Simulations et réalités Nawal El-kahina Khelalfa nkhelalfa@gmail.com Tawfik Benabdallah tawfikbenabdallah@yahoo.fr

Résumé

Le virtuel reste une bouffée d’oxygène pour l’Afrique, une voie de secours pour des milliers d’universitaires privés de matériels didactiques et d’expérimentations. L’utilisation des TIC en général et spécifiquement de la simulation dans le domaine de la recherche et de l’étude de la technologie sont des moyens didactiques qui permettent d’accéder et de diffuser l’information à grande vitesse. Cela permet aussi au formateur de créer et d’innover dans l’acquisition et l’apprentissage des compétences. L’objet de cette étude est d’exposer l’expérience des départements en sciences et technologie de l’université Blida I dans l’utilisation des programmes de simulations et de la « virtualisation » des problèmes physiques.

Mots clés

Simulation, TIC, technologie, apprentissage, Blida I

Introduction

L’apparition des TIC (technologies de l’information et de la communication) dans le domaine de l’enseignement a bouleversé les habitudes et les « méthodes séculaires » de la pédagogie classique. La multitude des supports informatiques et des applications a mis l’enseignant dans l’obligation d’être « à jour » et d’introduire ces outils dans le processus d’apprentissage prodigué à ses apprenants. On constate une invasion et une prolifération de l’outil informatique (TIC) dans les institutions d’enseignement et ce à travers le monde. L’enseignant doit alors s’adapter à cette technologie et faire en sorte de la rendre une source de moyens didactiques de hautes performances au service de la formation de l’apprenant. Les TIC obligent l’enseignant formateur à revoir les conditions d’apprentissage classique, les méthodes pédagogiques appliquées et par conséquent pouvoir faire face à de nouvelles situations didactiques.

En Afrique, l’intégration des TIC s’est faite graduellement et d’une manière non uniforme. La disparité des richesses des pays africains a fait que l’introduction des TIC ne s’est pas faite de manière homogène et juste. La simulation et la « virtualisation » du domaine de l’apprentissage et de la recherche en technologie reste une voie de secours pour les pays africains. Ce type d’enseignements en technologie se répand de plus en plus rapidement et prend un espace de plus en plus important. Il est impératif de se pencher sur les effets de l’utilisation et de la démocratisation des TIC dans le monde de l’enseignement et ses conséquences en Afrique. Pour ces raisons, nous nous sommes intéressés à l’utilisation des programmes de simulations ainsi que de la virtualisation des problèmes physiques dans l’université algérienne et spécifiquement le cas de l’université de Blida I.

La modélisation, simulation et virtualisation

La simulation, la modélisation et la virtualisation des phénomènes physiques prennentde plus en plus d’ampleur dans le domaine de la recherche de l’enseignement de la technologie ainsi que dans son enseignement. Ces outils sont apparus avec l’essor et l’invasion des nouvelles générations d’ordinateurs de plus en plus puissants et plus performants.

La simulation et la virtualisation ont démarré dans le domaine de la recherche et se sont répandues et ont fini par déborder sur le domaine de l’enseignement et de l’apprentissage des sciences et de la technologie.

Cet outil d’étude est de plus en plus performant. La puissance et l’évolution des TIC lui font prendre le pas sur l’étude expérimentale et sur les méthodes d’apprentissage classiques. Ces outils numériques hyperperformants permettent d’imaginer une infinité de situations, de multiplier les dimensions, d’accélérer le temps et par-delà inventer de nouvelles situations. Le nombre de données qui peuvent être traitées est infini comparativement aux cas expérimentaux. La simulation des phénomènes physiques grâce à l’outil informatique permet à l’utilisateur d’acquérir des résultats dans des laps de temps très rapides et de les visualiser immédiatement, ce qui n’est nullement le cas de l’expérimental.

Cela nous amène à affirmer que cette nouvelle donne que sont les TIC et par conséquent la simulation doivent être prises en compte dans l’élaboration et la conception des nouvelles méthodes pédagogiques et programmes futurs. La question est comment doit-on procéder ?

Pour cela nous nous sommes intéressés à faire une évaluation de l’utilisation des TIC et de la simulation dans l’apprentissage de la technologie dans l’université algérienne et spécifiquement l’université de Blida I (sciences et techniques) ainsi que sur les performances de l’apprenant en qualité et en quantité.

