Vers un modèle de débriefing de la pensée informatique par le jeu
Institutions participantes : UNIFR, HEIG-VD, Collège de Ste Croix, Collège St Michel, Collège du Sud, GYB
Lien vers le projet PACT (site LIP): https://www.lip-unifr.ch/2018/07/19/pact-playing-computational-thinking/
Doctorante reliée au projet PACT : Maud Plumettaz-Sieber – maud.sieber@unifr.ch
Sous la direction du Professeur Eric Sanchez
Institution : Université de Fribourg (LIP/CERF – https://www.lip-unifr.ch/)
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 problèmesqui 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.
Le débriefing est une phase importante de l’apprentissage par le jeu (Sanchez, 2019). Le débriefing se rapporte aux apprentissages réalisés dans le jeu du point de vue des comportements et des ressentis des joueurs (Lederman, 1992), ainsi qu’à la transformation des connaissances en savoirs réutilisables (institutionnalisation) (Brousseau, 1998). Les fondements théoriques de notre thèse de doctorat prend appuie sur la Théorie des situations didactiquesde Guy Brousseau (1998), la structuration du milieude Claire Margolinas (1992) et sur la Théorie de l’Action Conjointe en didactiquede Gérard Sensevy (2001).
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). 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)
Références :
- AlbaSim (2018) « Programming Game», Serious Game. [En ligne]. Disponible sur https://www.albasim.ch/fr/nos-serious-games/. [Consulté le : 14-janv-2019].
- Brousseau, G. (1998). Théorie des situations didactiques. Grenoble: La pensée sauvage.
- Csizmadia, A., Curzon, P., Dorling, M., Humphreys, S., Ng, T., Selby, C. et Woollard, J., (2015). Computational Thinking: A guide for teachers, Computing at School. Hodder Education.
- Drot-Delange, B. et Bruillard, É. (juin 2012). « Éducation aux TIC, cultures informatique et du numérique : quelques repères historiques », Études de communication, no 38, p. 69-80.
- Lederman, L. C. (1992) « Debriefing: Toward a Systematic Assessment of Theory and Practice “. SAGE journals, vol. 23, no 2, p. 145-160.
- Margolinas, C. (1992). Éléments pour l’analyse du rôle du maître : les phases de conclusion.La pensée Sauvage, pp.113-158. France.
- Sanchez, E. (2019) « Game-Based Learning », in Encyclopedia of Education and Information Technologies, A. Tatnall, Éd. Cham: Springer International Publishing, 2019, p. 1-9.
- Sanchez, E. et Monod-Ansaldi, R. (2015). « Recherche collaborative orientée par la conception. Un paradigme méthodologique pour prendre en compte la complexité des situations d’enseignement- apprentissage », Education et didactique, vol. 9, no 2, p. 73-94, 2015.
- Sensevy, G. (2001). « Théories de l’action et action du professeur », in Théories del’action et éducation, Baudouin et J. Friederich, Éd. Bruxelles : De Boeck Supérieur.
- Wing, J. (2006). « Computational thinking », Communications of the ACM, vol. 49, no 3, p. 33–35.
Equipe de recherche :
- Eric Sanchez (UNIFR-LIP)
- Maud Plumettaz-Sieber (UNIFR-LIP)
Enseignant-e-s participant-e-s à la recherche :
- Laurent Bardy (Collège St Michel)
- Brice Canvel (Collège Sainte Croix)
- André Maurer (GYB)
- Fabian Simillion (Collège du Sud)
- Laurence Fidanza (Collège du Sud)
Informaticiens participants à a la recherche :
- Dominique Jaccard (HEIG-VD)
- Jarle Hulaas (HEIG-VD)
- Cyril Junod (HEIG-VD)
Graphiste :
- Swan Keller
Game Designer :
- Sandro Dall’Aglio
Avancement du projet – décembre 2020
Nouveaux membres de l’équipe: Fabian Simillion (Collège du Sud), enseignant participant à la recherche; et Jarle Hulaas (HEIG-VD), informaticien participant à la recherche.
Où en est le projet ?
