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Application pédagogique d’un blog sous SPIP : BloOg « Mathématiques appliquées & Sciences »

Activités d’initiation à la modélisation avec Stella et d’initiation-maîtrise de Mathematica
mercredi 7 juin 2006
par  François Daniel Giezendanner
popularité : 1%

 Introduction

Bernard Vuilleumier enseigne la physique et les mathématiques appliquées au Collège Nicolas-Bouvier et au Collège Voltaire ainsi qu’au SEM à Genève. Depuis septembre 2005 (sept mois) il exploite un blog-CMS  [1] à des fins pédagogiques, il s’agit d’un blog sous SPIP (cf. voir Squelette de blog : BloOg) avec le squelette BloOg intitulé « Mathématiques appliquées & Sciences ». Très rapidement, l’expérience menée avec ses élèves, tant pour les cours de physique et les applications des mathématiques aux Collèges que dans le cadre des formations dispensées à des enseignants au SEM (au Club Mathématiques Appliquées & Sciences et à la Formation Continue), s’est révélée particulièrement efficace, novatrice, stimulante et productive.

 Domaines d’utilisation de « BLOOG MATHEMATIQUES APPLIQUEES & SCIENCES »

Le blog est utilisé principalement pour quatre usages pédagogiques :

  • I) Il sert à tenir le journal des cours.
  • II) Il présente des notes de cours et des documents de référence.
  • III) Il propose des activités pédagogiques sur des thèmes liés aux activités de modélisation, mathématiques et à la physique.
  • IV) Il permet aux élèves en tant qu’auteurs de rédiger différents travaux et de bénéficier d’une correction interactive.
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Copie d’écran du blog « Mathématiques appliquées & Sciences »

 I) Il sert à tenir le journal des cours

Chaque leçon fait l’objet d’une brève qui présente en quelques points les objectifs de la leçon et résume ce qui a été fait. Ces quelques points peuvent êtres assortis de liens qui renvoient à des documents de référence, à des exercices ou à des activités.

 II) Il présente des notes de cours et des documents de référence

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En haut à droite de la page d’accueil du blog, on dispose d’Un menu arborescent dépliant CONTEXTUEL pour SPIP qui, lorsqu’on le « déroule », donne accès à la hiérarchie des rubriques.

Pour les applications des mathématiques, les activités proposées sont regroupées sous deux rubriques chacune étant dévolue à un des deux logiciels utilisés dans le cours. Il s’agit des rubriques :

Une information complémentaire sur les usages posssibles de Stella, Mathematica et SPIP est donnée dans l’article :

 III) Il propose des activités pédagogiques sur des thèmes liés aux activités de modélisation, mathématiques et à la physique

Activités proposées sous la rubrique Stella

Les activités proposées sous la rubrique Stella concernent l’initiation à la démarche de modélisation et la construction de cartes et de modèles. Elles sont classées en trois sous-rubriques :

  • Découvrir le logiciel : Pour apprendre à manipuler les éléments de base du logiciel.
  • Créer une carte (Map) : Représenter les différentes grandeurs prises en considération et indiquer les relations qu’elles entretiennent entre elles.
  • Construire un modèle : Identifier les grandeurs qui seront représentées par des stocks et celles qui seront décrites par des flux. Définir les relations entre les différentes grandeurs liées.

Activités proposées sous la rubrique Mathematica

Celles de la rubrique Mathematica sont classées par difficulté et se répartissent dans les quatre sous-rubriques suivantes :

  • Découvrir : Les activités de cette rubrique ne nécessitent aucune connaissance de Mathematica et se laissent appréhender par de simples « clics ». Elles cherchent à stimuler l’imagination en présentant des exemples de « possibles ».
  • Démarrer : Les instructions Mathematica utilisées dans les articles de cette rubrique sont des commandes de base et restent toujours simples, même si les sujets abordés peuvent parfois paraître compliqués.
  • Maîtriser : Une bonne connaissance des principales commandes du langage Mathematica est requise pour mener à bien les activités proposées dans cette rubrique.
  • Approfondir : La maîtrise du langage de programmation de Mathematica ainsi qu’un investissement en temps non négligeable sont nécessaires pour réaliser les activités de cette rubrique.

