Equipe

Responsables	Enseignants associés
Jean-Michel Adam (LIG, équipe MeTAH, Grenoble) Viviane Guéraud (LIG, équipe MeTAH, Grenoble) Vanda Luengo (LIG, équipe MeTAH, Grenoble) Cyrille Desmoulins (LIG, équipe MeTAH, Grenoble)	Philippe Létrange (collège Ernest Perrier de la Bathie, Ugine), Katell Heissat (collège Le Semnoz, Seynod), Gilles Baudrant (retraité bénévole, Grenoble), Nicole Jourdain (retraitée bénévole, Thonon-les-Bains)

Partenariat

 LIG (CNRS, UJF, UPMF et Grenoble INP), LIP/PC2S (UPMF)

Objectifs

Le projet Tpelec s’intéresse à l’enseignement de l’électricité. A travers ce projet nous cherchons à proposer de nouvelles activités et de nouveaux outils permettant d’aborder différents aspects de cet enseignement. Nous nous intéressons notamment :

• Au diagnostic automatisé d'activité pédagogiques concernant l'électricité, et proposition d'actions de remédiation associées (thèse de Sandra Michelet),

- Etude de l'apport du micro-monde tpelec à l'activité de diagnostic (en comparaison des méthodes et outils classiques).
- Modélisation des compétences en électricité concernées : actuellement nous modélisons ce qui concerne le courant continu (programme de collège).

• A l'analyse de la trace de l'activité de l'élève sur le micro-monde tpelec : identification de compétences acquises
  ou non acquises à partir d'activités réalisées à l'aide du micro-monde.

• Au suivi à distance d'activités pédagogiques à base du micro-monde tpelec,
  étude et évaluation de l'interface de suivi destinée à un enseignant (distant ou non)

• A la production d'articles scientifiques concernant ces recherches, diffusion et dissémination du travail réalisé :
  - diffusion des documents et activités pédagogiques produits et expérimentés (sites web Eductice et TPElec)
  - diffusion de tpelec et dissémination dans les établissements de l'académie de Grenoble (dans une premier temps),
  en proposant un séminaire de formation à TPElec aux enseignants intéressés, et un article dans le bulletin de l'union des physiciens.

Premiers résultats obtenus

Nous avons développé un ensemble d’outils nous permettant de mettre en Å“uvre des expérimentations sur les différents aspects de nos recherches :

1) le micro-monde TPElec permettant la construction et la manipulation de circuits électriques : cet outil a été conçu et développé en collaboration avec les enseignants de physique impliqués dans le projet ; nous l’avons exploité dans nos expérimentations selon diverses modalités d’usage.

2) En collaboration avec les enseignants, nous avons créé des scénarios pédagogique et les avons expérimenté dans trois établissements scolaires.

3) Pour faciliter les expérimentations, nous avons développé, en parallèle à ce projet et dans le cadre du réseau d’excellence Kaléidoscope, une plate-forme d’expérimentation fournissant des fonctions facilitant le travail des chercheurs, notamment la modélisation des scénarios pédagogiques et la collecte de traces.

Durant l’année 2007-2008, nous avons conçu un scénario collaboratif qui permette à des élèves ayant des points de vue différents sur un problème donné, d’argumenter sur la situation proposée. Le déroulement des expérimentations a mobilisé chaque enseignant dans ses classes ainsi que 2 autres enseignants effectuant un suivi à distance des classes grâce à l’environnement FORMID-Suivi développé au LIG. Au cours de ce travail de suivi les enseignants ont explicité ce qu’ils percevaient de la classe : observation du travail des élèves, repérage de misconceptions, etc. Ce travail a été enregistré (commentaires oraux et sessions de travail des enseignants distants). L’analyse d’usage de l’outil de suivi est actuellement en cours. Elle se fait en collaboration avec des chercheurs du Laboratoire Interuniversitaire de Psychologie. Personnalité, Cognition, Changement Social (LIP/PC2S) et de l’équipe Multicom du LIG. Ceci fait l’objet de trois mémoires d’étudiants en Master de Psychologie.

Les enseignants ont élaboré une grille de concepts / misconceptions / erreurs concernant chacun des exercices du scénario expérimenté. Ce scénario inclut des activités de type exercices à but sur le micro-monde TPElec. En 2008 les enseignants ont proposé d’autres exercices de ce type à leurs élèves sur certains thèmes ; ces exercices ont été expérimentés en classe au Lycée Marie Curie, et suivis à distance par 4 enseignants, à l’aide de l’outil Formid-Suivi.

Thèse de Sandra Michelet : Nous souhaitons associer au micro-monde TPElec, un agent de diagnostic qui vise à établir une cartographie des connaissances et compétences déployées par l’apprenant lorsque celui-ci résout des problèmes en électricité. Pour aider l’élève à rédiger la solution à ces problèmes, et ainsi faciliter l’analyse informatique, nous sommes en train de développer un environnement de formulation en électricité. Suite au diagnostic réalisé, un autre agent se chargera d’apporter la remédiation la plus pertinente possible à l’apprenant. En 2008 nous modélisons, à l’aide de l’environnement Prolog, l’ensemble des connaissances qui entrent en jeu pour le diagnostic basé sur l’argumentation des élèves :

- connaissances de base en électricité,
- les exercices posés et leurs caractéristiques,
- les misconceptions que l’on cherche à détecter,
- les règles de détection des conceptions acquises et misconceptions des élèves.