Dans le cadre du projet PACT, trois des cinq enseignants participant à la recherche entre 2018 et 2019, ont quitté le projet en septembre 2019. Puis, en raison de la Covid-19, nous avons dû reporter les expérimentations prévues avec les deux enseignants restants pour le semestre de printemps 2020. Par la suite, un des deux enseignants a annoncé ne plus pouvoir réaliser les expérimentations dans sa classe en septembre 2020. Ainsi, nous avons réalisé une expérimentation avec le dernier enseignant en septembre 2020. Les enregistrements vidéo et les traces récoltées dans le jeu Programming Game seront prochainement analysés.
Depuis mars 2020, nous avons testé notre modèle de débriefing dans d’autres contextes que le projet PACT, afin de vérifier sa validité externe. Ainsi, le modèle a été utilisé pour concevoir le débriefing d’un escape game, Homo Novus (projet financé par le fond d’Innovation de la faculté des lettres de l’Université de Fribourg), et pour analyser le débriefing réalisé dans le cadre de l’escape game Mission Télomère (élaboré avec et pour le CIPRET).
Nous avons rédigé un article sur « L’analyse des erreurs comme support au débriefing des savoirs informatiques dans Programming Game » (soumis à la revue STICEF). Dans un premier temps, nous avons réalisé une revue de littérature des erreurs se manifestant lors de l’apprentissage des bases de la programmation et de la pensée informatique, pour, dans un deuxième temps, analyser les codes soumis par les joueurs de Programming Game (AlbaSim, 2018), lors des expérimentations du semestre de printemps 2019. Les résultats de cette analyse ont permis d’élaborer une typologie des erreurs et des difficultés rencontrées dans Programming Game.
Actuellement, nous allons utiliser le modèle de débriefing (Plumettaz-Sieber et al., 2020a), la typologie des difficultés et des erreurs dans l’apprentissage de la programmation et de la pensée informatique (Plumettaz-Sieber et al., soumis), ainsi que le cadre de la théorie de l’action conjointe en didactique (Sensevy, 2001) pour analyser les données récoltées lors de notre expérimentation de septembre 2020. Les résultats seront ensuite présentés dans notre thèse de doctorat.
Résultats obtenus
A ce jour, nous avons plusieurs résultats :
- Un jeu d’apprentissage de la programmation, Programming Game, et des scénarios pédagogiques pour son utilisation en classe ;
- Un modèle de débriefing en cinq dimensions (Plumettaz-Sieber et al., 2020a)
- Une typologie des difficultés et des erreurs d’apprentissage de la programmation et de la pensée informatique, effectués dans le jeu Programming Game (Plumettaz-Sieber et al., soumis).
- Une analyse de la transposition didactique des savoirs dans le jeu Programming Game (Plumettaz-Sieber et al., 2020b)
- Une analyse des verrous de la Recherche Orientée par la Conception (ROC) dans le cadre du projet PACT (Plumettaz-Sieber, 2020)
Références :
Plumettaz-Sieber, M. (2020). Difficultés rencontrées dans le cadre d’une recherche orientée par la conception : un cas concernant l’usage d’un jeu dédié à l’apprentissage de la programmation. Actes du colloque scientifique RJC EIAH. Poitiers, France (online).
Plumettaz-Sieber, M., Bonnat, C., & Sanchez, E. (2020a). Vers un modèle de débriefing : une étude de cas avec le jeu Programming Game. Conférence Didapro7 – DidaSTIC (Lille, France.)
Plumettaz-Sieber, M., Bonnat, C. & Jaouadi, M. (2020b). Transposition didactique des savoirs dans le jeu Programming Game. Actes du colloque scientifique LudoviaCH (Yverdon, Suisse).
Plumettaz-Sieber, M., Sanchez, E. & Jaouadi, M. (soumis). L’analyse des erreurs comme support au débriefing des savoirs informatiques dans Programming Game. Dans STICEF, Numéro spécial « Technologies pour l’apprentissage de l’informatique de la maternelle à l’université« .
Publications
Plumettaz-Sieber (2020, 04 décembre). L’analyse des erreurs comme support au débriefing des savoirs informatiques dans Programming Game. Présenté au séminaire du LIP (Fribourg, Suisse)
Plumettaz-Sieber, M., Bonnat, C. & Jaouadi, M. (2020). Transposition didactique des savoirs dans le jeu Programming Game. Actes du colloque scientifique LudoviaCH (Yverdon, Suisse).
Plumettaz-Sieber, M. (2020). Difficultés rencontrées dans le cadre d’une recherche orientée par la conception: un cas concernant l’usage d’un jeu dédié à l’apprentissage de la programmation. Actes du colloque scientifique RJC EIAH. Poitier, France (online).