A chaque niveau de difficulté est associé un logo de couleur différente, par difficulté croissante du vert au noir.

Rubrique : Applications

Ce sont des exemples d’applications des mathématiques qui sont ciblés sur des disciplines scientifiques : Biologie, Chimie, Physique.

Rubrique RÉGION DES DELICES

Rappelons que le Collège de Genève comprend 11 établissements répartis dans 5 régions :

  • RÉGION DE LA CITE : Collège Calvin, Collège de Candolle et Collège pour adultes Alice-Rivaz.
  • RÉGION DES NATIONS : Collège André-Chavanne, Collège Rousseau, Collège Sismondi.
  • RÉGION DES DELICES : Collège Nicolas-Bouvier, Collège Voltaire.
  • RÉGION ELLIPSE : Collège Emilie-Gourd, Collège Claparède.
  • RÉGION ARVE-RHÔNE : Collège de Saussure, Collège Madame-de-Staël.

La Région des Délices fait l’objet d’une rubrique du BloOg Mathématiques appliquées & Sciences.

Cette rubrique concerne des documents de cours et exercices classés par degrés et dispensés au gymnasiens de la Région des Délices (mais disponibles à quiconque sur le web). Elle se scinde en sept sous-rubriques :

  1. 1ère année
  2. 2e année
  3. 3e année
  4. 4e année
  5. Evaluations
  6. Protocoles de laboratoire
  7. Travaux d’élèves

On voit ici l’intérêt de disposer d’un outil de type blog-CMS [1] qui donne la possibilité de créer/accéder à une hiérarchie thématique de rubriques via un Un menu arborescent dépliant CONTEXTUEL pour SPIP et un plan du site détaillé et non pas de se limiter à des rubriques de premier niveau et d’un archivage chronologique ce qui est le propre des blogs.

 IV) Il permet aux élèves en tant qu’auteurs de rédiger différents travaux et de bénéficier d’une correction interactive

Rubrique : Travaux d’élèves

Cette sous-rubriques permet aux élèves des collèges d’être auteurs et de rédiger des articles à l’aide du blog-CMS créé sous SPIP. Ils apprennent ainsi à utiliser un logiciel permettant le travail en collaboration. Ils ont ainsi l’occasion de se familiariser avec les principales fonctions de cet outil. Fait remarquable, les élèves montrent un intérêt, une rapidité d’apprentissage et une aisance avec l’édition sous SPIP qui laissent pantois tous les observateurs ainsi qu’en témoignent les productions finales, voir : Travaux d’élèves.

L’outil SPIP révèle vraiment ses potentialités dans le domaine de la pédagogie par l’interaction qu’il permet dans la correction de travaux, notamment la correction des rapports de laboratoire.

Relevons qu’avant l’utilisation de cet outil, les enseignants on rarement vu des élèves revenir sur leurs rapports pour tenter de comprendre les remarques du maître ou d’en améliorer la présentation, en résumé, seule la note attribuée leur importait. Or, l’usage du blog sous SPIP (cf. Blogs sous SPIP) génère une dynamique totalement différente :

  • L’idée de pouvoir publier et rendre visible de tout un chacun leur travail constitue une puissante motivation.
  • Les élèves se prennent au jeu de la qualité de la présentation compte tenu de sa large visibilité et parviennent à des prouesses typographiques et de mise en page, d’illustration, et par là même sont conduits à s’impliquer davantage dans la matière elle-même.
  • L’interactivité qui leur permet d’améliorer la présentation et le contenu de leurs travaux leur offre également la possibilité d’obtenir une meilleure note finale.

