La simulation en sciences physiques

A- La première partie : Le déroulement du cours

La première section du questionnaire est constituée de trois questions portant sur la description du déroulement des cours, des expériences et des difficultés rencontrées dans l'enseignement du chapitre « Mouvement d'une particule soumise à une force constante » pour les élèves du 2^ème année baccalauréat. Cette partie contient donc trois questions dont :

ü deux questions sont semi-ouvertes :

Est-ce que vous trouvez des difficultés dans l'enseignement de ce chapitre ?

Si oui, lesquelles ?

Est-ce que vous réalisez des expériences (avec les élèves) concernant ce chapitre ?

Sinon, pourquoi ?

Si oui, lesquelles ?

Les questionnés n'ont qu'à cocher la ou les cases qui correspondent à leur réponse en donnant les explications nécessaires lorsqu'il y a lieu.

ü Une question fermée :

Le matériel nécessaire pour ces expériences est-il en bon état ?

Le questionné répond par oui ou non.

B- La deuxième partie : Utilisation des TICE

La deuxième section de ce questionnaire comprend une série de questions portant sur l'équipement des établissements en matériel informatique, son utilisation à des fins pédagogiques, les obstacles qui freinent son intégration et les conditions nécessaires pour que son utilisation soit bénéfique à l'enseignement des sciences physiques. Le but de cette partie est donc d'élaborer une stratégie adéquate pour assurer une intégration efficace des TICE, afin de dépasser les difficultés décelées dans la première partie.

Ainsi, cette partie contient donc quatre questions dont :

ü deux questions fermées:

Votre établissement dispose-t-il d'une salle multimédia ?

Est-ce que vous avez des ordinateurs dans le laboratoire de physique ? (donner leur nombre)

Le questionné répond par oui ou non en indiquant le nombre d'ordinateurs pour la deuxième question.

ü Une question semi-ouverte:

Est-ce que vous utilisez les TICE en classe avec les élèves ?

a) Si oui, quels sont les logiciels que vous utilisez ?
Donnez une description de cette utilisation ?

b) Sinon, pourquoi ?

Le questionné répond par oui ou non en donnant les explications nécessaires et en cochant la ou les cases qui correspondent à sa réponse.

ü Une question ouverte:

Dans quelles conditions envisagez-vous l'usage des TICE pour qu'ils soient bénéfiques pour l'enseignement considéré?

C'est une question ouverte où le questionné est sensé formuler quelques conditions qu'il juge nécessaires (selon sa conception et son cas), pour que l'usage des TICE soit bénéfique pour l'enseignement considéré.

II. Présentation et interprétation des résultats

A- La première partie : Concernant le déroulement du cours

* Résultats de la première partie :

1. Difficultés dans l'enseignement du chapitre `'Mouvement d'une particule soumise à une force constante''.

L'analyse des résultats de cette partie permet de constater que 48% des enseignants éprouvent des difficultés dans l'enseignement de ce chapitre. Selon les enseignants questionnés, ces difficultés sont dues essentiellement aux points suivants:

· Manque de matériel, état du matériel.

· Insuffisance du temps alloué à l'enseignement de ce chapitre.

· Niveau scientifique très bas des élèves.

· Manque de motivation des élèves.

· Effectifs très élevés dans les classes.

2. Réalisation des expériences en classe :

Concernant la réalisation des expériences en classe : 37% des enseignants ne réalisent pas les expériences programmées pour ce chapitre. Ces enseignants justifient ceci par :

· L'effectif très élevé des élèves. (42%)

· La non disponibilité du matériel nécessaire pour ces expériences. (29%)

· Le rendement des expériences est très faible (c'est une perte de temps). (18%)

· L'expérience proposée est elle-même source de difficultés, elle cause des perturbations. (8%)

· L'absence de motivation de la part des élèves. (3%)

Les résultats sont résumés dans la figure ci dessous (fig.1).

Fig.1: Justification du non recours aux expériences

3. Disponibilité du matériel nécessaire pour les expériences :

L'objectif de cette question est de vérifier la disponibilité du matériel destiné aux expériences. Selon les enseignants questionnés, 16% d'entre eux déclarent avoir des difficultés d'accès au matériel didactique destiné aux expériences.

* Interprétation des résultats:

Selon les résultats exposés auparavant, on constate que presque la moitié (48%) des enseignants questionnés déclarent avoir des difficultés dans l'enseignement du chapitre `'Mouvement d'une particule soumise à une force constante''. Ces difficultés ne sont pas dues seulement au déficit que connaissent les établissements en matériel didactique puisque seulement 16% des enseignants questionnés signalent ce problème. Ainsi si on confronte les résultats des deux questions 1 et 2 :

- Est-ce que vous trouvez des difficultés dans l'enseignement de ce chapitre ?

- Est-ce que vous réalisez des expériences (avec les élèves) concernant ce chapitre ?

