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« Do-It-Yourself » : Objets 3D pour l’enseignement spécialisé

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Cette contribution porte sur le « Do-It-Yourself », une nouvelle façon de répondre à des besoins spécifiques comme les besoins éducatifs pour les enfants handicapés. En effet, les enseignants spécialisés rencontrent de nombreuses difficultés pour adapter le matériel pédagogique. Les outils de création sont coûteux, inexistants, ou encore spécifiques à un seul besoin. Le « Do-It-Yourself » peut alors constituer une solution pour ces enseignants, leur permettant de créer du matériel pédagogique à bas coût et qui répond pleinement et adéquatement aux besoins des élèves.

Pour répondre à leurs besoins, les enseignants spécialisés n’ont pas accès à tous les outils existants du fait que ces derniers sont peu nombreux, coûteux et parfois trop spécifiques. En effet, les élèves doivent apprendre différentes notions et différents concepts (mathématiques, historiques, géographiques, etc.) du primaire au secondaire. S’ajoutant aux missions de base que doit assurer l’enseignant telles qu’assigner aux élèves des tâches faisables, perçues comme utiles, et faire en sorte que les connaissances soient acquises, l’adaptation du matériel pédagogique est nécessaire et dépend du type de leçon, du niveau de connaissances, mais également des capacités sensorielles et cognitives des élèves qui peuvent être variées. Par exemple, les enseignants d’histoire et géographie sont amenés à transformer des cartes visuelles en cartes tactiles (Giraud & Jouffrais, 2016, Institut de recherche en informatique de Toulouse). Pour cela, ils utilisent des fours qui permettent de faire gonfler l’encre noire d’une carte et donner du relief au dessin de la carte. Ceci dit, il s’agit d’un processus long et coûteux pour les enseignants, et encombrant pour les élèves lorsqu’ils doivent explorer des grandes cartes. Les instructeurs en locomotion doivent également fournir aux élèves un modèle physique d’une zone géographique. Pour cela, ils s’aident de divers objets tels que des aimants ou des briques de construction. En somme, les enseignants tentent au quotidien d’affronter le défi de l’adaptation par une sorte de bricolage artisanal qui reste malgré tout une solution incomplète et insatisfaisante. Le « Do-It-Yourself » ou « Fais-le toi-même » en français permettrait alors de répondre adéquatement, non seulement aux besoins des élèves à besoins spécifiques, mais également à ceux des enseignants en leur permettant de créer sur mesure de manière rapide et efficace du matériel pédagogique adapté pour chacune des leçons étudiées. Ainsi, ce procédé pourrait constituer une solution judicieuse « bon marché » pour répondre aux besoins des enseignants pour chaque contexte, chaque activité et chaque élève.

Qu’est-ce que le « Do-It-Yourself » ?

Cette expression désigne un ensemble de techniques et d’outils permettant à tout un chacun de concevoir ses propres objets. Bien que le « Do-It-Yourself » existe depuis toujours, il a été réactualisé avec l’apparition de technologies telles que l’impression 3D ou la découpeuse laser, aujourd’hui en partie démocratisées. Il est désormais relativement facile d’accéder à ces technologies dans les Fablabs répartis sur le territoire. Souvent gérés par des associations de type loi 1901, les Fablabs sont des lieux de partage de connaissances et de compétences sur ces technologies, formant un réseau mondial initié dans les années 1990 par Neil Gershenfeld, professeur au Massachusetts Institute of Technology. Ces technologies permettent de concevoir simplement et rapidement des objets répondant à un besoin spécifique de l’utilisateur (Hurst & Tobias, 2011, Université de Maryland et Colorado). Malgré le fait que certains logiciels de modélisation 3D peuvent être compliqués à utiliser, des modèles déjà réalisés (qui peuvent être modifiés en fonction du besoin) sont disponibles sur internet (cf. la base www.thingiverse.com/). A partir d’une enquête sur 273 utilisateurs de cette base de modèles, Buehler, Branham, Ali, Chang, Hofmann, Hurst et Kane (Université de Maryland et Colorado) ont montré en 2015 qu’un grand nombre de modèles pouvaient servir de technologies d’assistance pour les personnes en situation de handicap. Plusieurs modèles ont en outre été créés par les utilisateurs finaux eux-mêmes, ou par leurs amis, n’ayant souvent aucune formation ou expertise dans la création de technologies d’assistance. Ainsi, le « Do-It-Yourself » semble également judicieux pour créer du matériel pédagogique sur mesure et à bas coût pour animer les cours et activités des enseignants spécialisés.

L’impression 3D et la découpe laser pour créer du matériel pédagogique

Ces technologies commencent aujourd’hui à être utilisées dans le milieu éducatif, dans les établissements scolaires de l’Education nationale ou dans les instituts spécialisés. En 2016, lors de sessions de conception participative incluant les professionnels de la déficience visuelle et des élèves déficients visuels et cognitifs, Giraud et Jouffrais (Institut de recherche en informatique de Toulouse) ont montré à partir d’observations et d’entretiens semi-directifs que ces technologies permettaient aux enseignants spécialisés de concevoir des représentations et objets physiques (cartes 3D, plans, etc.) qui correspondent parfaitement aux besoins pédagogiques spécifiques. Par exemple, la carte de Paris représentée en 3D avec ses différentes fortifications selon l’époque concernée permettait aux professeurs d’histoire-géographie d’enseigner à des élèves déficients visuels l’histoire de Paris à travers les âges.

