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L'émotion dans l'usage des technologies immersives

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Les technologies immersives constituent aujourd’hui une part importante de l’innovation dans plusieurs domaines, tels que le marketing, le divertissement et la santé. De plus en plus de recherches sont également effectuées sur l’utilisation de ces outils dans l’éducation, aussi bien auprès de groupes d’enfants que d’adolescents. Cet article ne recherche pas l’exhaustivité et se base uniquement sur trois études récentes (Pribeanu, Balog et Iordache, 2017 ; Huang, Chen et Chou, 2016 ; R. M. Yilmaz, 2015) sélectionnées à partir d’un état de l’art très complet (Suh et Prophet, 2018) sur les technologies immersives. À partir de protocoles méthodologiques différents, elles mettent en exergue des éléments relatifs à la motivation, l’apprentissage et à l’ergonomie, mais elles abordent aussi la question de l’émotion ressentie par les élèves lors de la manipulation de ces technologies. Quelles sont les émotions qui peuvent se manifester lors de la mobilisation de technologies immersives dans un cadre pédagogique ? Quel est l’intérêt de cette dimension émotionnelle pour les apprentissages ? Pour tenter d’apporter des éléments de réponse à ces questions, il est d’abord nécessaire de revenir sur les définitions de ces différentes technologies, de rendre compte d’études réalisées dans le premier et le second degrés et d’analyser les résultats obtenus.

Quelques définitions des technologies immersives

Les technologies dites « immersives » sont celles qui travaillent la porosité des frontières entre le réel et le virtuel tout en procurant aux utilisateurs un fort sentiment d’immersion (Lee, Chung & Lee, 2012). Ces auteurs insistent sur la dimension de socialisation, par exemple avec d’autres joueurs comme dans le cas de leur étude sur les simulateurs de golf. Auvray et Fuchs (2007) envisagent l’immersion sensorimotrice et la présence (ou immersion cognitive) de deux manières : soit comme une illusion des sens, soit comme une appropriation active d’un nouveau dispositif technique. Les technologies immersives incluent notamment la réalité augmentée (RA), la réalité mixte (RM), la réalité virtuelle (RV) et la vidéo 360. Voici une proposition de définition pour chacune d’entre elles, sachant qu’il est possible de trouver des lignes de partage dans la littérature scientifique.

La réalité augmentée est un procédé qui consiste à superposer des éléments virtuels avec le monde réel, notamment en projetant des images vidéo en trois dimensions, avec lesquels il n’est pas possible, ou très peu, d’interagir (Dunleavy, Dede & Mitchell, 2009). Outre le dispositif des lunettes connectées, le smartphone constitue un des principaux outils permettant ce phénomène. Très proche de la réalité augmentée et souvent confondue avec elle, la réalité mixte fait apparaître des éléments dans l’environnement de l’utilisateur tout en favorisant les interactions entre les deux (Milgram & Kishino, 1994).

La réalité virtuelle est une technologie qui génère un environnement virtuel interactif conçu pour simuler une expérience de vie réelle ou imaginaire (Wojciechowski & Cellary, 2013). La réalité virtuelle requiert un équipement particulier conçu pour que l’utilisateur soit entièrement plongé dans l’environnement virtuel, notamment à l’aide d’un casque et de capteurs sensitifs. Il peut aussi s’agir d’un CAVE (Cave Automatic Virtual Environment), cube immersif en trois dimensions donnant l’illusion d’un environnement particulier.

S’il n'y a pas de réel consensus entre les auteurs, Philippe Fuchs propose de spécifier la vidéo 360 par un degré d’interaction réduit. Elle utilise les mêmes dispositifs techniques que la réalité virtuelle mais à la différence de cette dernière, l’utilisateur demeure un simple spectateur qui peut simplement regarder dans toutes les directions par rapport au point où il se trouve (Khedri, 2017).

Des applications de réalité virtuelle et de réalité augmentée, notamment, sont de plus en plus présentes dans différents domaines de la vie quotidienne tels que l’éducation, la santé, le commerce et les loisirs. Cet article se concentre uniquement sur le milieu éducatif et cible les usages de la réalité augmentée.

