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Recherches sur l’école et ses partenaires scientifiques

Un learning game au carrefour des institutions partenaires : Mecagenius®

A learning game at the crossroads of institutions partners
Michel Galaup, Catherine Pons Lelardeux et Pierre Lagarrigue
p. 51-69

Résumés

Cet article propose une vue panoramique d’un projet de réalisation d’un learning game allant de sa conception à son utilisation en classe. Dans une première partie la description du learning game Mecagenius® sera posée. Ensuite nous montrerons comment s’est construite la collaboration entre les différents partenaires pour la conception et la mise en œuvre de ce learning game. À partir d’un exemple issu d’une expérimentation d’envergure seront ensuite étudiés quels sont les usages de Mecagenius® en classe et les modifications effectuées à partir de ces retours. En conclusion seront pointées la portée de ce partenariat et les perspectives à venir.

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Texte intégral

  • 1 L’expression « digital natives » ou « génération Y » est employée pour les enfants particulièrement (...)

1Il est d’ores et déjà établi que les nouvelles générations dites « génération Y »1 sont porteuses de pratiques numériques (Prensky, 2001). Il est aujourd’hui facile d’envisager un monde de demain tourné vers le numérique au sens large du terme. Cette révolution technologique ne peut être imaginée sans une préparation des jeunes à la maîtrise de ces nouveaux environnements numériques. Cette mutation passe par le développement d’aptitudes intellectuelles, affectives et sociales comme par exemple l’émergence de nouvelles dimensions créatives, de nouvelles formes d’expression, de collaborations, s’appuyant notamment sur la « co-création » de nouveaux objets et le partage. Cette mutation sera un facteur de réussite si elle est maîtrisée, exploitée et adaptée aux jeunes. Une solution repose sur la conception et le développement d’outils numériques associés à de nouveaux scénarios d’usage pour apporter une formation de haut niveau technique permettant de préparer cette génération dite « Y ». La combinaison de nouvelles organisations du travail atypiques rendues possibles par les nouvelles technologies numériques est porteuse d’opportunités favorisant l’entreprenariat. Pour anticiper et répondre à de nouvelles attentes et de nouveaux besoins cette combinaison doit aussi servir à rendre plus rapide et efficace la formation des jeunes agissant dans un environnement connecté. Afin de répondre à une réelle demande sociétale, il apparaissait donc nécessaire de faire évoluer la formation vers de nouveaux produits pédagogiques plus innovants et performants, en accord avec la haute technicité du domaine.

2Créée en 2007, l’équipe Serious Game Research Lab (SGRL) a permis de réunir les compétences académiques et industrielles nécessaires à la construction de projets pluridimensionnels. Pour consolider les collaborations développées au sein de ces projets communs avec les laboratoires et les industriels partenaires, l’équipe SGRL a mis en place un Groupement d’intérêt scientifique (GIS) : le Serious Game Research Network. Ce groupement d’intérêt scientifique a officiellement démarré en 2013. Il rassemble aujourd’hui des enseignants-chercheurs et des ingénieurs répartis dans différents établissements de l’université de Toulouse ou des groupes privés et représente aujourd’hui un pôle de compétences serious game en Midi-Pyrénées. Il se caractérise notamment par sa très large pluridisciplinarité, il réunit des compétences à la fois en sciences et technique, en santé et en sciences humaines et sociales (figure 1). Les travaux du Serious Game Research Network s’articulent autour de 4 axes principaux :
1 : études préalables à la conception ou à la mise en marché d’un serious game ;
2 : développement d’outils d’aide à la conception de serious game ;
3 : développement de prototypes de serious games ;
4 : évaluation de l’utilisation d’un serious game dans un contexte d’enseignement.

Figure 1 : synopsis du GIS

Figure 1 : synopsis du GIS

3Le Serious Game Research Network a pour ambition de détecter et de piloter des projets de recherches collaboratives ayant une portée économique « significative et prévisible » et présentant un caractère générique. De plus, cette structure assure une veille technologique à l’attention de ses membres autour des serious games. Elle a aussi pour objectif de promouvoir auprès des mondes économiques et de la recherche les savoir-faire développés au sein du GIS.

1. L’élément fondateur : le learning game Mecagenius®

4Le learning game Mecagenius2 est le fruit du métissage d’informaticiens, de génie mécaniciens et de didacticiens. Ce projet pluridisciplinaire a été financé en partie par le secrétariat d’État à l’économie numérique du ministère de l’Économie, de l’Industrie et de l’Emploi dans le cadre de l’appel à projet Serious gaming (secrétariat d’État à l’économie numérique, 20093). Le consortium regroupe une entreprise4 ainsi que plusieurs équipes de recherche travaillant dans des champs disciplinaires complémentaires : génie mécanique5, informatique6, spécialistes du learning game, de l’e-learning7 et de la didactique8.

5Avant de présenter le learning game Mecagenius® nous reverrons d’abord brièvement quelques définitions. Si nous nous référons à Michael et Chen (2006), l’appellation serious games désigne les jeux dont la finalité première est autre que le simple divertissement. Pour Zyda (2005), l’objectif des serious games est d’enseigner et d’apprendre tout en s’amusant grâce à des applications informatiques. Selon Galaup, Viallet et Amade-Escot (2013) les jeux sérieux sont des jeux vidéo qui s’appuient sur les ressorts ludiques pour véhiculer des connaissances spécifiques à des fins explicites d’apprentissage ou de formation. Il est à souligner que pour ces auteurs, la définition met l’accent sur les enjeux épistémiques intrinsèques aux jeux sérieux (Galaup, Viallet & Amade-Escot, 2013, p. 4). L’objectif premier d’un serious game est l’apprentissage, mais l’aspect ludique y joue un rôle de catalyseur. Il transforme l’apprentissage en apportant les deux ingrédients fondamentaux de la pédagogie : l’action et l’émotion. Nous pourrions définir le learning game par l’équation suivante : jeu + scénario pédagogique + feed-back  = learning game.

