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LIVRE BLANC N°04 Éducation et numérique Défis et enjeux Éducation et numérique

LIVRE BLANC N°04 Éducation et numérique Défis et enjeux Éducation et numérique Défis et enjeux Les livres blancs d’Inria examinent les grands défis actuels posés par le numérique et présentent les actions menées par nos équipes-projets pour les résoudre. Ils ont pour objectif de faire le point sur une problématique en précisant ses complexités, en détaillant les voies de recherches existantes ou en émergence et en décrivant les impacts sociétaux attendus et à prévoir. Éditeurs Gérard Giraudon (Inria) – Pascal Guitton (Inria & Université de Bordeaux) Margarida Romero (Université Côte d’Azur) – Didier Roy (Inria & Learn EPFL) Thierry Viéville (Inria). Corédacteurs Gilles Dowek (Inria & ENS Paris-Saclay) - Fabien Gandon (Inria) - Marc Schoenauer (Inria) Relecteurs et contributeurs Frédéric Alexandre (Inria) - Francis Bach (Inria) - Anne Boyer (Université de Lorraine) Bertrand Braunschweig (Inria) - Marie-Claire Forgue (Ercim/W3C) - Martin Hachet (Inria) - Jean-Marc Hasenfratz (Inria) - Fabien Lotte (Inria) - Florent Masseglia (Inria) Pierre-Yves Oudeyer (Inria) - Jean-Baptiste Piacentino (Edtech One) - Sophie Raisin (Université Côte d’Azur) - Jill-Jênn Vie (Inria). Maquette : Françoise Perret Direction artistique : Sophie Barbier Publication décembre 2020 3 do Sommaire Préface 05 Résumé 10 1. Introduction 14 1.1 Un sujet critique qui invite à l’esprit critique 17 1.2 Le numérique comme vecteur de transformation éducative 18 1.3 Un sujet qui implique la recherche scientifique 19 1.4 Un écosystème EdTech innovant 22 2. De quoi parle-t-on ? 24 2.1 Une mutation technologique et sociétale 25 2.2 Une mutation qui impacte l’éducation 26 2.3 (Neuro)Sciences cognitives et éducation 29 2.4 Qu’est-ce que l’intelligence artificielle ? 31 2.5 Pourquoi une formation à la pensée informatique ? 33 2.6 De l’apprentissage de l’informatique à celui de la pensée critique 35 2.7 Qu’est-ce que la formation aux fondements et usages du numérique ? 37 2.8 Qu’est-ce que la formation avec les méthodes et outils du numérique ? 40 3. Quels défis ? 44 3.1 La formation des enseignants 45 3.2 La réussite pour tous 48 La réalité française 51 La place du numérique dans la recherche de solutions 53 4. Quels sont les sujets de recherche ? 56 4.1 Une recherche pluridisciplinaire avec des communautés bien établies 57 4.2 Quelques thématiques de recherche 58 4.3 Recherche en neurosciences en lien avec l’éducation 61 4.4 Modélisation de l’apprenant 67 4.5 L’évaluation de l’impact du numérique 70 4 5. Quels enjeux ? 78 5.1 Enjeux de souveraineté numérique et de la maîtrise des données d’apprentissage 79 5.2 Enjeux économiques 83 5.3 Enjeux de la formation au numérique tout au long de la vie 87 6. Quelques recommandations 92 6.1 Actions de recherche 93 Recommandation n° 1 : Développer des projets de recherche des sciences du numérique au service de la réussite scolaire 93 Recommandation n° 2 : Développer des méthodologies rigoureuses pour l’évaluation du numérique éducatif 95 6.2 Formation au numérique 96 Recommandation n° 3 : Passer à l’échelle dans la formation des enseignants 96 Recommandation n° 4 : Vers une « université citoyenne et populaire du numérique » apte à assurer la formation pour tous et pour toutes au numérique 97 6.3 Action publique 99 Recommandation n° 5 : Créer les conditions du développement et de la mise à jour de ressources éducatives numériques comme des biens communs 99 Recommandation n° 6 : Garantir la portabilité des données personnelles éducatives et développer l’interopérabilité des solutions logicielles 100 Recommandation n° 7 : Créer un observatoire des EdTechs 101 7. Annexes 103 Annexe 1 : Compléments sur l’intelligence artificielle 104 Annexe 2 : Quelques exemples de travaux de recherche des équipes-projets Inria 110 Annexe 3 : Exemples d’initiatives pour la formation au numérique 119 Bibliographie 127 5 Préface 6 © Inria / Illustration Clod. Ce document est le fruit d’un travail collectif démarré au cours de l’année 2019. Il avait pour ambition d’analyser l’impact du numérique comme vecteur de transformation éducative, d’une part par la nécessité de la formation à la pensée computationnelle dans un monde devenu numérique et d’autre part par l’usage croissant des outils numériques. L’objectif était de présenter les défis et les enjeux notamment de souveraineté numérique et de respect de la vie privée, d’identifier des questions de recherche pour les sciences du numérique et de faire quelques recommandations. La crise liée à la pandémie de Covid-19 est survenue au moment de la finalisation de sa rédaction et bien entendu, nous nous sommes interrogés sur notre projet. Était-il toujours d’actualité ? Le contenu était-il toujours pertinent ? Quels ont été les usages et les limites du numérique pour soutenir la continuité pédagogique