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Objectifs pédagogiques dans l'enseignement de l'informatiqu

W., enseignant d'informatique, exprime sa frustration à ses collègues pendant la pause café : « je voulais montrer aujourd'hui à mes élèves le rôle des feuilles de style dans la séparation entre le contenu, la structure et la mise en page. Etant donné qu'ils veulent tous créer des pages Web, j'ai choisi comme exemple le XML et le CSS. La principale difficulté pendant les exercices émanait des sélecteurs et personne n'a finalement compris que les mêmes idées se retrouvent dans les feuilles de style de Word ! ». Sa collègue, H., ne comprend que trop bien ce problème : « j'ai moi aussi l'impression que les élèves se dispersent trop dans les détails pendant les travaux pratiques. Un peu le principe de l'arbre qui cache la forêt ! On voit le résultat lors des contrôles... »


Problème : l'enseignement de l'informatique communique la connaissance des concepts et des produits ainsi que les compétences. Cependant, les élèves et les étudiants ont souvent du mal à en extraire les points essentiels et courent le risque de se perdre dans les détails.

Un enseignement de qualité se caractérise par des objectifs clairs, et pas seulement en informatique. La formulation et la communication des objectifs pédagogiques a des effets positifs tant pour l'étudiant que pour l'enseignant. Ces objectifs contribuent, lors des examens, à ne contrôler que les sujets et les compétences traités pendant les cours. Ils montrent pourquoi un enseignant accorde de l'importance à tel ou tel contenu et constituent un moyen de communication avec les étudiants, les parents et les autres enseignants. L'effet positif de la formulation d\'objectifs pédagogiques explicites sur la formation des élèves est également très bien documenté de manière empirique. Les objectifs pédagogiques sont particulièrement importants dans l'enseignement de l'informatique. Les élèves étudient les concepts fondamentaux et les transpositions spécifiques au produit de ces concepts, et ils peuvent bien souvent aussi acquérir puis exercer des compétences dans la manipulation des outils informatiques concernés. Des objectifs pédagogiques clairement formulés contribuent à garder une bonne vue d'ensemble dans cet environnement complexe.

Benjamin Bloom distingue trois types d'objectifs pédagogiques : les objectifs affectifs, qui concernent le développement ou la modification des centres d'intérêt, des prédispositions, des valeurs et des aptitudes sociales ; les objectifs psychomoteurs qui se rapportent à l'acquisition et à l'utilisation d'aptitudes physiques, et les objectifs cognitifs qui concernent la pensée, la connaissance, la résolution des problèmes et l'expression des facultés intellectuelles. Nous allons ici nous limiter aux objectifs cognitifs en tenant compte de certains aspects des objectifs affectifs.

Le modèle des niveaux cibles offre un guide pratique pour la formulation des objectifs pédagogiques [ES71]. Il distingue trois niveaux d'objectifs pédagogiques : l'idée directrice, les objectifs de disposition et les objectifs pédagogiques opérationnels. À ce modèle, nous ajoutons un quatrième niveau pour l'enseignement de l'informatique : les idées fondamentales. Les quatre niveaux du modèle des niveaux cibles étendu sont résumés dans la Figure 10.1.

Idées fondamentales
le sujet à enseigner
Idées directrices
Pourquoi enseigner quoi ?
Idées fondamentales choisies
Objectifs de disposition
Objectifs pédagogiques opérationnels
Conditions générales
Temps, infrastructure,
connaissances préalables,
plans pédagogiques, etc.

Fig. 10.1. Les quatre niveaux des objectifs pédagogiques

Idée directrice
Les idées directrices représentent le cadre de référence. Elles donnent les raisons pour lesquelles un élément doit être appris et retiennent comme conséquence ce qui est à apprendre. Les idées directrices soulignent la pertinence d'un sujet et classifient ce dernier dans un contexte plus large.

Idées fondamentales
Chaque sujet possède ses idées fondamentales. L'idée directrice ainsi que les conditions générales et le public ciblé ou encore le temps disponible déterminent les idées fondamentales à choisir pour un enseignement spécifique.

Objectifs de disposition
Les objectifs de disposition englobent des aspects affectifs tels que les prédispositions, les motivations ou la volonté d'attitude. Les objectifs de disposition répondent à la question : que pourront en principe accomplir les étudiants après la formation et comment ce savoir-faire s'exprimera-t-il dans leur comportement ?

Objectifs pédagogiques opérationnels
Ils fixent les connaissances concrètes des étudiants après le cours et comment celles-ci pourront être vérifiées.

La formulation des objectifs pédagogiques en fonction des quatre niveaux justifie dans l'enseignement de l'informatique une séparation claire des contenus à long terme et à court terme (voir tableau ci-dessous) et contribue ainsi à une meilleure réutilisation des cours préparés.

Niveau Référence au produit
Idée directrice indépendante du produit
Idées fondamentales indépendantes du produit
Objectifs de disposition indépendants du produit
Objectifs pédagogiques opérationnels dépendants ou indépendants du produit

Solution : les objectifs pédagogiques justifient le choix de la substance traitée et communiquent aux étudiants les contenus essentiels et ce qu'ils doivent précisément apprendre. Les objectifs pédagogiques communiquent les prestations d'enseignement qui sont attendues par les étudiants au niveau conceptionnel et les compétences concrètes qu'ils doivent acquérir.

Il existe, en pédagogie générale, de nombreuses publications et recommandations relatives aux objectifs pédagogiques dans la didactique en général : un grand classique est Taxonomie des objectifs pédagogiques de Benjamin S. Bloom [Blo56]. Les articles de Karl Frey dans le manuel Curriculum [Fre75] sont également à recommander. Hilbert Meyer a publié un programme de formation relatif à l'analyse des objectifs pédagogiques [Mey84].

