Xplora

Profs assistés par ordinateurs

Lancé en juin 2005 par le réseau européen des Ministères de l’éducation European Schoolnet (EUN), le portail Xplora propose une immense médiathèque en ligne de l’enseignement scientifique. D’ici peu, certains ne pourront sans doute plus se passer des technologies de l’information et de la communication (TIC) pour stimuler l’intérêt pour la science dans les salles de cours. Coup de projecteur sur une nouvelle donne pédagogique.

Selon beaucoup d'enseignants des sciences en Europe, Xplora vient comme une bouffée d’air. "La meilleure expérience jamais vécue dans ma carrière, affirme Lidia Minza, professeur de chimie au collège Vasile Alecsandrià Galati, en Roumanie. Les professeurs de sciences doivent constamment avoir accès à de nouvelles ressources pratiques qui soient efficaces et attractives pour leurs élèves. Dans ce sens, les technologies de l’information et de la communication offrent des perspectives incroyables pour l’enseignement scientifique."

En offrant un libre accès aux professeurs, étudiants et scientifiques, le portail Xplora joue sur l’effet boule de neige. "Il faut d’abord motiver les professeurs si l’on veut motiver les étudiants, explique Karl Sarnow, responsable du projet, coordinateur pédagogique et professeur de mathématiques, physique et informatique à Hanovre (DE). Si l'on veut augmenter le nombre d’étudiants en sciences, il faut s'adresser directement aux écoles européennes."

Salles de classe et open sources

Pour inciter les professeurs à introduire de nouveaux outils informatiques et multimédias dans leurs cours, les concepteurs d’Xplora ont dû chercher un moyen ingénieux de diminuer au maximum les obstacles techniques et financiers liés à l’installation de logiciels. Dans un premier temps, ils ont donc recruté un groupe d’enseignants "branchés" TIC et innovation pédagogique afin de trouver les meilleurs moyens d’assister les professeurs et de diffuser l’intérêt du projet.

S'appuyant sur la plateforme d’apprentissage Moodle(1), l’équipe a mis en place le DVD Knoppix, qui reprend des ressources pédagogiques d’un logiciel open source qui peut être copié et échangé librement entre professeurs et étudiants. Les enseignants peuvent y ajouter leurs propres ressources et des informations supplémentaires permettant d’approfondir tel ou tel sujet. Afin d'optimiser le déroulement de ces leçons électroniques, Xplora vient de créer le concept Mouse (Moodle On USB Stick Environment) qui permet de stocker des cours entiers à partir d'une simple clé USB.

L’intérêt de ces offres pédagogiques est non seulement de faciliter le travail de l'enseignant dans ses recherches mais surtout de stimuler l’intérêt des élèves, leur permettant de travailler chez eux sur leur DVD Knoppix ou leur Mouse. Si l'on en croit Karl Sarnow, l’utilisation du Mouse suscite un véritable enthousiasme chez les professeurs en sciences. "Ceci favorise au maximum la maniabilité du contenu, d’autant plus qu'ils peuvent y ajouter leur propre touche."

Comme pour tout projet de grande diffusion à l'échelle communautaire, Xplora est confronté à la multiplicité des langues. Les ressources sont, pour l’instant, disponibles en anglais, français et allemand. Des versions supplémentaires dépendent de l’implication et de la motivation d'enseignants qui pourraient, volontairement, proposer des traductions. "La dimension participative d’Xplora est essentielle, souligne Karl Sarnow. Ce doit être une véritable communauté en ligne où les professeurs sont, non seulement utilisateurs, mais surtout proactifs."

Le coup de génie de la webcam

L'intérêt pédagogique d’Xplora ne repose pas seulement sur ses techniques, mais sur son contenu. En scientifique qui se respecte, Karl Sarnow insiste sur l’observation dans l’enseignement des sciences. "Une leçon sans pratique et sans observation est une leçon de perdue." Et l'observation peut être virtuelle. Xplora propose ainsi, via Internet, des expériences scientifiques, contrôlées à distance, qui connaissent un vrai succès dans le secondaire. L’équipement "réel" expérimental est installé dans une université ou un musée scientifique et directement relié à des salles de classe via une webcam. Les élèves de différentes écoles et différents pays peuvent alors observer et participer ensemble à des expériences trop complexes – voire trop dangereuses – pour être réalisées en classe.