Plumettaz-Sieber, M., Bonnat, C. & Sanchez, E. (2020). Vers un modèle de débriefing : une étude de cas avec le jeu Programming Game. Conférence Didapro8 – DidaSTIC (Lille, France).
A paraître:
Plumettaz-Sieber, M. (à paraître). Didactique de l’informatique. Runtz-Christan et Coen. Collection de concepts-clés de la formation des enseignant.e.s de Suisse romande et du Tessin. LEP.
Soumis:
Plumettaz-Sieber, M., Sanchez, E. & Jaouadi, M. (soumis). L’analyse des erreurs comme support au débriefing des savoirs informatiques dans Programming Game. Dans STICEF, Numéro spécial « Technologies pour l’apprentissage de l’informatique de la maternelle à
Avancement du projet – octobre 2019 et mars 2020
Où en est le projet ?
Après avoir conçu le jeu Programming Game, ainsi que le scénario pédagogique pour l’utilisation du jeu en classe (cf. avancement du projet – mars 2019), nous avons réalisé une première récolte de données dans quatre classes gymnasiales du canton de Fribourg entre janvier et août 2019. Chacune de ces expérimentations a été filmée et a fait l’objet d’une analyse à l’aide d’un logiciel d’annotation vidéo. Nos premières analyses ont fait émerger un modèle de débriefing composé de quatre dimensions (Plumettaz-Sieber, Bonnat & Sanchez, 2019). De récents travaux nous ont amenés à ajouter une 5èmedimension à ce modèle.
Depuis septembre 2019, nous mettons à l’épreuve notre modèle de débriefing pour analyser quand et comment les connaissances développées par les joueurs sont transformées en savoir transférables. Nous analysons les interactions entre l’enseignant et les élèves pour (1) identifier quelles sont les dimensions qui se retrouvent dans les pratiques des enseignants ; (2) comment ces dimensions sont-elles élaborées en termes de méso-, topo- et choronognèse ; (3) comment les dimensions s’articulent entre elles.
Premiers résultats
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 (2èmeitération) 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.
Participations à des colloques ou publications
Publication dans des livres :
- Sanchez, E., & Plumettaz-Sieber, M. (2018). Teaching and Learning with Escape Games From Debriefing to Institutionalization of knowledge. In M. Gentile, M. Allegra, & H. Söbke (Eds.), 7th International Conference, GALA 2018, Palermo, Italy, December 5–7, 2018, Proceedings (Vol. 11385, pp. 242-253): Springer International Publishing.
Publication dans des actes avec comité de lecture
- Plumettaz-Sieber, M., Sanchez, E., Jaccard, D., Hulaas, J., Junod, C.,Bardy, L., Simillion, F., Canvel, B., Maurer, A. et Fidanza, L. (2019). Co-conception d’un jeu d’apprentissage de la programmation. in E. Sanchez, B. Baumberger & D. Jaccard. Actes du colloque scientifique LudoviaCH : Yverdon, Suisse, pp 47-51. Accessible à l’adresse https://ludovia.ch/2019/wp-content/uploads/2019/04/Actes-2019_V4.pdf
Communications orales et posters
- Plumettaz-Sieber, M., Bonnat, C. & Sanchez, E. (2019). Debriefing and Knowledge Processing: An Empirical Study about Game-Based learning for Computer Education. Papier présenté dans le cadre de la conférence “Game and Learning Allianz Conference”. GALA 2019, Athens.
- Plumettaz-Sieber, M. Hulaas, J., Sanchez, E. & Jaccard, D., (2019). Co-design of a serious game for computing education.Papier présenté dans le cadre de la conférence « The Gamification & Serious Games Symposium 2019 (GSGS’19) : Neuchâtel, Suisse.
- Plumettaz-Sieber, M (2019) Co-conception d’un dispositif d’enseignement de la programmation intégrant le jeu Programming Game : vers une modélisation de la phase d’institutionnalisation. Poster présenté dans le cadre de la session doctorants. EIAH 2019, Paris.
- Plumettaz-Sieber, M., Jaccard, D., Hulaas, J. et Sanchez, E. (2019). Évaluation de l’acceptabilité, de l’utilité et de l’utilisabilité du tableau de bord du jeu “Programming Game”. Papier présenté dans le cadre de l’atelier “Apprentissage de la pensée informatique de la maternelle à l’Université : retours d’expériences et passage à l’échelle”. EIAH 2019, Paris.