 

Différents cas d'expérimentation de la réalité augmentée à l'école primaire et secondaire

Pribeanu, Balog et Iordache (2017), de l’Institut national pour la recherche et le développement en informatique de Bucarest, ont observé comment une expérience immersive pouvait être optimisée dans un environnement d’apprentissage en réalité augmentée grâce à l’amélioration de l’utilisabilité perçue par les apprenants (perceived learnability) et à l’intégration des objectifs d’apprentissage (learning outcomes) énoncés ci-dessous. Ils ont pour cela sélectionné 186 élèves âgés de 13 à 15 ans, dont 90 filles et 96 garçons. Rassemblés par groupes de 6 à 8 individus accompagnés par un enseignant, ces élèves de collège ont été amenés à évaluer la qualité générale d’une application utilisant la réalité augmentée et relative aux apprentissages en chimie (tableau périodique des éléments, processus de réactions chimiques, structure des atomes et des molécules, notamment). Les élèves ont alors testé puis évalué l’application à l’aide d’un questionnaire de perception suivant 18 critères divisés en 6 concepts, eux-mêmes regroupés en 3 dimensions : l’ergonomie (utilisabilité pour l’apprentissage et facilité d’utilisation), l’apprentissage (efficacité et utilité) et la dimension hédonique (assimilation cognitive et plaisir). Pour chaque critère, ils avaient le choix entre 5 réponses suivant une échelle de mesure de l’adhésion (Likert).

Huang, Chen et Chou (2016), de l’Université des sciences et technologies de Taichung (Taïwan), ont quant à eux réalisé une étude cherchant à mesurer le possible impact de différents outils d’apprentissage combinés à différentes approches expérimentales concernant les apprentissages acquis et les émotions ressenties par 21 élèves de collège. Ces derniers ont parcouru le jardin botanique de Taichung suivant 3 modalités différentes, séparés en 3 groupes de 7 élèves, approximativement composés d’autant de garçons que de filles. Le groupe A a parcouru le jardin, les élèves munis de tablettes permettant de matérialiser des silhouettes de plantes accompagnées d’informations en réalité augmentée. Le groupe B utilisait le même outil de réalité augmentée tout en suivant les commentaires d’un guide humain, tandis que le groupe C faisait office de groupe témoin en suivant classiquement le guide sans aucun outil numérique à disposition. Tous les élèves ont réalisé une série de tâches expérimentales visant à évaluer leurs connaissances botaniques et leur intérêt pour le domaine, notamment en complétant des questionnaires sur les plantes. Ils devaient également indiquer leur état émotionnel avant et après chaque série de tâches à l’aide de 6 adjectifs relatifs à des émotions positives (calme, agréable, heureux, confiant, positif, encourageant) et autant d’adjectifs relatifs à des émotions négatives (ennuyeux, anxieux, démoralisé, tendu, agacé, furieux).

R. M. Yilmaz (2015), de l’Université Atatürk (Turquie), a analysé les représentations relatives à l’acceptabilité de la réalité augmentée en situation pédagogique auprès de 30 enseignantes d’école primaire et de 33 élèves (dont 18 filles et 15 garçons) de 5 à 6 ans. Le dispositif testé concerne l’utilisation d’applications éducatives (EMT pour Educational Magical Toys) pour tablette et utilisant la réalité augmentée. Il s’agit de puzzles, de cartes-éclairs (flash cards) et de cartes par paires (match cards) intégrant des éléments virtuels tels que des histoires animées, des objets en trois dimensions et des animations. Ces dispositifs visent des apprentissages de base comme les nombres, les couleurs, les métiers, les animaux et les formes géométriques. Les élèves pouvaient manipuler les jeux librement, accompagnés par leurs enseignantes. Leur schéma comportemental était filmé afin d’évaluer leur activité cognitive. Chaque enfant était ensuite questionné oralement quant à son opinion sur les jeux. L’avis des enseignantes était examiné avec un questionnaire utilisant une échelle de Likert et selon 4 facteurs principaux : l’utilité, la facilité d’utilisation, l’intention d’utilisation future des EMT et l’attitude de l’enfant envers les jeux.

