Une courte histoire de l'ExAO au Québec

Le premier système connu de laboratoire destine a l'enseignement des sciences, l'appariteur robot, a été développe ici au Québec en 1971 par Pierre Nonnon et Louis Laurencelle. Basé sur un mini-ordinateur PDP12, il permettait à des étudiants de l'UQAM en psychologie expérimentale de réaliser des expériences en psychophysiologie sur les émotions, avec la mesure de la réponse psycho-galvanique ou de l'activité cardiaque. Cet appariteur robot contrôlait aussi l'apprentissage d'un rat dans une boite de Skinner et l'établissement d'une névrose déclenchée expérimentalement... Ensuite, à partir du CEGEP de Victoriaville (1973) et de l'Université de Montréal (1984), Pierre Nonnon a mis sur pied un laboratoire de robotique pédagogique essentiellement destine à l'enseignement des sciences expérimentales.

Les premiers laboratoires consistaient simplement à informatiser
des expérimentations classiques. Chacune de ces activités disposait alors d'une interface spécifique, d'un programme spécifique et le paramétrage de l'expérience ainsi que la visualisation et l'analyse des données étaient très limites. L'évolution des systemes informatiques, sur Apple II puis sur Macintosh et Windows a permis d'améliorer et de rendre plus ouvert l'aspect conversationnel et graphique des didacticiels d'ExAO. II a fallu attendre 1990, avec Orphy, développé au Conservatoire National des Arts et Métiers par Guy Lefèvre et le groupe EVARISTE pour rendre l'interface elle-même plus
ouverte sur le plan technologique et didactique.

Considérations sur la R&D technologique en éducation et l’ExAO

Pierre Nonnon
Laboratoire de robotique pédagogique
Université de Montréal

Introduction :
Ce texte est une contribution au symposium tenu les 31 janvier et 1er février 2002 à la maison Suger à Paris Ce symposium coordonné par Georges Louis Baron et Éric Bruillard portait sur les technologies informatiques (TI) en éducation : perspectives de recherches, problématiques et questions vives.
Dans la première partie, nous exposerons les méthodes de Recherches et Développement (R&D) et leurs rapports avec d’autres types de recherches pour la validation (Recherche fondamentale) et l’implantation (Recherche action) des TI à l’école. Dans une deuxième partie nous nous centrerons sur une question vive, l’Expérimentation Assistée par Ordinateur (ExAO) en incluant un bref historique et un état de la question. Son implantation en physique, en sciences de la vie et de la terre, les problématiques touchant à son utilisation, les solutions prospectives portant sur les nouveaux environnements et la formation des enseignants.
I. Les types de recherche impliqués dans la conception, la validation et l’intégration des TI en éducation.

La R&D technologique et la recherche fondamentale contribuent respectivement à la conception et à la validation des environnements d’apprentissage assistés par ordinateur. Nous ne devons pas voir ces recherches comme découlant l’une de l’autre, la recherche de développement comme un résultat de la recherche fondamentale, mais comme deux types de recherches s’effectuant en parallèle et s’alimentant l’une et l’autre.

La R&D technologique procède par une démarche abductive qui, au lieu de construire une théorie de la connaissance comme on le fait en recherche fondamentale essaie plutôt d’expliciter et d’organiser des idées issues d’expertises pédagogiques et d’innovations technologiques sous forme de modèle. Il s’agit donc de dériver des idées et des explications plausibles pour construire un modèle d’action en incluant les contraintes liées à la fois à l’environnement technologique et aux règles de l’apprentissage. Ainsi, ce modèle à consonance systémique doit d’abord évoluer et se compléter dans le domaine du possible avant d’être formalisé dans le domaine de la certitude. C’est cette différence liée à la fois à la finalité et à l’origine de la recherche qui fait la différence entre la R&D technologique et la recherche plus fondamentale effectuée par les didacticiens sur les conditions d’enseignements. Si ces deux types de recherches doivent co-exister, nous ne devons pas en prioriser une par rapport à l’autre. Toutefois, dans le domaine des Nouvelles Technologies de l’Informatique liées à l’enseignement, nous sommes convaincus qu’il faut commencer par effectuer des recherches de développement tangibles avant d’effectuer des recherches plus fondamentales. Nous devrons par contre prendre en compte, dès l’étape de la conception, les théories propres à nous guider sur les processus d’apprentissage et sur les conditions d’enseignement sous jacents à l’environnement d’apprentissage à réaliser à fin d’insérer ce dernier dans un cadre théorique de manière à faciliter sa validation fonctionnelle et théorique.