L’expérience de Blida

En Afrique, les universités commencent à fonctionner avec un matériel didactique neuf mais qui devient obsolète après des années de surutilisation par un grand nombre d’apprenants et surtout avec une maintenance quasiment nulle. Dans les spécialités des sciences et techniques, le matériel didactique est relativement assez onéreux. Pour cela, il est très « difficile » de renouveler ou d’acquérir du matériel neuf pour les laboratoires de travaux pratiques. Des promotions entières ont été ainsi privées d’une formation pratique (TP) complète. L’enseignant soucieux est alors obligé de se rabattre sur des manipulations sous forme de « TP virtuels ». Ces derniers sont généralement conçus par l’enseignant lui-même, ou bien téléchargés ou « prêtés » par des collègues.

Position des formateurs

Les enseignants ou formateurs des différents départements de la faculté des sciences ont un comportement similaire de ceux de la faculté de technologie de l’université de Blida.

La position des formateurs, de l’université des Blida I, vis-à-vis de l’utilisation des TIC et de la simulation dans l’apprentissage de la technologie et des sciences reste contradictoire. Nous constatons que les outils didactiques amenés par les nouvelles technologies ne font pas l’unanimité.

Les enseignants d’âge mûr et surtout proches de la retraite n’adhérent pas ou alors très peu à l’idée d’utiliser de nouvelles méthodes d’enseignement et spécifiquement l’utilisation des TIC dans leurs cours. Leurs préférences vont vers une formation ou l’apprenant est passif et un enseignement présentiel.

Par contre, les enseignants plus jeunes ainsi que les nouvelles recrues utilisent énormément les TIC dans leurs enseignements. Cela leur permet :

• d’acquérir de nouvelles connaissances ;
• d’explorer de nouvelles méthodes d’apprentissage ;
• de diversifier leurs objectifs ;
• d’échanger les informations très rapidement avec leurs apprenants (sans passer par un affichage) ;
• d’utiliser plusieurs

Une interactivité et la relation apprenant-formateurs devient plus intense et plus forte.

Les enseignants utilisateurs des TIC et de simulateurs constatent que l’intérêt, la forte motivation et l’implication des apprenants dans leurs apprentissages en découlent un meilleur taux de réussite et plus gratifiant.

Position des apprenants

Les apprenants de l’université de Blida I en sciences et technologie sont très motivés par l’utilisation des TIC et des moyens didactiques numériques dans leurs apprentissages. Cette génération d’étudiants du numérique (digital native) s’adaptent très facilement aux nouvelles technologies d’enseignement. Ces apprenants qui étaient en position passive dans leurs apprentissages se retrouvent en position active. Ils s’impliquent très fortement dans leurs formations et ces nouvelles situations créent une nouvelle approche d’enseignement pour les apprenants surtout pour les nouveaux bacheliers (1re année de tronc commun en technologie). La relation formateur-apprenant devient plus flexible et surtout plus forte. L’usage des simulations aussi bien en cours, en TP ou en PFE (projet de fin d’étude) permet de donner de nouvelles dimensions à l’apprentissage, et le rend plus attractif pour nos apprenants.

Malgré l’octroi par le ministère de l’Enseignement et de la recherche scientifique algérien de très grands budgets pour l’acquisition des matériels informatiques et didactiques numériques, beaucoup reste à faire.

Simulation et simulateurs à Blida I. Causes et Effets

Dans cette partie du travail, on s’intéresse aux causes et effets de l’utilisation des simulations et des simulateurs dans l’apprentissage des apprenants de la faculté de technologie de l’université de Blida I.

Causes de l’usage de la simulation dans la faculté de technologie

Plusieurs chercheurs en didactique se sont intéressés à l’utilisation de la simulation et de ses conséquences ainsi que sur la qualité et la quantité des compétences acquises par l’apprenant.

L’usage de la simulation a démarré pour les différents départements en sciences et techniques (Blida I) vers la fin des années 1980 et ce par manque de moyens expérimentaux.

Nous avons essayé de répertorier les raisons pour lesquelles l’enseignant de technologie (Blida I) est dans l’obligation d’utiliser les TIC et spécifiquement la simulation aussi bien dans les cours qu’il prodigue à ses étudiants et spécifiquement dans l’encadrement des projets de fin d’étude (licence, master, ingéniorat, magister ou doctorat).

— Lors de la réalisation de son projet de fin d’étude (licence, master, ingéniorat, magister ou doctorat), l’étudiant algérien n’a pas beaucoup de choix. Il est, dans la majorité des cas, dans l’obligation de traiter un thème purement théorique ou numérique.