Exemple 1 : la fraude sur Internet

De nombreux internautes utilisent les services en ligne pour le commerce électronique, que ce soit pour faire des achats, pour mettre des objets aux enchères ou effectuer des transactions purement financières. De l'argent est ici en jeu, ce qui implique que les utilisateurs doivent posséder une compréhension de base des principales menaces et des mesures de sécurité. La fraude en est l'un des aspects, ce qui mène aux objectifs pédagogiques possibles d'un cours sur ce sujet.

Idée directrice
Comme partout dans la vie quotidienne et aussi dans l'utilisation de Internet, nous courons le risque de tomber sur des escrocs. Les utilisateurs d'Internet peuvent prendre des mesures concrètes pour diverses escroqueries, mais seule la sensibilisation est possible pour les autres.

Idées fondamentales
La motivation des escrocs sur Internet est la même que dans le monde réel : ils veulent votre argent et utilisent à cet effet des astuces appropriées. Les différences entre les techniques employées à ces fins profitent des propriétés particulières d'Internet, par exemple la possibilité d'automatisation et la facilité avec laquelle il est possible de communiquer avec un très grand nombre d'utilisateurs. Le résultat est que même les fraudes impliquant de petites sommes d'argent s'avèrent rentables si suffisamment de gens tombent dans le panneau.

Objectifs de disposition
Les étudiants ont une idée des principales escroqueries auxquelles ils peuvent être confrontés lors de l'utilisation d'Internet. Ils appliquent ces connaissances à leur propre comportement d'utilisateur et, le cas échéant, font preuve de la prudence nécessaire et mettent en œuvre les mesures de sécurité appropriées.

Objectifs pédagogiques opérationnels
Les étudiants peuvent citer de mémoire et expliquer dans leurs propres termes au moins quatre grands types de fraude. Exemple : numéroteur, systèmes boule de neige et autres formes de fraude par e-mail, fraude aux enchères, phishing. Pour chaque type de fraude, ils peuvent en outre nommer une règle de comportement qui les aidera à être attentifs à l'avenir.

Exemple 2 : adressage dans les protocoles de réseau

Les diplômés en technique des systèmes issus d'un établissement d'enseignement professionnel sont des gens qui seront chargés dans l'avenir, entre autres, de la création et de l'administration d'un réseau local ou encore de l'installation et de la maintenance d'un serveur Web. Pour ce faire, ils ont besoin d'une courte initiation au fonctionnement des différents protocoles de réseau, notamment la famille des protocoles TCP/IP.

Idée directrice
L'adressage est à la fois un aspect essentiel des protocoles réseau et une condition indispensable pour une communication opérationnelle. Les futurs techniciens système doivent maîtriser les principes théoriques de l'adressage avec les protocoles réseau et comprendre les relations aux différents niveaux (adresses MAC, adresses IP, ports TCP).

Idées fondamentales
La base de l'adressage dans les protocoles de réseau est l'encapsulation, c'est-à-dire la délégation de tâches à différentes couches et instances.

Objectifs de disposition
Les étudiants ont conscience des différentes couches de l'adressage dans le travail quotidien et peuvent ainsi efficacement limiter les erreurs.

Objectifs pédagogiques opérationnels
Les étudiants sont capables, sans aide, d'esquisser un schéma des différentes couches de protocole et d'indiquer quel adressage a lieu à quel niveau et aussi à quoi sert cet adressage dans chaque cas (par exemple les adresses MAC identifient les cartes réseau dans le réseau local, les adresses IP identifient les interfaces réseau sur une plus grande distance, les ports TCP identifient les applications). Ils sont en outre capables de retrouver par eux-mêmes l'adresse MAC ainsi que l'adresse IP sur un ordinateur Windows ou Linux et d'afficher la table de routage.

Exemple 3 : Principes fondamentaux des compilateurs

Les messages d'erreur du compilateur représentent l'un des premiers obstacles rencontrés en abordant la programmation. De nombreux débutants ressentent une certaine frustration à devoir corriger des erreurs telles que l'oubli d'une virgule dans le texte du programme avant de pouvoir finalement exécuter ce dernier. Les futurs programmeurs doivent donc bien comprendre le mode de fonctionnement d'un compilateur.

Idée directrice
Le chemin de la source au programme exécutable est central. Les programmeurs doivent connaître ce chemin et savoir quelles stations sont traversées par le texte source jusqu'à sa conversion en code machine, par exemple la phase d'analyse lexicale, syntaxique et sémantique.

Idées fondamentales
Par exemple, les stratégies d'analyse (top-down, bottom-up, etc.), la différence entre la syntaxe et la sémantique, d'autres aspects de la grammaire ou du découplage des différents composants d'un compilateur (analyseur, optimiseur, générateur de code) par le code intermédiaire.

Objectifs de disposition
Les programmeurs peuvent mieux classer les messages d'erreur du compilateur et y réagir de manière appropriée. Ils acceptent les messages d'erreur comme faisant normalement partie de leur travail et ne réagissent pas avec frustration.

Objectifs pédagogiques opérationnels
Les programmeurs peuvent décrire sans aide et dans leurs propres mots les phases traversées par un compilateur lors de la traduction du code source (balayage, analyse, génération du code, optimisation). Ils peuvent associer les messages d'erreur courants du compilateur Java (par exemple } missing ou method index0f in the type String not applicable for argument (int)) à ces phases et corriger l'erreur.