Une analyse des réponses des enseignants qui affirment avoir des difficultés dans l'enseignement du chapitre en question, à la question sur la réalisation des expériences montre que la majorité de ces enseignants (78%) sont ceux qui réalisent les expériences avec les élèves. Ce qui va dans le sens des enseignants qui affirment que les expériences proposées sont elles-mêmes source de difficultés, et leur rendement est très faible, elles causent des perturbations.

Nous proposons comme stratégie pour dépasser ces problèmes et compléter l'expérience, d'utiliser des simulations informatiques. En effet, vu leur aspect ludique et esthétique, leur possibilité d'offrir une représentation spatiale et une animation trois dimensions, les simulations informatiques favorisent l'appropriation et la compréhension des phénomènes étudiés. La plupart des élèves manifestent un intérêt spontané et un temps d'attention  plus grand pour une activité d'apprentissage qui fait appel à une technologie nouvelle : «Ces nouvelles technologies... suscitent l'intérêt des élèves pour des activités précises d'apprentissage et les amènent à y consacrer plus de temps et d'attention que dans les classes habituelles » (Bracewell, R., 1996). Certes, un niveau élevé de motivation facilite, d'une manière générale, l'apprentissage. C'est entre autres important dans les environnements d'apprentissage où les élèves participent activement. A ceci on peut ajouter que leur aspect programmable donne à ces technologies la possibilité de libérer les enseignants des tâches répétitives et des calculs fastidieux. Le temps gagné peut être donc utilisé dans d'autres tâches. En plus, les élèves développent de nouvelles compétences transversales et spécifiques au domaine des technologies de l'information ils «acquièrent les habiletés essentielles à l'âge de l'information» et «peuvent pousser à un degré supérieur le développement de leurs habiletés intellectuelles» (Newman, 1994, p : 58).

Ainsi, outre son avantage de faire acquérir aux élèves de nouvelles compétences spécifiques au domaine des technologies, l'usage des TICE peut contribuer au dépassement de quelques difficultés d'enseignement et de gestion de la classe explicitées dans la partie précédente , telles que :

· La complexité des expériences (en proposant des outils simples, qui représentent mieux les phénomènes étudiés...).

· La motivation des élèves (les élèves manifestent un intérêt spontané plus grand pour une activité d'apprentissage qui fait appel à une technologie nouvelle). (Bracewell, 1996)

· Effectif élevé des élèves (les TICE peuvent libérer l'enseignant des taches répétitives et consacrer plus de temps au difficultés de ces élèves).

Cependant cette stratégie peut ne pas aboutir si les établissements n'ont pas les moyens matériels, logiciels et les moyens humains nécessaires pour son application. Ainsi, dans la suite de cette enquête, nous allons dresser un état des lieux des établissements en matériel informatique et de son degré d'intégration dans l'enseignement de sciences physiques. Et par la suite nous proposerons une synthèse qui explique les principales composantes de cette stratégie.

B- La deuxième partie : Concernant l'utilisation des TICE

* Résultats de la deuxième partie:

1. Existence d'une salle multimédia :

Le premier constat, dans cette partie, concerne l'axe infrastructure. Selon le questionnaire, tous les établissements de notre échantillon sont dotés de salles multimédia, et selon l'ANRT^11(*) (Agence Nationale de Réglementation des Télécommunications) ces salles tiendront compte de la capacité d'accueil des élèves (voir tableau 1 ci-dessous).

Tableau 1 : Nombre de PC par capacité d'établissement^12(*)
Nbr des élèves	< 200	201 à 400	401 à 600	601 à 800	801 à 1000	1001 à 1200	1201 à 1400	1401 à 1600	1601 à 1800	1801 à 2000	> 2001
Nbr des PC	8	15	22	30	37	45	52	60	67	75	80

2. Equipement des laboratoires de physique en matériel informatique :

Toujours concernant l'axe infrastructure, mais cette fois il s'agit de s'assurer de la dotation des laboratoires des sciences physiques par des ordinateurs. Seulement 7% des enseignants questionnés déclarent disposer d'un ordinateur dans leur laboratoire (ce qui constitue, sans doute, un obstacle à l'intégration des TIC dans l'enseignement des sciences physiques).

3. Utilisation des TICE en classe :

Selon les résultats du questionnaire, seulement 8% des enseignants utilisent (d'une manière non régulière) les TICE à des fins pédagogiques. La qualité de cette utilisation n'exploite pas les possibilités qu'offrent ces technologies. Cette faible utilisation (qualitative et quantitative), selon les enseignants questionnés, n'est pas due seulement à l'équipement de leurs établissements en matériel informatique. Mais c'est également à cause de :

· L'absence d'une stratégie d'intégration, dans les recommandations officielles (46 %).

· L'incompatibilité des logiciels éducatifs existant avec le programme marocain (41 %).

· Le degré de maîtrise de l'outil informatique par les enseignants (7 %).

· La difficulté d'accéder aux salles multimédia (6 %).

