Univers virtuel 3D

De Centre de Formation Continue - Universite de Rouen

Définition de "l'Apprentissage en Monde Virtuel"

Un monde virtuel est un monde créé en 3D permettant de représenter et se représenter dans un lieu "réel" ou imaginaire. Cette technologie a pour objectif d'amener du sens aux situations à l'aide d'avatars, d'objets, d'attitudes corporelles, de déplacements, de gestes ......


L'apprentissage dans un monde virtuel a pour objectif de créer des compétences, d'acquérir des connaissances tout en étant dans un monde qui reproduit des situations en s'appuyant sur le concept des "trois I" :

  • Immersion
  • Interaction
  • Imagination


On dénombre quatre types de pédagogies et d'apprentissages différents utilisant les mondes virtuels :

  1. Formation en ligne : reproduction du lieu de formation.
  2. Co-construction des savoirs : lieu d'échange pour construire des concepts (exemple : projet d'architecture).
  3. Instrument de simulation : simulation de situation réelle.
  4. Immersion dans un élément de savoir : comme par exemple, le fonctionnement d'une machine.


Pédagogies utilisant les Mondes Virtuels

Formation en ligne dans un monde virtuel : Reproduction du lieu de formation

Définition

La formation en ligne dans un monde virtuel présente un lieu immersif de reproduction du lieu de formation. Le monde virtuel permet de gérer les contacts humains dans un groupe d’apprenants en créant un espace commun avec la représentation des personnes (avatars) et en les faisant travailler de manière synchrone même si ces personnes sont géographiquement très éloignées. Les interactions entre les participants et avec leur tuteur sont renforcées avec un sentiment d’appartenance à la formation et de partage du même lieu.

Exemples

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Classe virtuelle avec SecondLife (https://blogs.secondlife.com). Lancé en 2003 SecondLife a passionné un grand public sur des applications dans les mondes virtuels mais passé la curiosité des premières minutes il n'y a pas eu beaucoup d'utilisateurs réguliers. Actuellement Linden Labs prépare une nouvelle version pour 2016.

Newnet3d.jpg

Classe virtuelle 3D « sans téléchargement » (www.newnet3d.com) permet d'accueillir et d'accompagner en temps réel les étudiants sur internet, d'interagir, de communiquer avec des contenus multimédia tels que des vidéos, des présentations interactives. On a la possibilité d'enregistrer les échanges ce qui donne une bonne traçabilité du déroulement des cours.

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Cours de droit virtuel à la Faculté de Droit virtuelle, Université Jean Moulin Lyon 3. C'est un lieu de formation immersif qui intègre du texte sur le tableau, la présence des animateurs et des étudiants, l'interaction entre les personnes avec des indications écrites, le son de voix de la personne qui parle.

Les Apports aux niveaux social, pédagogique, géographique et économique

  • Au niveau social l’apprenant a un grand avantage de ne pas se sentir seul face au tuteur. Pour les cours en ligne on doit souvent assumer seul l’apprentissage. La collaboration entre les participants à une formation amène la motivation pour s’immerger dans les connaissances à acquérir. Le partage pendant les cours virtuels et une certaine compétition entre les équipes formées dans la classe peuvent créer une émulation constructive.
  • La facilité d’accès à la formation quel que soit l’endroit où on se trouve grâce à une simple connexion internet est un avantage géographique, économique et écologique car les personnes ne se déplacent pas pour suivre les cours.

Les Limites

A la complexité technologique de l’environnement virtuel s’ajoute la charge cognitive d’apprentissage à diriger son avatar, à se repérer dans son environnement 3D, à communiquer avec ses pairs et son tuteur, à activer ses gestes, à gérer sa garde-robe… Il ne faut pas négliger non plus les dérives que peuvent amener un lieu de rencontre et travailler avec une charte éthique. La scénarisation reste centrale, pour être dynamique un cours doit être participatif avec le ton de la voix dynamique et motivant.


Co-construction des savoirs : lieu d'échange pour construire des concepts

Définition

Le monde virtuel est LE lieu de création. L'utilisation du monde virtuel est vue comme le lieu de construction de concepts et de rencontre d'écoles dans un lieu immersif. La co-construction des savoirs concerne les relations entre enseignants et apprenants, entre les apprenants eux-mêmes.