D’autres auteurs ont également mis en évidence l’utilité de l’impression 3D pour créer du matériel pédagogique tel que des images tactiles formant un livre tactile pour les enfants déficients visuels (Kim & Yeh, 2015, Université du Colorado), ou encore des aides tactiles pour le traitement de texte informatique pour les élèves déficients visuels (MacDonald et al., 2014, Université de Maryland et Colorado). Suite à une démarche de conception participative et à des appréciations données par un élève déficient visuel, ces derniers auteurs ont observé que ces aides améliorent la compréhension ainsi que la satisfaction des élèves. En effet, ils peuvent suivre le cours avec le reste de la classe sans se sentir perdus grâce à ces aides tactiles. En 2014, Buehler, Kane et Hurst (Université de Maryland et Colorado) ont également mené des entretiens auprès des professionnels et des observations en classe dans des instituts spécialisés pour des élèves déficients visuels, moteurs et cognitifs, suite à l’utilisation de l’impression 3D pour créer du matériel pédagogique. Cette étude a ainsi décrit la création par impression 3D de matériel pédagogique par les enseignants eux-mêmes et démontré que les outils ainsi adaptés permettaient d’améliorer l’engagement dans les domaines scientifiques (mathématiques, ingénierie, technologie) ainsi que la satisfaction des élèves.

Conclusion

Le « Do-It-Yourself » permet de répondre à des besoins spécifiques qui trouvent rarement satisfaction avec les outils qu’offre le commerce. Cela peut être une solution pour les enseignants spécialisés d’accéder à des moyens simples, rapides et bon marché pour créer du matériel pédagogique adapté aux besoins des élèves en situation de handicap et à la discipline enseignée. En effet, l’appropriation par ces enseignants eux-mêmes de technologies de création permet un haut niveau de personnalisation du matériel pédagogique. En outre, cela peut permettre d’améliorer les processus d’adaptation du matériel pédagogique en termes de coût temporel et financier. C’est pourquoi cette dynamique suscite aujourd’hui un grand intérêt dans les instituts éducatifs pour les personnes handicapées. Par exemple, l’Institut national des jeunes aveugles de Paris et l’Institut des jeunes aveugles de Toulouse se sont déjà procurés ces technologies pour créer leur matériel pédagogique ou permettre à leurs professionnels de créer leur matériel pédagogique dans des Fablabs externes. Ces technologies semblent donc aujourd’hui constituer un atout considérable pour les enseignants spécialisés de l’Education nationale et des centres spécialisés pour les enfants en situation de handicap.

Stéphanie Giraud, Docteure en Psychologie et Ergonomie Cognitives de l'Université Côte d'Azur

date de publication : 15/02/2017

Recommandations

  • Favoriser la création de matériel pédagogique avec des objets 3D pour améliorer l’engagement et la satisfaction des élèves en situation de handicap.
  • Favoriser la création de matériel pédagogique avec des objets 3D pour les besoins spécifiques des élèves et pour les besoins de leçons spécifiques (manipulation d’objets 3D pour la résolution d’un problème mathématique, par exemple).
  • Inclure les élèves dans le processus de création du matériel pédagogique.
  • Développer des pôles de création 3D dans les services de transcription des instituts spécialisés.
  • Offrir des formations aux professionnels de la déficience visuelle dans les centres Fablabs par exemple.

Références bibliographiques

  • Buehler E., Kane S. K. & Hurst A. (2014), “ABC and 3D: Opportunities and Obstacles to 3D Printing in Special Education Environments”, Proceedings of the 16th international ACM SIGACCESS conference on Computers & accessibility - ASSETS ‘14, p. 107-114, New York, USA: ACM Press. http://doi.org/10.1145/2661334.2661365 
  • Buehler E., Branham S., Ali A., Chang J. J., Hofmann M. K., Hurst A. and Kane S. K. (2015), “Sharing is Caring: Assistive Technology Designs on Thingiverse”, Proceedings of the 33rd Annual ACM Conference on Human Factors in Computing Systems - CHI ‘15, p. 525-534.
  • Giraud S. & Jouffrais C. (2016), “Empowering Low-Vision Rehabilitation Professionals with ‘Do-It-Yourself’ Methods”, Computers Helping People with Special Needs, LNCS 9759 (p. 61-68), Springer International Publishing. http://doi.org/10.1007/978-3-319-41267-2_9
  • Hurst A. and Tobias J. (2011), “Empowering individuals with do-it-yourself assistive technology”, In Proceedings of the 13th international ACM SIGACCESS conference on Computers and accessibility - ASSETS ‘11, p. 11.
  • Kim J. & Yeh T. (2015), “Toward 3D-Printed Movable Tactile Pictures for Children with Visual Impairments”, Proceedings of the 33rd Annual ACM Conference on Human Factors in Computing Systems - CHI ‘15, p. 2815-2824, New York, USA: ACM Press. http://doi.org/10.1145/2702123.2702144
  • McDonald S., Dutterer J., Abdolrahmani A., Kane S. K. & Hurst A. (2014), “Tactile Aids for Visually Impaired Graphical Design Education”, Proceedings of the 16th international ACM SIGACCESS conference on Computers & accessibility - ASSETS ‘14, p. 275-276. http://doi.org/10.1145/2661334.2661392

Voir aussi