- Plumettaz-Sieber, M. (2019). Utilisation d’un jeu numérique pour apprendre la programmation.Présentation réalisée dans le cadre de l’après-midi d’échange de l’AFPIT : Fribourg, Suisse.
- Plumettaz-Sieber, M. (2019). Enseigner la programmation avec le jeu “Programming Game”.Présenté à l’atelier de l’anniversaire du LIP. Fribourg (09 mai 2019)
- Plumettaz-Sieber, M. (2018). De la conception du jeu “Programming Game” à l’institutionnalisation des savoirs en classe.Poster présenté au séminaire sur les recherches collaboratives en éducation. Château d’Oex (17-20 décembre 2018)
- Sanchez, E. & Plumettaz-Sieber, M. (2018). Teaching and Learning with Escape Games. From Debriefing to Institutionalization of knowledge.GALA conference 2018, Palermo, Italia (5-7 December 2018) [site web]
- Paukovics, E., Bonvin, G., Plumettaz-Sieber, M. et Sanchez, E. (21-23 novembre 2018). Un laboratoire dédié à la collaboration entre chercheurs et enseignants. Colloque AUPTIC. Les technologies au service du pédagogique.HEP-BEJUNE, Bienne. [site de la conférence]
- Plumettaz-Sieber, M. (2018, 26 octobre). Institutionnalisation des savoirs après une session de jeu Programming Game.Présenté aux doctoriales 2CR2D, Fribourg (Suisse).
- Plumettaz-Sieber, M. (2018). Teaching computer science with games: Toward Knowledge Institutionalization.OCCE 2018 (25-28 June 2018)
- Plumettaz-Sieber, M. (2018). Apprendre l’informatique en jouant : Institutionnalisation des apprentissages. In Septièmes Rencontres Jeunes Chercheurs en EIAH(RJC EIAH 2018). Besançon, France (4-6 avril 2018)
- Plumettaz-Sieber, M. Enseigner l’informatique avec Prog&Play. La phase d’institutionnalisation.Journée des didactiques romandes. Bienne, CH (23 mars 2018)
- Plumettaz-Sieber, M. (2018). Enseignement de l’informatique au secondaire 2 : Institutionnalisation après une séquence de jeu Prog&Play.Colloque de didactique de l’informatique Didapro 7 – DidaSTIC, Lausanne,Suisse (07 février).
- Plumettaz-Sieber, M. (2017). La phase d’institutionnalisation après une session de jeu Prog&Play pour apprendre la programmation. Ecole doctorale EDSE. Genève, Suisse (15 décembre 2017)
A VENIR :
- Plumettaz-Sieber, M., Bonnat, C. & Sanchez, E. (novembre 2019). Debriefing and Knowledge Processing : An Empirical Study about Game-Based learning for Computer Education. Papier présenté dans le cadre de la conférence “Game and Learning Allianz Conference”. GALA 2019, Athens.
Avancement du projet – mars 2019
Où en est le projet ?
Entre août 2018 et janvier 2019, nous avons réalisé les sept premières étapes de la création du jeu, à savoir 1) identifier les objectifs pédagogiques à intégrer dans le jeu et les erreurs les plus courantes rencontrées dans les classes pour chaque objectif ; 2) identifier les contraintes imposées par le jeu (version bêta) proposé par la HEIG VD ; 3) identifier le public cible et proposer des scénarios de jeu ; 4) identifier la progression des savoirs et proposer des exercices pour chaque niveau de jeu ; 5) concevoir les niveaux 1 et 2 du jeu ; 6) identifier les données qui seront collectées automatiquement pour la recherche dans le jeu ; 7) choisir les graphismes pour le jeu.
Entre janvier et août 2019, nous allons 8) élaborer le scénario pédagogique dans lequel le jeu sera intégré ; 9) tester le jeu dans quatre classes ; 10) analyser et améliorer le jeu et le scénario pédagogique en vue de la deuxième itération. » (Plumettaz-Sieber, Sanchez, Jaccard, Hulaas, Junod, Bardy, Simillion, Canvel, Maurer et Fidanza, 2019)
A ce jour, nous avons déjà effectué trois expérimentations (dans deux classes différentes). Au minimum trois autres expérimentations sont prévues jusqu’en été 2019.