• Le nombre d’étudiants toujours en augmentation, un nombre d’enseignants encadreurs
• Des laboratoires avec des équipements didactiques non entretenus et surutilisés.
• Pas de renouvellement du matériel
• La non-implication de l’industrie Ces derniers s’adressent peu ou pas du tout à l’université pour la résolution des problèmes réels.
• Le coût d’un projet de fin d’étude (PFE) avec un thème pratique est Un cas typique est le département d’électronique (Blida I). Les composants électroniques sont trop coûteux et difficilement accessibles.
• L’étudiant algérien préfère « réaliser » un projet de fin d’étude (PFE) avec simulation que pratique quand cela est Le temps imparti (3 mois pour une licence et un master) par l’administration ne leur suffit pas, très souvent.
• Trop de simulation fait que l’étudiant manque et perd de la visibilité du phénomène physique qui reste l’objectif principal de son projet de fin d’étude. Les projets pratiques sans simulation sont très dévalorisés par nos collègues (les membres de jury) lors des
• L’étudiant est plutôt rassuré par un projet avec simulation que Cela lui évite des mauvaises surprises le jour de la soutenance (un montage qui ne fonctionne plus, un circuit qui éclate…). Dans certains domaines, la simulation reste le seul outil d’apprentissage, tels :
• l’optoélectronique ;
• l’aérodynamique.

Peu de sujet pratiques sont disponibles. Pour évaluer le taux de PFE usant de la simulation, une étude statistique est réalisée pour différents départements de la faculté de technologie de l’université Blida I et qui sont :

• département d’électronique ;
• département d’aéronautique ;
• département de génie mécanique ;
• département de génie civil ;
• département de génie des procédés.

Tableau 1 : Estimation de l’utilisation de la simulation dans les PFE dans les départements de la faculté de technologie

Département	PFE à thème expérimental	PFE à simulation
Aéronautique	3 %	97 %
Électronique	12 %	88 %
Génie civil	10 %	90 %
Génie mécanique	10 %	90 %
Génie des procédés	65 %	35 %

On constate quantitativement l’usage de la simulation dans les PFE au niveau des différents départements de la faculté de technologie.

Effets et conséquences de l’usage de la simulation

En tant que formateurs en technologie, nous pouvons affirmer que l’usage de la simulation dans l’apprentissage de la technologie a différents aspects. Cette utilisation massive et à la limite excessive peut être à double tranchant – aussi bien positive que négative – pour l’apprenant. Diverses conséquences découlent de l’utilisation de la simulation systématique dans les sujets de PFE.

La compétence et le savoir acquis par l’étudiant usant de la pratique sont plus complets que ceux acquis par la simulation.

L’étudiant algérien en technologie (toutes spécialités compris) est devenu un expert en programmation et en numérique. Il excelle dans le domaine de la simulation mais est très peu armé dans le domaine réel et pratique.

Le seul souci de l’apprenant en phase finale de formation est que son programme de simulation « fonctionne » et « converge » vers « une solution » quelle qu’elle soit. Quelle que soit « la solution » obtenue, pour l’étudiant, sa simulation est une réussite. À la fin de sa similitude, l’étudiant est déconnecté des phénomènes physiques réels étudiés.

Les étudiants usant de la simulation ont d’énormes difficultés à valoriser, expliquer leurs résultats et à les transformer en données physiques réelles.

Conclusion

Les TIC et la simulation restent une solution pour les universités africaines, sans ou avec peu de moyens didactiques, mais restentune solution à double tranchant. Leurs utilisations doiventêtre accompagnées par des formations pédagogiques adéquates aux nouvelles techniques pour les formateurs ainsi que d’autres changements reflétant la réalité de chaque pays africain. L’adaptation aux nouvelles techniques d’apprentissage (TIC et simulations) n’est plus une option ou un choix mais une nécessité pour l’Afrique. Nous devons nous aligner aux normes d’enseignement universelles actuelles.

Chaque pays africain, avec ses spécificités, aura à trouver les changements à introduire dans son système éducatif et universitaire s’adaptant au mieux à ses réalités.

Pour le cas de l’Algérie, il serait intéressant de :

— revoir les programmes de formation officiels et introduire la simulation dans les cours prodigués aux apprenants mais dès la première année de formation et non pas en spécialité et en fin de formation (le cas actuel) ;

• essayer de faire évoluer, changer les mentalités de nos formateurs et les accorder avec les TIC et les simulations ;
• réactualiser la formation des formateurs aux TIC etaux nouvelles

Des mises à jour cycliques et à long terme sont impératives ;

• inculquer des méthodologies d’apprentissage pour la valorisation, la présentation et l’application des résultats numériquement

Il reste à conclure par dire que l’étudiant algérien en technologie est un adepte des TIC et de la simulation. Cet engouement et cette énergie positive doivent être canalisés et utilisés afin de devenir une valeur ajoutée dans l’apprentissage de la technologie.

On notera un encouragement de la part des équipes pédagogiques pour la réalisation des sujets de projet de fin d’étude utilisant simultanément la pratique et la simulation.