDF en quelques minutes. Exemples de code
Il est possible de représenter une onde à l’aide d’une fonction sinus:
Doublons la fréquence d’oscillation:
Pour faire varier la fréquence, introduisons la variable ω et utilisons «Manipulate»:
Superposons une deuxième onde de fréquence légèrement différente de la première et rendons variable le temps d’observation:
On peut ajouter une dimension d’espace en utilisant une repeésentation en trois dimensions. Cela permet d’observer l’évolution temporelle selon un axe et spatiale - ici un déclin exponentiel - selon l’autre:
Intégration dans une plate-forme d’apprentissage
Vous pouvez facilement intégrer des CDF dans tout type de support web, comme par exemple dans votre espace de cours Moodle. Et si vous ne maîtrisez pas encore Mathematica et que ce n’est pas dans vos projets de vous y mettre dans un avenir proche, rassurez vous, vous trouverez une collection impressionnante de CDF libre d’utilisation et couvrant la plupart des domaines sur Wolfram Demonstration Project.
Nous invitons celles et ceux d’entre vous que le sujet intéresse à jeter un oeil sur la plate-forme d’apprentissage i-LES et sur les sites affiliés.