6Mecagenius® est un learning game conçu pour découvrir un atelier de fabrication, apprendre à mettre en œuvre des machines-outils à commandes numériques (MOCN), usiner des pièces et optimiser une production. Mecagenius® encourage l’apprentissage actif dans un atelier virtuel immersif et interactif. Les étudiants ont la possibilité de découvrir des notions de base puis d’approfondir leurs compétences dans le domaine de la fabrication par enlèvement de copeaux. Les 216 activités pédagogiques scénarisées (appelées « mini-jeux ») présentes dans Mecagenius® ont été conçues par des experts en génie mécanique et en didactique, elles sont étudiées pour faciliter des apprentissages. Mecagenius® est un learning game au service des apprentissages en classe, il ambitionne d’aider à enseigner les concepts clés de génie mécanique et à les faire apprendre de manière interactive en s’amusant. L’apprentissage se veut ludique et interactif. Les concepteurs ont privilégié une liberté apparente d’interactions au profit de l’acquisition d’expérience qui pourra être transposée dans l’atelier réel. Mecagenius® peut être vu comme un compagnon virtuel d’apprentissage par l’action des processus de réalisation d’un objet technique. Basé sur la technologie Flex et Flash d’Adobe pour une meilleure accessibilité, il propose plus de deux cents activités scénarisées, chacune d’une durée moyenne de trois minutes, couvrant trois niveaux de formation (débutant, confirmé ou expert), allant des techniciens d’usinage aux ingénieurs (bac-3 – bac + 4). Pour chaque niveau, les activités sont organisées selon un parcours pédagogique préétabli et paramétrable qui peut s’adapter aux différents contextes de formation. Deux modes d’utilisation sont proposés. Le premier, le mode game, suit un scénario narratif où l’apprenant est guidé à travers les trois grandes salles d’un vaisseau spatial crashé sur un astre lointain, dans une dizaine de modèles d’activités. Pour chacune d’elles, une bibliothèque de ressources est disponible, la liste de ressources présentée résulte d’un tirage aléatoire dans une bibliothèque de ressources plus large. Ainsi, l’expérience se renouvelle à chaque utilisation sans pour autant faire varier l’objectif pédagogique. De plus, un accompagnement didactique personnalisé est proposé à l’apprenant selon l’activité, avec une aide et un feed-back. Le deuxième mode d’accès est le mode training : l’enseignant, pouvant accéder à l’ensemble des activités de manière granulaire, construit sa propre progression en fonction de son contexte d’enseignement et du public ciblé. Mecagenius® offre également des outils de suivi pour l’enseignant, comme la visualisation des résultats individuels ou collectifs, le suivi de la progression, le détail des scores obtenus à l’issue de chaque partie ou les scores globaux réalisés. Les étudiants-joueurs ont accès à leur profil. Ce dernier donne une synthèse des activités réalisées par catégorie (voir figure 2).

Figure 2 : profil des étudiants

Figure 2 : profil des étudiants

7Mecagenius® permet de couvrir différentes thématiques du domaine du génie mécanique telles que, l’identification, l’architecture des machines-outils, la mise en œuvre d’une machine-outil à commande numérique, les méthodes de fabrication, la production. Par exemple, dans un mini-jeu relatif aux méthodes de fabrication (voir figure 3), le joueur doit associer les surfaces aux opérations d’usinage (dressage, chariotage, profilage, tronçonnage) et ordonnancer ces dernières de façon à obtenir la pièce demandée. Selon le niveau choisi (débutant, confirmé ou expert), des contraintes peuvent venir augmenter la difficulté, en demandant par exemple au joueur de sélectionner des géométries ou des noms d’outils nécessaires à la réalisation de chaque opération.

Figure 3 : mini-jeu relatif aux méthodes de fabrication

Figure 3 : mini-jeu relatif aux méthodes de fabrication

2. La conception de Mecagenius®

8En général, la création d’un serious game ou d’un learning game commence par une phase de conception dans laquelle les experts du domaine et des experts didactiques élaborent ensemble une maquette. Dans cette partie, nous allons décrire, du point de vue du didacticien, l’étape de conception de Mecagenius® ; elle concerne l’architecture mise en œuvre pour que ce learning game voie le jour. Il s’agit d’examiner la question essentielle des références épistémologiques à intégrer dans un learning game. Cette question des références est essentielle, même si peu de recherches ayant pour objet ce questionnement pour la conception de ces artefacts informatiques existent. La finalité de Mecagenius®, et plus généralement des learning games, est la diffusion des connaissances, ce qui naturellement nous conduit vers l’analyse des références épistémologiques. Faire le choix des références dans la conception de ces artefacts, c’est faire apparaître les enjeux et les valeurs. Sans être un but en soi, cette visée de référence est fondamentale, car « il s’agit de se doter de repères d’épistémologie » (Orange, 2004, p. 14).