Exemples

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Vidéo de Dentallife (Youtube)

Les apports aux niveaux social, pédagogique, géographique et économique

  • Au niveau social : découvrir de nouvelles cultures, collaborer à un niveau profond d'expertise en immersion dans un monde virtuel, travailler ensemble quel que soit son âge, créer une désinhibition des plus timides -grâce à leur avatar-, ils osent ainsi parler et s'exprimer.
  • Au niveau pédagogique : privilégier le conflit socio-cognitif (l'échange est fait quelle que soit la culture ou la façon de penser), ouvrir la construction des apprentissages à une plus large échelle, favoriser une approche constructiviste (les apprenants créent, inventent un monde virtuel en fonction de l'existant mais aussi en fonction des savoirs, savoir-faire et savoir-être inhérents à chacun).
  • Au niveau géographique : aucune importance quant aux lieux, horaires etc...les apprenants travaillent ensemble, de chaque côté de la planète, à l'élaboration d'un monde virtuel. Ils peuvent travailler sur des idées, des concepts existants, ou sur des constructions ajustées communes.
  • Au niveau économique : on peut imaginer cela pour la collaboration avec ses clients, avec une équipe sur un projet à l'échelle mondiale.

Les Limites

L'exemple de "Kansas to Cairo" (projet de partage entre une université américaine d'architecture et une université égyptienne) montre un démarrage avec un peu de fainéantise de la part des participants pour s'immerger. Mais, très vite, un partage d'idées, d'informations, d'anecdotes se met en place. Autre gros bémol : le coût du développement.


Immersion dans un élément de savoir

Définition

les acteurs sont plongés dans une représentation du savoir sur laquelle il leur est possible d’interagir : image interactive. " L'image calculée et interactive est un champ de découverte qu'aucun autre moyen de communication ne peut égaler. Celui qui nierait l'intérêt de cet outil devrait tout autant refuser à l'astronome l'usage de ses yeux pour contempler les cieux. " Ainsi, dans le domaine scientifique, l'image de synthèse joue, en quelque sorte, un rôle "d'accélérateur de connaissances". Jean François Colona, dans son livre intitulé Expériences virtuelles et virtualités expérimentales.

Exemples

  • Médical : immersion dans des organes : ex cœur possibilité d’augmenter la fréquence cardiaque, animation du courant électrique.

Virtual-heart-1.jpgVirtual-heart-2.jpg Un coeur virtuel pour votre Ipad.

  • scientifique : la simulation de tremblements de terre, la simulation des climats il y a 30 millions d'années et l'influence de mers disparues, l'origine des moussons, la simulation des effets de réchauffement de la planète, Les champs magnétiques, une cellule, un génome, la voie lactée.
  • Culturel : visite de musées, visite de la cathédrale de strasbourg , château de versailles…….

Les apports aux niveaux social, pédagogique, géographique et économique

  • Pédagogique : Visualisation de l'infiniment petit comme l'infiniment grand.

Cette visualisation est capitale, et pas seulement pour expliquer. Les applications sont infinies. Les images de synthèse, en permettant de visualiser, ouvrent de nouveaux champs de simulation. Ensuite, l'image est un outil de découverte. Elle permet de visualiser le concret comme l'abstrait (un champ magnétique par exemple) et fait surgir des formes imprécises qui, bien que "présentes" dans une équation, ne pouvaient être appréhendées.

  • Géographique : L'image libère des contraintes du temps et de l'espace.
  • Economique : observer les mêmes "phénomènes" nécessiterait des moyens très importants (déplacement humain et matériel).


Instrument de simulation : simulation de situation réelle

Définition

  • Le monde virtuel est paramétré pour que les acteurs simulent des situations du réel. Un travail sur situation simulée offre du réalisme et un aspect pratique pour acquérir des compétences (mise en œuvre d’une pratique gestuelle à des situations variées dans un environnement réaliste). Il permet aux apprenants d’analyser leur gestion de la situation, de corriger leurs erreurs, de gagner en confiance en soi, de s’entrainer et de partager avec les autres leur expérience.
  • Le monde virtuel peut également de recréer des situations exceptionnelles pour mettre des gens face à des situations qu'ils rencontreront rarement" Laurent Gout (2011). Il peut permettre d'anticiper des situations atypiques sans conséquences effectives, permettre d'analyser des situations extra - ordinaires par un procédé de répétition et d'analyse par retour en arrière.