Pour Eleni Kyriaki, professeur de sciences et informatique à l’École européenne II de Bruxelles, ces nouvelles méthodes ouvrent des pistes passionnantes pour l'enseignement des sciences. "Elles permettent à l'élève d’observer une expérience réelle et de lui faire prendre conscience de son intérêt. Cependant, il faut rester vigilant, et ne pas laisser les jeunes livrés à eux-mêmes face à leur ordinateur. Il est nécessaire de les guider et de leur indiquer clairement les démarches à suivre pour aboutir à un résultat." Karl Sarnow estime que ces expériences sont la preuve qu’une activité informelle et ludique peut s’intégrer efficacement dans un cadre scolaire. Après deux ans, Xplora a posé ses marques et est apprécié de nombreux enseignants. Reste à évaluer son impact réel sur les élèves.

  1. Moodle est une plate-forme d'apprentissage en ligne sous licence open source servant à créer des communautés d'apprenants autour de contenus et d'activités pédagogiques.
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plus de précisions

Deux exemples tirés de Xplora

Quatre Saisons, les astres et les coutumes

Examiner la science, la religion et l’histoire à travers une même expérience est loin d’être absurde… En relevant l’heure exacte et l’endroit précis du coucher du soleil et en fonction de dates astronomiques spécifiques, des groupes d’élèves découvriront le lien existant entre les astres et le calendrier de telle ou telle civilisation. Ils pourront alors répondre à différentes questions du type : "qu’est-ce qu’un équinoxe et un solstice?", "pourquoi célèbre-t-on Pâques et Noël à ces moments de l’année?" À travers des forums de discussions et d’images, les écoles pourront comparer et partager les résultats obtenus et leurs différentes traditions. Professeurs et étudiants apprécient particulièrement cette approche pluridisciplinaire qui réunit des matières comme l’astronomie, la géographie, la religion et également le dessin sur un même chantier d’expérimentation.

Millikan et la charge élémentaire

L’expérience de la goutte d’huile de Robert Andrews Millikan lui valut, avec d'autres travaux, un prix Nobel de physique en 1923. De quoi s'agit-il? Il "suffit" de charger électriquement des gouttelettes d'huile et d'essayer de mesurer les charges électriques obtenues. Pour ce faire, on les pulvérise successivement entre deux électrodes dont on fait varier le potentiel jusqu'à les immobiliser, donc à équilibrer toutes les forces qui agissent sur elles, y compris leur propre charge. On mesure alors le potentiel électrique des électrodes et on en déduit la charge des gouttelettes. En raison de la variabilité de la masse des gouttelettes lors de la pulvérisation, ainsi que de la variabilité du processus de charge électrique lui-même (par frottement ou par ionisation), on obtient quasi chaque fois des charges électriques différentes. Millikan a observé qu'elles étaient toutes multiples d'une même valeur, e, à savoir la charge élémentaire de l'électron. Sa valeur réelle est 1,60217646210×10−19 coulombs (C), alors que celle obtenue par Millikan est de 1.592x10−19, en raison d'une probable imprécision sur la viscosité de l'air. Trop complexe à effectuer en classe, cette expérience nécessite un nombre considérable de valeurs pour être révélatrice. Xplora vient donc de lancer un nouveau concept web permettant de mettre en commun les résultats de différentes écoles dans une base de données consultable par tous. Une fois cette collecte effectuée, les étudiants pourront comparer les valeurs de charge obtenues et constater, comme Millikan, que les résultats sont, non pas continus, mais discrets, et que les valeurs sont toutes multiples de e. Une excellente initiation à la recherche collaborative…

Les analyses de Pencil

Pencil (Permanent European Resource Centre for Informal Learning) fait partie de Nucleus, un regroupement de projets soutenus par l'Union à travers le plan d’action Science et société du sixième programme-cadre. Son objectif est d'identifier la manière dont l'éducation informelle, pratiquée notamment dans les centres et musées de science, représente une source de connaissances susceptible d'appuyer et de compléter l'enseignement scolaire. Autrement dit, comment "l'informel" et "le formel" peuvent se rejoindre. Rien d'étonnant, dès lors, à ce que le projet soit coordonné par le réseau Ecsite (European Network of Centres and Science Museums).

Au cœur de l'initiative, 14 musées et centres de science lancent différents réseaux et projets chargés d'analyser la manière d'insuffler ces "approches croisées" dans de nouvelles pratiques pédagogiques. Ces réseaux de petite taille – question d'efficacité – se caractérisent par la diversité de leurs participants (écoles, élèves, associations d'enseignements, chercheurs, responsables nationaux de l'éducation, spécialistes de la communication de la science). Parallèlement, les membres d'un pôle de réflexion académique (deux universités) présenteront les meilleurs exemples de diverses pratiques d'éducation scientifique, repérés à partir des 14 projets pilotes.

Le site Xplora.org représente déjà un outil important de cette nouvelle stratégie.

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