2.1. Les situations professionnelles dans la conception de Mecagenius®

9Un des objectifs de Mecagenius® est de proposer des situations qui vont être des supports d’apprentissage pour les élèves ou les étudiants. Sa caractéristique est d’articuler l’apprentissage de savoirs techniques de génie mécanique avec un certain respect des situations réelles d’une activité afin de pouvoir favoriser la contextualisation des connaissances. Selon Martinand, « il ne s’agit pas de faire ressembler étroitement les pratiques scolaires aux pratiques sociales. Le problème à résoudre consiste à assurer les conditions de cohérence des activités scolaires, sans perdre le sens qui s’attache à la référence, c’est-à-dire la raison qui les justifie. » (Martinand, 1993, p. 138). Pour cela, la technologie de ce learning game supporte une modélisation de situations didactiques, qui s’appuie à la fois sur des situations professionnelles de référence et sur des savoirs de génie mécanique. Cette double contrainte nous a conduits vers la prise en compte de ces deux axes que nous développons ci-après. Concernant les situations professionnelles, nous avons voulu savoir quelles conclusions nous pouvions tirer de l’analyse des situations dans une perspective de 
conception des serious games.

  • 9 Contrat de recherche ERTé 35 entre le LGMT et le DiDiST-CREFI-T intitulé : Mise en place d’un simul (...)

10
Une analyse préalable a été portée en partie par un travail antérieur (Becerril Ortega, 2008) développé lors de la mise en place d’un simulateur de machine-outil à commande numérique dans le cadre d’un projet ERTé9 appelé : Mouv. Ces travaux conduits à la lumière de la didactique professionnelle (Pastré, 1999, 2005) modélisent la situation de travail d’un conducteur de machine-outil dans l’optique d’accéder aux savoirs issus du contexte professionnel. Il s’agissait d’une analyse de l’activité afin d’appréhender la structure conceptuelle de la situation et les « concepts pragmatiques » (Pastré, 2006) qui organisent l’activité caractérisée comme fortement procédurale. En effet, les procédures visent à normaliser l’activité des opérateurs de telle façon, qu’en situation, les prises d’initiatives et les erreurs afférentes soient minimisées. Ainsi, dans la phase de conception de Mecagenius®, l’équipe pluridisciplinaire s’est appuyée sur les travaux menés à partir d’une posture de didactique professionnelle afin d’extraire les éléments cruciaux pour construire les activités qui seront implémentées dans le learning game. Plus spécifiquement, les scénarios de Mecagenius® se veulent être des images (Martinand, 1989) de situations professionnelles prenant en considération les dimensions pragmatiques et conceptuelles sous-jacentes aux compétences d’usinage identifiées comme étant cruciales dans l’activité des opérateurs. Mais il apparaissait nécessaire de ne pas se limiter seulement à transposer ces situations de références en situation de formation comme l’a montré Rogalski (2004). Dans une perspective didactique qui vise l’étude des phénomènes relatifs à la construction des connaissances dans des institutions scolaires et universitaires, nous devons prendre en compte, au-delà de la dynamique des situations, la construction des savoirs sous-jacents aux compétences. C’est pour cette raison que nous développons dans la section suivante la question des contenus à intégrer au cœur de la conception de Mecagenius®.

2 .3. La question des contenus au cœur de la conception de Mecagenius®

11Une des spécificités de la construction de Mecagenius® concerne les contenus mis en jeu dans les situations. Nous avons voulu, dans une recherche à visée curriculaire, analyser et comprendre les références épistémologiques dans leurs relations avec le contexte professionnel. Cela nous a conduits à nous questionner afin de savoir quelles sont les contraintes transpositives qui pèsent sur la conception de ce learning game. Ceci a consisté à conduire une analyse des curricula relatifs à l’enseignement du génie mécanique. La conception s’est appuyée sur l’analyse des contenus qui ont été intégrés dans la construction des situations de Mecagenius®. Relevons que pour Reuter (2007), la notion de contenus renvoie à des choses aussi diverses que les savoirs, les savoirs faire ou les compétences qui sont les objets d’enseignement et/ou d’apprentissage les plus identifiables dans un système didactique, mais aussi des valeurs, des pratiques, des « rapports à », voire des comportements ou des attitudes. Nous nous sommes intéressés à l’identification puis à l’organisation des contenus utilitaires. À la suite des travaux de « didactique des curriculums » (Lebeaume, 2011), nous pensons qu’il est important d’examiner à l’échelle curriculaire l’ensemble des choix opérés aux différents segments de l’enseignement (ici scolaire et universitaire). L’enjeu dans la conception de Mecagenius® a été d’analyser les principes de construction et d’organisation des contenus ainsi que leurs conditions d’existence et de développement dans ce learning game.