Exemple 1

Voici un exemple de rapport presque parfait dès la soumission qui a nécessité peu d’interaction (cf. commentaires/corrections ci-dessous) :

Mesure du quotient e/m de l’électron
Electromagnétisme
Rapport d’expérience. Coopération/collaboration de 2 élèves. Mercredi 15 février 2006. Dans le forum interne, avant publication (validation) l’enseignant peut fournir des appréciations, des conseils et signaler des erreurs à corriger, qui, dans le cas de ce rapport, se présentent ainsi :

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Copie d’écran du forum interne (de l’espace privé)

Exemple 2

Ce rapport a nécessité davantage d’interaction :

Période d’un pendule
Cinématique
Variation de la période d’un pendule. Coopération/collaboration de 3 élèves. Mercredi 1er mars 2006.

Copies d’écran du forum interne (espace privé) :

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C’est dans cette voie que le blog sous SPIP BloOg « Mathématiques appliquées & Sciences » révèle toutes ses potentialités dans un enseignement de style personnalisé.

Rubrique Club Math & Sciences

Les différents Clubs du SEM ont réunis durant une quinzaine d’années des enseignants intéressés par la problématique de l’enseignement des mathématiques et de leurs applications. Ces réunions mensuelles ont donné lieu à des lettres qui sont archivées dans le CMS-blog SPIP. La rubrique « Club Math & Sciences » regroupe les lettres du « Club Stella » (lettres n° 1 à 22, 1990 à 1993) qui est devenu le « Club Modélisation & Simulation » (lettres n° 23 à 67, 1993 à 1998), du « Club Math » (lettres n° 1 à 67, 1991 à 1998). Le « Club Modélisation & Simulation » et le « Club Math » ont fusionné pour donner naissance, en septembre 1998, au « Club Math Appl » dont la première lettre porte le n° 135. Avec la mise en service du site « BLOOG MATHEMATIQUES APPLIQUEES & SCIENCES » en juillet 2005, le club a encore changé de nom : il s’appelle désormais « Club Mathématiques Appliquées & Sciences ».

Rubrique FAQ (Questions fréquemment posées)

Cette rubrique permet d’apporter des réponses aux questions que les élèves posent via les forums publics et privés lorsqu’ils rencontrent des difficultés lors de la rédaction de leurs rapports d’expériences de laboratoires et articles.

Exemples :

  • Comment obtenir des nuances de gris dans le « bloog » ?
  • Comment écrire en couleur dans le « bloog » ?
  • Comment obtenir les exposants et les indices dans le « bloog » ?
  • Comment écrire des formules mathématiques dans le « bloog » ?
  • Comment ajouter une image ?
  • Comment rédiger collectivement un article ?
  • Comment puis-je récupérer un notebook et l’utiliser avec Mathematica ?
  • ...

 Conclusion

Cet outil de type blog-CMS [1] est à même d’apporter un formidable renouveau dans les métiers d’enseignants et d’élèves en permettant de tisser des liens entre des morceaux de connaissances (problématique hypertexte) et en mettant l’accent sur l’apprentissage, l’autonomie, la collaboration, l’interaction entre pairs et entre élèves et enseignants.

Concernant la collaboration entre les enseignants eux-mêmes des démarches sont d’ores et déjà amorcées, mais la dynamique reste à créer.


[1] Mariage Blog-CMS : pourquoi se limiter au blog ? : L’avantage d’utiliser une version blog d’un CMS (Content Management System) tel que SPIP, c’est d’avoir sous la main non pas un simple blog, mais aussi un gestionnaire de contenu (CMS) complet et extrêmement performant dont les fonctionnalités et les automatismes de back office (espaces privés) et front offices (espace publique) sont impressionnants. De plus, SPIP permet de créer des blogs dont le Webdesign et les fonctionnalités sont aussi nombreux et variés que souhaité. Fort de cette puissance potentielle, le blog spipé peut non seulement fonctionner dans le contexte limité des blogs, c’est à dire selon une organisation simple de surface (rubriques de premier niveau) et éventuellement dans une démarche individuelle (ce qui est le propre de nombreux blogs), mais également dans le contexte général de SPIP en permettant l’expression de démarches coopératives et collaboratives de construction, de co-élaboration et de capitalisation organisées/structurées d’informations (organisation hiérarchique de rubriques thématiques, ...) et de connaissances, qui exploitent la pleine puissance du CMS, et cela sans dénaturer son volet blog.


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