Exemples

SimulateurVol.jpg

FlightGear est un simulateur de vol sous licence libre qui peut représenter le relief de toute la planète, la majorité des aéroports du monde, de très nombreux modèles d'avions et beaucoup de ressources.

CMPMU+Brules+.png

Formation médicale en univers virtuel :Le Collège Midi-Pyrénées de Médecine d'Urgence organisait le 7 Déc 2010 une soirée de formation médicale sur les grands brûlés. http://urgentic.blogspot.fr/

Les apports aux niveaux social, pédagogique, géographique et économique

  • Pédagogique : par exemple "simulation en santé" correspond à l'utilisation d'un matériel (mannequin ou simulateur procédural) en vue de répéter plusieurs fois le même geste sans impact sur l'environnement réel, de transmettre des concepts médicaux ou de savoir prendre des décisions dans des situations extrêmes peu probables. De plus, les mondes virtuels permettent aux enseignants (tuteurs) de s'immerger dans la formation avec leurs étudiants.
  • Au niveau social : apporte beaucoup de sécurité. Il répond à un objectif éthique (santé) : "jamais la première fois sur le patient".
  • Au niveau géographique : de nombreux étudiants peuvent utiliser ces mondes virtuels.
  • Au niveau économique : une fois l'investissement réalisé, il peut être maintes fois rentabilisé.

Les Limites

Investissement lourd car ne peut être produit que par des professionnels. Ces simulations peuvent donc correspondre à de larges diffusions ou à des formations très spécifiques en vue de réduire les coûts de formations en présentiel. Dans l'immédiat, utilisation de simulateurs de pilotage ou de conduite dans des lieux dédiés (ceci permet un meilleur suivi et un contrôle).


Conclusion

Sans aucun doute les mondes virtuels apportent du renouveau dans la pédagogie :

  • Permettent à tous les étudiants, quel que soit leur lieu d'habitation, de se connecter, de participer grâce à leur avatar,
  • Encouragent chacun à co-construire son savoir avec ses pairs,
  • Donnent accès à des connaissances concernant les processus réels,
  • Enfin permettent d'apprendre sans aucun impact sur la réalité des gestes, des procédures, des réflexes.

Ceci ne peut se faire néanmoins sans le suivi des enseignants (tuteurs) qui, peuvent ou non suivant le scénario pédagogique choisi, participer ou non à la co-construction du savoir grâce à leur avatuteur. On peut voir que le scénario pédagogique prime afin de définir le champ d'intervention de chaque acteur. Ce n'est que le début d'apports technologiques rendant possible la perception du monde environnant en 3D (réalité virtuelle) dans lequel nous nous trouvons entièrement immergés. N'oublions de noes po{e2 de vraies questions quant aux conséquences de cette appréhension du monde réel... mais virtuel et éthique!


Bibliographie

  • Jean-Paul Moiraud - 2013 "Pourquoi enseigner et apprendre dans les mondes virtuels ?"
  • Moiraud J.P.(2009) Apprendre et enseigner dans les mondes virtuels. ActualiTice
  • Kansas to Cairo http://archvirtual.com/2010/03/14/barack-obamas-kansas-to-cairo-vision-being-realized-in-second-life/#.VYLjUfmvGUk
  • Dental Life, www.dentallife.fr
  • The use of 3D virtual learning environments in the learning process. N. Konstantinou, I. Varlamis, A.P. Giannakoulopoulos
  • A new virtual reality environment used for e-learning. Zhenbo Li, Jun Yue, David A. Gomez Jauregui.
  • Virtual Reality for Collaboration and E-learning Planet MID in Second Life, Cas Study/Prototype, European Collaborative Innovation Centres for Broadband Media Services, Fachhochschule Hannover University of Applied Sciences and Arts, The Interreg IVB North Sea Region Programme.
  • What are the learning affordances of 3-D virtual environments? Barney Dalgarno, Mark J.W. Lee, British Journal of Educational Technology, Vol.41 No.1 2010, 10-32.
  • La réalité virtuelle pour l'enseignement des savoirs abstraits ou nécessitant la pratique du terrain, Julie Giraudon, Agence des usages Tice, 8 avril 2015.