12Mecagenius® ayant pour objectif d’être diffusé dans les institutions scolaires, l’identification a été réalisée au travers de l’analyse de curricula existants. La sélection a été effectuée en collaboration avec des enseignants de génie mécanique experts du domaine. Les référentiels académiques ciblant les formations du domaine du génie mécanique sont multiples, certains existent et recensent les compétences à acquérir au lycée ou dans les instituts universitaires de technologie (IUT). Dans l’enseignement supérieur, les fiches RNCP (Répertoire national des certifications professionnelles) des formations universitaires et des formations dans les écoles d’ingénieurs recensent, quant à elles, de manière hétérogène les différentes compétences acquises à l’issue des formations. Tous ces référentiels fournissent un panel de compétences à acquérir de manière macroscopique. Par ailleurs, nous nous sommes questionnés sur des partenariats autres que celui de l’école afin de pouvoir intégrer des contenus industriels. Ainsi, la collaboration avec l’Union des industries et des métiers de la métallurgie (UIMM) et l’Association nationale pour la formation professionnelle des adultes (AFPA) a permis de recenser une série de fiches de Certificats de qualification paritaire de la métallurgie (CQPM) validée nationalement par les experts métiers des domaines. Ces fiches fournissent les compétences attendues parfois de manière parcellaire mais à l’échelle microscopique. C’est cette différence d’échelle qui constitue la complémentarité entre les référentiels de compétences de l’éducation nationale et les organismes de formation professionnelle. Prenons pour exemple le programme de technologie du collège en classe de troisième. Pour la connaissance « Contraintes liées aux procédés de contrôle et de validation », le programme de troisième affiche la capacité suivante : « Définir à l’avance les contrôles à effectuer pour toute opération de fabrication ». Cette capacité est très générale et pourrait s’appliquer à beaucoup d’autres niveaux. Un étudiant en master 2 définit aussi, dans son projet de fabrication, ces contrôles qu’il lui faudra effectuer pour valider les spécifications indiquées sur le plan de la pièce à fabriquer. Paradoxalement, les fiches CQPM sont beaucoup plus pointues au niveau des contenus industriels. Prenons l’exemple de la fiche CQPM Technicien d’usinage sur machines outils à commande numérique (CQPM-TUMOCN). Cette fois, il est spécifié au niveau du contrôle de mettre en œuvre un poste de machine à mesurer tridimensionnelle ainsi que de programmer un processus de contrôle par mode d’apprentissage et élaborer et analyser un procès-verbal. La capacité visée est limitée au cas d’une machine de mesure tridimensionnelle, mais il est clairement établi ce que l’élève saura faire : programmer par apprentissage et établir/comprendre un procès-verbal. C’est cette complémentarité qui a été utilisée pour définir les compétences à intégrer au sein de Mecagenius®. À partir de connaissances générales dans les domaines de l’usinage et du contrôle, nous nous sommes attachés à définir des capacités en rapport avec l’activité jouée dans le learning game. Pour reprendre l’exemple du contrôle, Mecagenius® n’ayant pas pour but de former les joueurs au contrôle de spécifications, les capacités visées ont été limitées à : « savoir reconnaître quel instrument de métrologie est adapté à la spécification à contrôler dans le cas de pièces usinées ».

13Mais quelles constructions ou reconstructions de contenus peuvent résulter de ce travail d’analyse ? Les critères préférentiels de choix de capacités n’ont pas été guidés par la présence d’un contenu dans plusieurs curricula. Par contre, la notion de niveau d’apprenant a servi de guide pour déterminer les prérequis et décomposer les contenus. Ce travail de didacticien et cette collaboration avec les professionnels de l’industrie ont permis de cibler des blocs de compétences correspondant à la fois aux attentes des professionnels mais aussi en phase avec l’ensemble des référentiels académiques. Nous avons, par la suite, regroupé les extraits des différents référentiels cités pour établir un référentiel de compétences détaillées sur lequel nous nous sommes appuyés pour concevoir le learning game. Ces compétences ont été ensuite regroupées par type (méthode, production, métrologie, etc.) et par niveau (de 1 à 10) et hiérarchisées. C’est à partir du travail relatif au triplet « connaissances – activité - connaissances antérieures » que nous avons pu identifier les différentes possibilités d’antériorité ainsi que le taux de recouvrement des compétences. Cette analyse chirurgicale est fondamentale car une granularité fine au sein du référentiel de compétences est indispensable à l’écriture des scénarios adaptés et progressifs.

3. Les retours de l’utilisation de Mecagenius®

14Après avoir examiné dans la précédente section les points d’appui retenus et les contributions qui président à l’intégration des références épistémologiques dans la conception de Mecagenius®, nous allons dans cette partie nous orienter vers la mise en œuvre de ce learning game en classe ainsi que sur les différents tests effectués sur la population cible. Les paragraphes qui suivent correspondent au fonctionnement du système didactique aux prises avec l’artefact Mecagenius® et aux modifications engendrées par ces retours d’usages.

3.1. Le fonctionnement du système didactique aux prises avec l’artefact de Mecagenius®

15Dans cette section, nous nous centrons plus particulièrement sur l’action didactique de plusieurs professeurs utilisant le learning game en classe. Il s’agit de déceler la ou les logiques mises en œuvre par les enseignants afin de savoir quels sont les usages de Mecagenius® par les enseignants en lien avec les enjeux épistémiques cristallisés dans les mini-jeux.
 Comment sont exploités les milieux didactiques fournis par Mecagenius® ? Quels effets sur le fonctionnement du système didactique ? 
Rappelons que le learning game Mecagenius® a pour objectif de proposer des situations qui seront des supports d’apprentissage pour les élèves et les étudiants, pour accomplir des tâches liées aux compétences de génie mécanique. Mecagenius® est conçu pour permettre aussi à l’enseignant de développer des objectifs d’enseignement en lien avec les curricula de formation. Comme nous l’avons exprimé précédemment, le learning game doit être testé sur la population cible. Du point de vue de la recherche en didactique, ces retours visent à produire des connaissances sur le fonctionnement des systèmes didactiques observés afin de développer une meilleure connaissance des pratiques telles qu’elles existent dans leur diversité. À la suite de Bru (2002), nous pouvons dire que la visée de cette recherche en didactique est exploratoire et consiste à rassembler et confronter des éléments de description, de compréhension et d’explications relatifs aux pratiques d’enseignement (et d’apprentissage) utilisant les potentialités d’un learning game dédié au génie mécanique. Ainsi, pour rendre compte du fonctionnement du système didactique aux prises avec Mecagenius® et des usages d’un learning game en classe, nous avons choisi d’inscrire les analyses dans le cadre théorique de l’action conjointe en didactique (TACD) telle qu’elle a été développée par les chercheurs du courant comparatiste (Amade-Escot & Venturini, 2009 ; Sensevy, 2007 ; Sensevy, Mercier & Schubauer-Leoni, 2000). Centrée sur la construction des savoirs, la notion de jeu (jeu du professeur, jeu de l’élève, au regard des enjeux de savoir) est centrale dans cette modélisation didactique qui propose des descripteurs permettant d’en rendre compte. Les concepts de milieu didactique et de contrat (Brousseau, 1998) sont fondamentaux dans ces recherches. Dans le cadre de ce projet, un travail de recherche en didactique a consisté à identifier et comprendre les processus mis en œuvre par les acteurs, professeur et élèves, lorsqu’ils utilisent Mecagenius® avec les élèves (Galaup & Amade-Escot, 2014). L’intégration de ce learning game dans les pratiques pédagogiques et comme objet même d’enseignement appelle à une analyse plus précise et plus rigoureuse de ses possibilités et de ses limites. Pour cela, nous avons proposé une nouvelle approche pour étudier les usages de ce learning game par les acteurs ainsi que la gestion des connaissances et le développement des compétences, dans le cadre d’un enseignement-apprentissage des savoirs du génie mécanique. Ce travail de recherche en didactique participe à la construction d’une connaissance scientifique des pratiques telles qu’elles existent dans leur diversité et a permis d’éclairer les processus d’apprentissage mis en œuvre à partir d’une analyse in situ de l’utilisation de Mecagenius® en contexte d’enseignement (Galaup, 2013). Ces travaux visent à proposer ou utiliser des modèles, des méthodes et des outils pour concevoir, mettre en place, exploiter et analyser les scénarios d’apprentissage. Il s’agit de mettre en lumière la scénarisation des situations d’apprentissage et de leur évaluation. Différentes versions de Mecagenius® ont été développées, elles ont chacune été évaluées à des degrés différents dans un contexte d’enseignement.

