Innovation pédagogique : création d’une plateforme de digitalisation d’expériences scientifiques pour l’enseignement en ligne

« Nous mettons en boîte des expériences scientifiques utilisées à une fin pédagogique afin de faciliter l’accès des étudiants aux dispositifs expérimentaux » explique Laurent DAIRAINE responsable de la transformation numérique, pour imager cette innovation pédagogique.

En effet, les dispositifs expérimentaux utilisés pour la recherche mais aussi pour les travaux pratiques en classe sont nombreux et certains enseignements s’appuient sur la méthode scientifique, autrement dit la théorie vérifiée par l’expérience. Toutefois, permettre à 300 étudiants de réaliser simultanément des expériences n’est pas une mince affaire et ce, à plusieurs titres : problèmes de robustesse des équipements, coût élevé, etc...

Ces problématiques ont conduit l’équipe IDEA (Innovative Digital Education for Aerospace) autour de Sophie BERNARD, Bruno ILPONSE et Laurent DAIRAINE, à réfléchir à un dispositif pédagogique qui permette de faire fonctionner des expériences et d’être au plus près de la réalité. IREAL (Innovative Remote Experimentation for Aerospace Learning) est née.

Favoriser l’expérimentation à distante et interactive

Grâce à nos équipements scientifiques tels que notre flotte d’avions instrumentés, les souffleries aérodynamiques, les moteurs et réacteurs instrumentés, etc., exploités dans le cadre de la recherche et de la formation, nous réalisons nombreuses expériences scientifiques. Ces dernières présentent néanmoins, dans un contexte pédagogique, plusieurs difficultés : la première est celle de la mise à l’échelle : comment amener une promotion complète parfois plusieurs centaines d’étudiants à réaliser ces travaux sur un nombre restreint d’équipements ?

La robustesse des dispositifs expérimentaux est elle aussi déterminante : il faut éviter les pannes, ces dispositifs ne sont pas conçus pour résister aux assauts de nombreux étudiants. Le coût de l’expérimentation constitue également un facteur important pour certaines expériences telles que les travaux pratiques (TP) en vol. Enfin, l’accessibilité de l’expérience est parfois difficile : protocole de sécurité stricte, accompagnement obligatoire de l’étudiant par un technicien ou simplement le fait de devoir être sur le campus pour l’utiliser.

C’est afin de résoudre ces problématiques que l’équipe spécialisée en digital learning a conçu la plateforme IREAL pour favoriser l’expérimentation à distante et interactive pour l’apprentissage de l’ingénierie aérospatiale. Capable d’héberger des expériences scientifiques de tous types, IREAL offre un rendu interactif reposant sur des contenus multimédias, dont la vidéo. Les étudiants peuvent ainsi accéder à ces équipements en lien avec leurs enseignements, de n’importe où, à toute heure et depuis tout type d’équipements numérique. L’étudiant est mis dans une situation comparable à celle des travaux pratiques classiques. Il agit comme un expérimentateur et l’apprentissage par l’erreur et par la répétition constituent des éléments fondateurs de la plateforme.

« L’avantage consiste en amont à préparer les étudiants à une séance de travaux pratiques présentiels, en réduisant l’appréhension du fonctionnement de l’expérience et leur maturité sur le fonctionnement du dispositif. Certains enseignants l’utilisent avant même d’avoir enseigné la théorie, pour découvrir un phénomène et engager l’étudiant à mieux le comprendre. En aval de la formation, c’est un moyen de refaire quelques expériences afin de mieux comprendre un élément mal perçu pendant le TP » précisent les spécialistes des technologies pour l’enseignement.

Aujourd’hui, la plateforme IREAL offre deux expériences, l’une portant sur la dynamique des structures (les plaques de Chladni) et l’autre sur le contrôle d’un système dynamique (bras automatisé). D’autres expériences sont en cours de développement, notamment une sur les essais en vol, et une autre sur l’étude des moteurs et réacteurs.

IREAL répond a également aux besoins des formations à distance, les enseignants pouvant intégrer les expériences dans les espaces de cours en ligne. Le concept trouvera également dans les formations de type MOOC des applications possibles.

En savoir plus et tester la plateforme : https://ireal.isae-supaero.fr.