Ces résultats sont récapitulés dans la représentation suivante (fig.2) :

Fig.2 : Justification du non recours aux TICE

4. Conditions nécessaires pour une intégration efficace des TICE :

Pour analyser les données relatives à cette question (qui est une question très ouverte), nous avons donc procédé à partir des données brutes (réponses des enseignants), pour ensuite construire des regroupements par similitudes de réponses, jusqu'à arriver à un classement final en trois grands axes : axe infrastructure, axe formation, axe contenu :

· Axe infrastructure : la dotation des salles multimédia par suffisamment d'ordinateur.

· Axe formation : organiser des formations relatives à l'informatique technique, pédagogique et aux aspects maintenance du matériel informatique.

· Axe contenu : développer et encourager des contenus multimédia pédagogiques adaptés aux curricula marocain et appropriés aux besoins des élèves.

* Interprétation des résultats:

Vu les investissements qui ont été faites durant ces dernières années, il apparaît que l'utilisation des TICE dans des situations d'enseignement-apprentissage en classe est très faible. Seulement 8% des enseignants les utilisent à des fins pédagogiques. L'absence d'une stratégie d'intégration dans les instructions officielles, et la non compatibilité des logiciels éducatifs existants avec le programme marocain constituent selon les résultats du questionnaire la cause principale de cette faible utilisation. Par conséquent les résultats de ce questionnaire montre la nécessité d'une intervention de la part du Ministère de l'éducation nationale, des académies régionales et des délégations pour l'élaboration d'une stratégie d'intégration des TICE dans l'enseignement.

Selon les résultats de cette enquête, cette stratégie doit s'appuyer sur trois axes :

o Axe infrastructure:

Cet axe doit viser la mise en place et l'équipement des salles multimédia connectées à Internet dans tous les établissements scolaires.

Les laboratoires des sciences physiques doivent aussi être équipés en ordinateurs, puisque selon l'enquête, seulement 7% des enseignants questionnés déclarent disposer d'un ordinateur dans leur laboratoire (ce qui constitue, sans doute, un obstacle à l'intégration des TIC dans l'enseignement des sciences physiques).

o Axe formation :

Cet axe doit viser à préparer les enseignants, maillon essentiel de la réussite de cette stratégie, à une utilisation effective des outils TICE qui seront mis à leur disposition. Une formation technique n'est pas suffisante. Cette formation doit donner aux enseignants les moyens de se rendre compte par eux-mêmes des apports de l'usage d'un environnement informatique au niveau des objectifs (la justification interne^13(*)), elle doit aussi les aider à concevoir des situations d'enseignement-apprentissage qui intègre ce genre d'aide didactique.

Cette formation pourra donc être de plusieurs types :

· Une formation en APO (Applications pédagogique de l'ordinateur).

· Une formation permettant aux enseignants de se familiariser avec l'informatique (formation d'alphabétisation informatique) et d'améliorer éventuellement leurs connaissances dans ce domaine.

· Une formation en informatique pédagogique, pour permettre aux enseignants d'élaborer eux-mêmes et de concevoir leurs propres outils multimédia.

· Une formation pour permettre aux enseignants d'utiliser les outils TICE dans les curricula ;

· Une formation relative aux aspects maintenance (matériels et logiciels).

o Axe contenu :

Cet axe concerne l'utilisation TIC appropriés et validés ainsi que le développement de contenus pédagogiques adaptés à l'enseignement au Maroc. Il doit permettre d'utiliser au mieux les salles multimédia installées.

La mise en oeuvre de cet axe doit se baser sur les orientations suivantes :

· Utiliser comme phase initiale, autant que possible, les contenus disponibles sur le marché mondial, après les avoir validés et adaptés au contexte marocain.

· Développer des contenus nationaux adaptés aux curricula marocains et appropriés aux besoins des élèves.

· Encourager le développement de didacticiels, d'outils multimédia pédagogiques par les enseignants.

· Impliquer les délégations et les académies dans le développement des contenus en conformité avec les directives de la charte nationale de l'éducation et de formation, en tenant compte des spécificités locales de chaque région du royaume.

Dans le but de concrétiser le troisième axe (axe contenu) de cette présente stratégie d'intégration des TICE dans l'enseignement et pour répondre aux attentes des enseignants qui sollicitent le développement de contenus adaptés aux curricula marocains et appropriés aux besoins des élèves (41% des enseignants justifient le non recours au TICE par la non compatibilité des logiciels éducatifs existant avec le programme marocain ), nous présentons ici un CD Rom que nous avons conçu dans le cadre de ce travail de recherche.

* ¹¹ ANRT : Etablissement public institué auprès du Premier Ministre chargé de la régulation dans le secteur des télécommunications. Il est également chargé de suivre pour le compte de l'Etat, le développement des technologies de l'information.

* ¹² Source : ''Situation des établissements scolaires en matière d'intégration des TIC''; ANRT ; Avril 2005 ; page 2. (Voir annexe 3)

* ¹³ La justification interne : la nécessité de justification de l'apport des TICE dans l'enseignement. Il est indispensable pour l'enseignant de justifier la pertinence de ce type d'activités. Une simple formation technique dans l'utilisation de ces technologies n'est pas suffisante. (Voir : Obstacle à l'intégration des TICE, p : 30)