3.2. Les modifications engendrées par les retours d’usages de Mecagenius®

16Pour les industriels impliqués dans le développement ces retours d’usage sont précieux. Ils entraînent des modifications techniques (erreurs informatiques) et pédagogiques (scénario d’apprentissage) mais mettent aussi en lumière les manques et évolutions attendus qui peuvent faciliter l’usage. Ce dernier cas peut avoir pour conséquence un remaniement profond de la structure même du learning game. Quelles sont les modifications engendrées par les retours d’usages de Mecagenius®in situ ? Introduire un artefact numérique au sein d’une séquence d’enseignement remet en question la préparation de la séance elle-même et la place de l’enseignant au sein de cette séance. Les professeurs ont manifesté assez tôt le désir d’être accompagnés pour préparer les séances d’enseignement au regard de la richesse des activités disponibles. En effet, au-delà de l’intérêt manifesté et de la prise en main de l’outil, s’est dégagée la nécessité de fournir un guide pédagogique à destination des enseignants leur exposant des exemples d’utilisation pour introduire un concept, entraîner les élèves ou même les évaluer au travers d’activités présentes dans Mecagenius® parmi les grandes thématiques de génie mécanique abordées : norme des machines-outils, réglage de machine, méthodes de fabrication, usinage à coût minimum, etc. Ainsi une dizaine de documents (interactifs ou non) ont été mis à disposition des enseignants de manière à faciliter la compréhension des parcours pédagogiques présents dans le mode game et pour aider à la construction de parcours pédagogiques personnalisés basés sur des activités ciblées de Mecagenius®. Un partenariat a été conclu avec l’académie du Nord–Pas-de-Calais pour identifier les compétences des activités présentes dans Mecagenius® en adéquation avec le référentiel de baccalauréat professionnel technicien d’usinage. Ce partenariat a débouché sur le développement d’un logiciel complémentaire présentant un glossaire interactif des activités de Mecagenius®. Ce dernier propose une multitude de critères de sélection et notamment les centres d’intérêt des baccalauréats professionnels « technicien d’usinage et technicien outillage ».

17Au-delà de l’aide à la préparation de séances d’enseignement, les professeurs souhaitaient disposer d’un certain nombre d’indicateurs pour suivre a posteriori la progression des élèves dans ce dispositif. Par exemple, connaître le temps d’utilisation du jeu, le nombre d’activités auxquelles les élèves avaient joué, les résultats sur les activités engagées. La mise à disposition du learning game dans une plateforme pédagogique de type Learning Management System (LMS) a permis de répondre à la demande d’indicateurs généraux : temps de jeu, temps de connexion, scores. Cela a également offert la possibilité de centraliser les documents pédagogiques mis à disposition des enseignants : guide d’utilisation, prise en main rapide, fiches pédagogiques, mais aussi d’utiliser des fonctionnalités disponibles par défaut dans ce type de plateforme comme le wiki, le forum ou la possibilité de créer des activités de e-learning complémentaires.

18La question de l’acquisition du vocabulaire technique en anglais avait été abordée dès la conception de la première version de Mecagenius®. À cet effet, une dizaine d’activités étaient destinées à faire apprendre le vocabulaire anglophone dans le domaine de l’usinage : outils, machines, instruments de mesure, gamme de fabrication. Durant les phases d’expérimentation de Mecagenius®, les enseignants de génie mécanique, utilisant régulièrement les activités de Mecagenius® en classe, ont remarqué une maîtrise bien plus rapide par les élèves du vocabulaire technique de génie mécanique en français. Contrairement aux années précédentes, les élèves utilisaient très tôt dans le cours le terme approprié. Par conséquent, les concepteurs du Serious Game Research Lab ont décidé de transposer ces bénéfices inattendus liés à l’acquisition du vocabulaire technique français à l’acquisition du vocabulaire anglophone du génie mécanique. Pour cela, l’ensemble des activités présentes dans Mecagenius® a été traduit en anglais (textes, énoncés, illustrations). Une nouvelle version entièrement anglophone a vu le jour. Un dictionnaire français-anglais collaboratif et illustré par les bibliothèques techniques présentes dans Mecagenius® a été mis à la disposition des élèves et des enseignants. Cela a permis non seulement de toucher un public plus large de formations dispensées en langue étrangère mais aussi d’aider à l’acquisition de termes techniques que les enseignants d’anglais ne pouvaient maîtriser, faute d’une formation appropriée. Le dispositif d’évaluation a été conçu en collaboration étroite avec les enseignants qui ont participé à toutes les étapes de la conceptualisation et de la mise en œuvre du scénario d’apprentissage. L’entreprise associée à ce projet et, de manière générale, tous les acteurs du projet ont collaboré afin de mutualiser les différentes techniques et savoir-faire respectifs.