 Ces travaux ont fait l'objet de travaux et publications dans des conférences d'audience internationale ou nationale avec comité de sélection.

Bibliographie du projet

Conférence d’audience internationale avec comité de lecture

Jean-Michel Adam, Anne Lejeune, Sandra Michelet, Jean-Pierre David, Christian Martel (2008). Setting up on-line learning experiments: the LearningLab platform. In P. Diaz, Kinshuk, I. Aedo & E. Mora (Eds), Proceedings of the 8th IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies (ICALT 2008) (pp 761-763). Los Alamitos, CA: IEEE Computer Society.

Lejeune A., David JP., Martel C., Michelet S., Vezian N., (2007) "To set up pedagogical experiments in a virtual lab: methodology and first results " International Conference ICL'2007 Interactive Computer Aided Learning, 26-28 Septembre 2007, Villach, Autriche. Actes CD,  Editor: Michael E. Auer

Guéraud V., Cagnat J-M., « Automatic Semantic Activity Monitoring of Distance learners Guided by Pedagogical Scenarios Â», Innovative Approaches for Learning and Knowledge Sharing, EC-TEL 06, Lecture Notes in Computer Science LNCS 4227, Springer 2006.

Michelet S., Adam JM., Luengo V., (2006) "Adaptive learning scenarios for detection of misconceptions about electricity and remediation" International Conference ICL'2006 Interactive Computer Aided Learning, 27-29 Septembre 2006, Villach, Autriche. Actes CD, ISBN : 3-89958-195-4, Editor: Michael E. Auer

Conférence d’audience francophone avec comité de lecture

Guéraud Viviane, Michelet Sandra , Adam Jean-Michel Suivi de classe à distance : propositions génériques et expérimentation en électricité. Dans T. Nodenot, J. Wallet et E. Fernandes (Eds) Actes de la Conférence EIAH'2007, Lausanne 27-29 Juin 2007, (pp 167-178) , INRP Lyon, 2007

Adam Jean-Michel, Michelet Sandra, Martel Christian, David Jean-Pierre, Guéraud Viviane (2007). Une infrastructure logicielle pour instrumenter l’expérimentation des EIAH. Dans T. Nodenot, J. Wallet et E. Fernandes (Eds) Actes de la Conférence EIAH'2007, Lausanne 27-29 Juin 2007, (pp 449-454) , INRP Lyon, 2007

Michelet S., Luengo V., Adam JM., (2006)  "Un questionnaire dynamique pour le suivi et l’analyse de l’activité et des productions d’élèves en électricité" Actes du Colloque International JOCAIR'2006 1^ère  Journées Communication et Apprentissage Instrumentés en Réseau, pp. 421-434, 6-8 Juillet 2006, Amiens, France.

Michelet S., (2006)  "Analyse de productions d’élèves en électricité en vue de diagnostiquer et de remédier à des connaissances erronées", Poster, Annexes aux actes de la conférence IC 2006, 17^ème Journées Francophone d'Ingénierie des Connaissances, 28-30 Juin 2006, Nantes, France.

Michelet S., (2006)  "Remédiation, Simulation, Argumentation : Analyse de productions d'élèves en électricité" Actes RJC-EIAH'2006 Premières Rencontres Jeunes-Chercheurs sur les EIAH, pp. 149-156, 11-12 Mai 2006, Evry, France.

Revue d’audience internationale avec comité de lecture

Michelet S. , Adam J.M., Luengo V. (2007). Adaptive learning scenarios for detection of misconceptions about electricity and remediation. International Journal of Emerging Technologies in Learning (iJET) vol.2 , no.1, 2007, ISSN: 1863-0383.

Ouvrage

Labat J-M, Pernin J-P., Guéraud V., « Contrôle de l’activité de l’apprenant : suivi, guidage pédagogique et scénarios d’apprentissage Â», chapitre de l’ouvrage "Environnements Informatiques pour l’Apprentissage Humain", sous la direction de M. Grandbastien et J-M. Labat, Collection IC2, Hermès 2006.

Rapports de recherche, déliverables

David JP., Lejeune A., Michelet S., Adam JM., Vezian N., Diagne F., Martel C., Desoubeau A., Barma I., Schnoonenboom J., Sligle H., (2007) " MATES : Methodology And Tools for Experimentation Scenario " Kaleidoscope NoE, Deliverable final, November 2007.

Anastique Pierre-Benoît., "Conception et réalisation d’un EIAH pour la formation à l’électricité", mémoire d’ingénieur CNAM, laboratoire LIG, Grenoble, mars 2007

Démonstrations

Adam J.M.., Michelet S. , Anastique PB., Luengo V., Guéraud V., David JP., MARTEL C.  "A Web-based experimentation platform: an example of electricity learning experiment" International Conference ICL'2007 Interactive Computer Aided Learning, 26-28 Septembre 2007, Villach, Autriche.

Adam J.M.., Michelet S. , Lejeune A. MATES :Methodology And Tools for Experimentation Scenario. Symposium Kaléidoscope, 25-27 Novembre 2007, Berlin, Allemagne