pendant la crise ? De nouvelles questions de recherche sont-elles posées ? Autant d’interrogations qui nous ont conduits à un travail supplémentaire de réflexion. Cette réflexion a tout d’abord débouché sur la mise en lumière, encore plus criante, des inégalités que nous avions placées au cœur de notre document posant de façon encore plus explicite la question de l’inclusion numérique. En effet, que ce soit pour l’Éducation nationale, l’Enseignement supérieur et plus généralement pour toutes les formations, dans cette période de crise, la continuité pédagogique les a encore accrues pour des raisons diverses et souvent cumulatives : • • conditions matérielles : la mise en place de cours en ligne a davantage souligné les effets réels de la fracture numérique avec la présence d’un seul ordinateur (voire 7 pas du tout) pour une famille entière et/ou une connexion internet défaillante (voire absente) ; • • perte de soutien : naturellement les élèves1 en situation d’échec scolaire, d’isolement social et/ou de handicap ont été les plus touchés car le confinement les a empêchés de bénéficier des soutiens humains qui leur permettaient de compenser – au moins partiellement – leurs difficultés ; • • contexte social : la présence et l’engagement inégal de parents pouvant aider à organiser le travail, à expliquer les consignes et à soutenir les enseignements complexes ont été encore plus déterminants qu’à l’habitude. Plus largement, le déploiement d’outils pour assurer la continuité pédagogique n’est qu’un prérequis mais il a parfois été considéré comme suffisant pour le retour à un niveau d’enseignement opérationnel, alors que certains élèves (et en particulier des étudiants) se retrouvaient plongés dans un état d’isolement ou de précarité qui leur interdisait de penser à leurs études. Mentionnons également que certains enseignants, s’ils pouvaient envoyer du matériel pédagogique, n’arrivaient pas à retrouver le niveau de contact leur permettant d’identifier des problèmes ; autrement dit, ces outils, souvent conçus comme un accompagnement au présentiel et non pour un enseignement à distance, n’avaient peut-être pas été suffisamment pensés pour procurer des retours, y compris émotionnels voire existentiels, des apprenants. Le deuxième axe de notre réflexion a été l’analyse (partielle et sûrement imparfaite à cause du recul trop court) du comportement des systèmes numériques liés à l’éducation offerts aux élèves et au monde enseignant. Commençons par les outils et les plates-formes : il nous semble que ce bilan est mitigé. D’une part, des outils préconisés par les structures de formation qui, malgré la très forte implication d’individus tentant de les maintenir à flot, ont connu beaucoup de difficultés et se sont révélés inadaptés dans de nombreuses situations. D’autre part, afin d’assurer une présence pédagogique, beaucoup d’enseignants et d’enseignantes, parfois conseillés par leurs élèves et/ou leurs enfants2, ont plébiscité des plates-formes permettant de mettre à disposition des contenus, d’entretenir des échanges, voire de dispenser quelques cours. Enfin, il faut absolument mettre en exergue de très belles initiatives animées par des enseignants et enseignantes afin de pallier les difficultés d’outils ou de contenus peu adaptés aux besoins immédiats. Il est impossible de tous les citer mais mentionnons Maths et Tiques à titre d’illustration. 1. Nous utilisons le terme élève pour alléger le texte mais il désigne de façon générique tous les types d’apprenants de l’école à l’université. 2. Ce phénomène n’est absolument pas cantonné au domaine de l’éducation mais a été observé dans tous les secteurs d’activité. Il est assez amusant de constater qu’en une semaine, un outil comme Discord qui devait irriter au plus haut point certains parents d’ados “accro” est devenu populaire dans la vie professionnelle et entraîne les mêmes adultes – tout penauds – à solliciter leurs enfants pour qu’ils les aident à l’utiliser. Préface 8 À partir de cette analyse, le troisième axe de notre réflexion nous a conduits à lister les forces et les faiblesses des usages associés à cet environnement numérique dédié à l’éducation. • • En tout premier lieu, rappelons que la relation forte entre les enseignants et leurs élèves est absolument fondamentale et que les pratiques se bornant à consulter des plates-formes délivrant de façon dépersonnalisée des contenus sont vouées à l’échec à moins que l’élève n’ait une motivation hors du commun. La situation actuelle souligne la nécessité de développer des nouvelles collaborations entre les enseignants, les élèves et les parents pour soutenir l’apprentissage des élèves et fait apparaître le défi de penser les modalités de la formation tant synchrone qu’asynchrone. Mais le fait de développer de nouvelles modalités scolaires en temps et en espace nécessitera une adaptation uploads/Science et Technologie/ livre-blanc-inria-education-et-numerique.pdf