4. La co-construction d’un partenariat

19La version industrielle de Mecagenius® a constitué le point de départ d’une co-construction d’un partenariat avec des scientifiques dans deux régions en France : Île-de-France et Midi-Pyrénées. Financée par ces régions et soutenue par les rectorats et les pôles de compétitivité Aerospace Valley et ASTech, cette expérimentation a débuté en février 2013 et se poursuit en 2015, en partenariat avec le centre Arts et Métiers ParisTech de Paris et plusieurs laboratoires de recherche : génie mécanique, didactique, psychologie et sociologie.

4.1. La rencontre entre les institutions partenaires

20L’objet du partenariat est de déterminer les apports des modules d’apprentissage vidéo ludiques dans les filières « professionnalisantes ». Un soutien de la région Île-de-France a été obtenu dans le cadre des appels à projets « Expérimentation in vivo et in situ de projets innovants en Île-de-France (AIXPé10) ». Depuis 2012, la région Île-de-France, en partenariat avec Bpifrance11, soutient l’expérimentation de projets innovants en lien avec un lieu ou un territoire d’expérimentation, en plaçant les projets dans des conditions réelles d’utilisation sur une période longue (6 à 18 mois). Le soutien de la région Midi-Pyrénées s’est effectué dans le cadre de l’appel à projets « Projets d’avenir ». L’objectif est d’étudier l’influence de l’introduction d’un learning game au sein d’une formation sur l’engagement des élèves et de la remotivation des décrocheurs.

21L’enjeu pour les partenaires du projet est de pouvoir, grâce à une expérimentation d’envergure, montrer l’intérêt d’outils numériques dans les formations professionnelles, que ce soit d’un point de vue pédagogique (motivation des élèves, validation des acquis, etc.) ou d’un point de vue économique (réduction des risques, réduction des budgets d’entretien des machines et d’utilisation de consommables, etc.). L’inspecteur général de l’Éducation nationale en génie mécanique a donné son aval à l’expérimentation de Mecagenius®. Ce learning game a aussi été déployé au sein des Arts et Métiers centre de Paris suite à l’aval du directeur du laboratoire de conception des produits innovants. Enfin, Mecagenius® a également été expérimenté dans les centres de formation de l’UIMM d’Île-de-France. Rappelons que Mecagenius® a le soutien du pôle Aérospace Valley en relation avec le pôle Astech, comme nous l’avons vu précédemment ; il a été conçu en utilisant les référentiels de compétences UIMM (fiches CQPM de l’UIMM). La dynamique créée et basée entre les établissements expérimentateurs, les rectorats, les pôles de compétitivités et les partenaires-concepteurs de Mecagenius® a rapidement débouché sur l’organisation de concours entre élèves d’établissements différents basés sur les activités présentes dans Mecagenius®. Ces concours ont été organisés lors du salon mondial Aéronautique et espace du Bourget12 en 2013, lors des EuroSkills13 à Lille en 2014, lors du forum des IRT14 en 2014. Ces concours ont dynamisé les établissements impliqués et motivé les élèves en donnant des récompenses réelles aux participants. L’intérêt pour les établissements se situe au niveau de la visibilité dans le numérique et l’innovation pédagogique. Pour les élèves, le concours constitue une reconnaissance des compétences acquises autrement que par un système de notation classique avec des récompenses à la fois quantitatives (remise de prix au vainqueur, tels qu’un baptême de l’air par exemple) mais aussi qualitatives (soutien collectif des élèves de la classe pour leurs champions).

4.2. Les recherches issues du partenariat

22Cette expérimentation d’envergure, menée dans une quinzaine d’établissements d’enseignement secondaire et supérieur, a permis de recenser les diverses utilisations qu’en font les enseignants et les étudiants, et de favoriser les productions pédagogiques numériques adaptées aux élèves à destination de l’ensemble de la communauté éducative. Mais, du point de vue de la recherche, cette collaboration a eu pour finalité la construction d’outils méthodologiques permettant de prendre en compte tout le potentiel de ce learning game. L’évaluation « kaléidoscopique » de cette expérimentation a croisé différents points de vue (Lelardeux et al., 2013). La recherche s’est intéressée à la psychologie des apprentissages via un test de validité écologique du modèle heuristique du collectif individuellement motivé (MHCIM) (Heutte et al., 2014). Ce travail a permis d’améliorer les connaissances scientifiques concernant la compréhension de mécanismes liés aux déterminants et aux effets de certaines dimensions du flow en contexte éducatif. En didactique la visée des recherches menées a été de rendre intelligibles les usages possibles des learning games en situation didactique ordinaire (Galaup & Amade-Escot, 2014) ; Galaup et al., 2015 ; Pons-Lelardeux et al., 2015). L’étude présentée dans cette section est inscrite dans la continuité des travaux évoqués précédemment qui abordent l’action didactique comme une action conjointe (Sensevy & Mercier, 2007). La focale est portée sur la relation entre le learning game et les étudiants. Les recherches rendent compte de l’étude consistant à documenter les usages par les élèves de Mecagenius® au regard des savoirs cristallisés dans ce dernier. Face aux arguments avancés dans la littérature à propos des impacts éducatifs attribués aux jeux vidéo et sérieux (Sauvé, Renaud & Gauvin, 2007), l’objectif des études en didactique a été de modéliser « ce qui se passe » quand un enseignant utilise ce jeu sérieux comme un outil pédagogique. Les questions de recherche qui ont guidé cette étude sont : (i) quel est l’impact de cet environnement numérique d’apprentissage sur les apprenants ? (ii) Quelles sont les stratégies d’apprentissage utilisées ? (iii) Comment les élèves négocient-ils les connaissances cristallisées dans ce learning game ? Pour cela nous avons étudié la dynamique dans laquelle les élèves agissent et réagissent aux jeux d’apprentissage proposés par Mecagenius®. La méthodologie choisie, à partir des préconisations de Leutenegger (2003), nous a conduits à observer les conduites de deux élèves contrastés désignés par l’enseignant. Ce « carottage », selon la terminologie de Schubauer-Leoni et Leutenegger (2002), a permis de mieux comprendre la dynamique des processus d’apprentissage des élèves aux prises avec un learning game. En collaboration avec la responsable du projet et des enseignants de génie mécanique experts du domaine, nous avons intégré dans Mecagenius® un programme informatique qui enregistrait, sous forme de liste, les différents indices rendant compte chronologiquement du détail des actions effectuées par les élèves. L’implémentation de ces indicateurs a été effectuée en fonction des savoirs visés dans Mecagenius® afin de disposer de « chroniques d’actions d’élèves », pour nous permettre de comprendre leurs réussites ou leurs erreurs lorsqu’ils utilisent Mecagenius®. Ainsi, grâce à l’identification de traces informatiques recueillies lors de l’utilisation de Mecagenius®, nous avons suivi le chemin de l’élève au regard des connaissances intégrées dans ce dernier. Cette analyse qualitative des traces des élèves a permis de détailler les différentes stratégies utilisées dans cet environnement éducatif. Cette étude s’est avérée être un révélateur du fonctionnement du système didactique observé, et notamment des formes différentielles qui président aux trajectoires d’apprentissage qui sont toujours singulières.

23Les résultats issus des chroniques d’actions d’élèves (Galaup, 2012, 2013 ; Galaup et al., 2015) ont permis de mettre en évidence des dynamiques différentielles d’apprentissage selon les élèves. Deux éléments sont toutefois à relever. D’une part, les mini-jeux ne font pas « milieu » au sens didactique du terme, les élèves n’interagissent pas de la même façon avec ce learning game. Nous avons observé que parfois les élèves ne trouvaient pas, dans ce milieu, les objets spécifiques pour gagner aux jeux d’apprentissage et accéder aux savoirs cristallisés dans Mecagenius®. Ainsi, face à une même utilisation dans des conditions similaires, des différences apparaissaient entre les élèves contrastés par leur position d’excellence dans la classe. Ces éléments laissent penser que le learning game ne peut se suffire à lui-même dans un objectif d’apprentissage. D’autre part, l’hétérogénéité d’utilisations laisse penser que la confrontation à Mecagenius® ne relève pas toujours d’un apprentissage constructiviste, tel que présupposé par les discours apologétiques des promoteurs des serious games. Les environnements de type serious games sont souvent considérés comme une alternative aux méthodes d’enseignement traditionnelles, que ce soit en termes de compétences transversales ou disciplinaires, tel est le tableau de la rhétorique contemporaine. Nous conjecturons que la potentialité « dévoluante » des serious gammes ne constitue pas une caractéristique intrinsèque à ces artefacts mais relève de propriétés émergentes liées aux conditions de leurs usages in situ (Galaup & Amade-Escot, 2014). Ces résultats nuancent l’idée selon laquelle, parce qu’ils sont conçus à partir d’une combinaison de scénarios ludiques et utilitaires, les serious games peuvent répondre seuls aux objectifs d’apprentissage.

Conclusion

24L’innovation en matière de recherche au sein de ce projet ne réside pas uniquement dans la conception du learning game Mecagenius®. Le travail de l’équipe pluridisciplinaire et du didacticien permet de maintenir une certaine vigilance épistémologique pendant la phase de construction de Mecagenius®. Dans l’optique de la formation initiale ou continue des professeurs, une maîtrise de la conception et plus précisément de l’épistémologie des savoirs cristallisés dans un learning game permettrait d’accroître l’impact sur les apprentissages des élèves. Au-delà de ces assertions, nous pointons ici une difficulté essentielle qui réside d’une part dans le positionnement de certains acteurs (professionnel ou enseignant) vis-à-vis des savoirs visés et, d’autre part, dans les problèmes liés à l’industrialisation des biens culturels.

25Cette innovation est susceptible de séduire un large public en rupture avec des modalités de formation existantes et en phase avec les « digitales natives » (Prensky, 2001). Les serious games et learning games, en plein essor ces dernières décennies, affichent aujourd’hui un nombre croissant d’initiatives ; des solutions ont déjà été testées avec succès et déployées dans divers autres projets et domaines, les potentialités éducatives sont là. Mais, l’innovation de ces artefacts se trouve aussi dans leur mise en œuvre et leur intégration à des fins d’apprentissage. Les questions didactiques concernent la pertinence, pour les étudiants et les enseignants, d’utiliser Mecagenius® comme facteur facilitant l’apprentissage, permettant d’accroître la possibilité pour tous d’accéder aux apprentissages de génie mécanique. En effet, nous assistons à une mutation progressive de l’enseignement et des métiers de la formation. Peu à peu, le rôle de l’enseignant évolue et consiste, au travers du learning game, à trouver ou créer les ressources les mieux adaptées à ses objectifs, à les rendre aisément accessibles aux apprenants et à les intégrer au travers de scénarios pertinents. Les recherches en didactique mettent en lumière la nécessité d’accompagner les acteurs de terrain dans le déploiement de Mecagenius® pour les aider à mieux s’approprier ce nouvel artefact. Il est donc nécessaire de construire un certain nombre d’outils et d’instruments susceptibles de répondre à ces besoins. Enfin, la richesse de la collaboration entre les différents partenaires est justement de réunir au sein d’un même projet les concepteurs du learning game, des chercheurs en didactique et des enseignants. Ce partenariat s’est avéré fécond, de nombreux projets dans d’autres secteurs sont en cours de réalisation avec les recherches en sciences de l’éducation en filigrane. À titre d’exemple, nous citerons le serious game multi-joueurs 3D Virtual Operating Room15 (3 DVOR) qui modélise un bloc opératoire virtuel pour apprendre, s’entraîner et anticiper les situations de crise. De même le logiciel d’aide à la conduite de Réunion de Morbi-Mortalité (RMM) dans les services cliniques (EasyRMM16) a pour objectif de proposer aux établissements de santé un outil capable de répondre aux besoins des coordinateurs de réunions de morbi-mortalité et d’impulser une dynamique de leurs réalisations au sein des services cliniques.

26Enfin, la collaboration entre les différents partenaires a donné naissance au master « Gamification Apprentissage Multimédia Education (GAME) ». Cette formation aura pour objectif de proposer aux futurs étudiants différentes facettes qui correspondent aux métiers du multimédia en symbiose avec les professionnels de différents secteurs (sciences et techniques, santé, etc.). Des compétences comme le développement de la créativité, l’esprit d’innovation, l’esprit critique, la capacité à coopérer, la culture du projet seront ainsi développées. Dans cette formation, la didactique des sciences et technologie a joué un rôle de catalyseur à différents niveaux. Nous pouvons citer comme exemples : la modélisation de scénarios de learning game ; la conception de progressions pédagogiques intégrant des séquences de jeux ; le développement d’outils d’aide au briefing et débriefing semi-automatisés ; le développement d’interfaces multimédia, de jeux, de formation et enfin l’évaluation de l’utilisation de serious games dans un contexte d’enseignement.

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Notes

1 L’expression « digital natives » ou « génération Y » est employée pour les enfants particulièrement connectés et nomades, qui ont grandi dans un monde où l'ordinateur, internet ou le jeu vidéo sont devenus de plus en plus importants.

2 <http://mecagenius.univ-jfc.fr/fr/accueil>.

3 Le ministère de la mise en œuvre du Plan de relance et le secrétariat d’État à la Prospective et au Développement de l’Économie numérique (SEDEN) décident de soutenir via l’appel à projet Serious gaming des projets d’innovation visant à développer des outils professionnels s’appuyant sur des techniques issues du jeu vidéo.

4 Société KTM Advance : <http://www.ktm-advance.com/welcome/>.

5 Institut Clément Ader (ICA) : <http://www.institut-clement-ader.org/>.

6 Institut de recherche en informatique de Toulouse (IRIT) : <https://www.irit.fr/>.

7 Serious Game Research Lab : <http://www.univ-jfc.fr/equipesrecherche/serious-game-research-lab>.

8 UMR Éducation –Formation-Travail-Savoirs (EFTS) : <http://efts.univ-tlse2.fr/>.

9 Contrat de recherche ERTé 35 entre le LGMT et le DiDiST-CREFI-T intitulé : Mise en place d’un simulateur de machine-outil à commande numérique : essai évaluation du processus d’enseignement/apprentissage en milieu universitaire (2005-2009).

10 https://www.iledefrance.fr/aixpe>.

11 <http://www.bpifrance.fr>

12 <http://www.ktm-advance.com/grande-finale-mecagenius-au-salon-du-bourget/>

13 http://www.univ-jfc.fr/actu/mecagenius-le-lycee-rascol-prime-au-concours-euroskills

14 Instituts de recherche technologique.

15 <http://3dvor.univ-jfc.fr>.

16 <http://easyrmm.univ-jfc.fr>.

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Table des illustrations

Titre Figure 1 : synopsis du GIS
URL http://journals.openedition.org/rdst/docannexe/image/1312/img-1.jpg
Fichier image/jpeg, 301k
Titre Figure 2 : profil des étudiants
URL http://journals.openedition.org/rdst/docannexe/image/1312/img-2.jpg
Fichier image/jpeg, 352k
Titre Figure 3 : mini-jeu relatif aux méthodes de fabrication
URL http://journals.openedition.org/rdst/docannexe/image/1312/img-3.jpg
Fichier image/jpeg, 400k
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Pour citer cet article

Référence papier

Michel Galaup, Catherine Pons Lelardeux et Pierre Lagarrigue, « Un learning game au carrefour des institutions partenaires : Mecagenius® », RDST, 13 | 2016, 51-69.

Référence électronique

Michel Galaup, Catherine Pons Lelardeux et Pierre Lagarrigue, « Un learning game au carrefour des institutions partenaires : Mecagenius® », RDST [En ligne], 13 | 2016, mis en ligne le 24 octobre 2018, consulté le 30 septembre 2020. URL : http://journals.openedition.org/rdst/1312 ; DOI : https://doi.org/10.4000/rdst.1312

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Auteurs

Michel Galaup

Université Toulouse Jean-Jaurès

Catherine Pons Lelardeux

Institut national universitaire Champollion, Albi

Pierre Lagarrigue

Institut national universitaire Champollion, Albi

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Droits d’auteur

© Éditions de l’École normale supérieure de Lyon

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