Quels résultats pour ces études ?

L’analyse statistique des données par Pribeanu et al. (2017), auteurs de la première étude, a permis d’établir que la dimension hédonique était perçue par les élèves comme la plus importante, suivie de près par l’apprentissage, puis par l’ergonomie. Cette étude met l’accent sur l’importance d’une approche multidimensionnelle encourageant les développeurs, dans leurs conceptions des dispositifs, et les enseignants, lors de la scénarisation pédagogique, à tenir compte de ces critères. La dimension hédonique, c’est-à-dire la recherche du plaisir et de l'amusement dans l’interaction avec les technologies immersives, apparaît comme un fort levier de motivation des élèves.

Les résultats de la deuxième étude par Huang et al. (2016) montrent eux aussi que l’utilisation de la réalité augmentée procure une plus forte motivation des élèves. Ces derniers estiment en outre que la manipulation des tablettes favorise le plaisir d’apprendre grâce à la rétroaction immédiate des informations sur les plantes observées. Les interactions humaines restent toutefois fondamentales dans l’implication des apprenants. Les élèves ont en effet fortement apprécié d’explorer le jardin botanique avec leurs camarades de classe. Le groupe ayant obtenu la meilleure efficacité d’apprentissage reste d’ailleurs celui ayant vécu l’expérience avec la réalité augmentée tout en suivant les commentaires du guide. Les élèves de ce dernier groupe ayant eu davantage d’émotions positives selon les tests, l’expression émotionnelle jouerait là aussi un rôle favorable aux apprentissages.

Les enseignantes ayant participé à la troisième étude par R. M. Yilmaz (2015) ont apprécié l’activité proposée par le chercheur, notamment en ce qui concerne les facteurs d’utilité (amélioration du travail, de l’efficacité et de la productivité) et de facilité d’utilisation (interaction claire et compréhensible, facilité d’appréhension pour faire ce qu’on veut faire). Les élèves se sont également déclarés très satisfaits, particulièrement pour les flash cards et les puzzles, la réalité augmentée leur offrant un sentiment de magie qui renforce l’attractivité des manipulations. Les relations entre leurs comportements et leur activité cognitive ont été examinées par une mesure de corrélation statistique (corrélation de Spearman). Les conclusions mettent en exergue le constat suivant lequel des enfants amenés à peu s’investir dans l'activité proposée auront des bénéfices d’apprentissages plutôt faibles. S'ils s'investissent davantage, un petit intérêt supplémentaire pourrait provoquer un apprentissage bien plus important. Ainsi, lorsque les enfants décrivaient simplement ce qu’ils voyaient, leur activité consistait essentiellement à pointer l’objet du doigt, à réagir en fonction de ce dernier et à le faire tourner. Mais quand les enfants exprimaient leur propre interprétation, ils questionnaient beaucoup les enseignants et effectuaient davantage de commentaires. S’il résulte de cette étude que les fonctions cognitives des élèves ont atteint de toute façon un niveau assez peu élevé, une interaction plus soutenue entre les élèves et les jeux est susceptible de favoriser les apprentissages. A contrario, une mise en œuvre passive de ces activités causerait un apprentissage moins efficace, conduirait à une désorientation de l’enfant, voire à une surcharge cognitive.

Conclusion

Les recherches semblent montrer que l’utilisation des technologies immersives, et notamment de la réalité augmentée, est susceptible de s’intégrer utilement aux pratiques pédagogiques en favorisant la participation des élèves, même jeunes, grâce au plaisir émotionnel fort qu’elles leur procurent. Mais selon l’état de l’art de Suh et Prophet (2018), bien que les recherches soient toujours plus nombreuses, un manque de cohérence persiste dans la compréhension des technologies immersives, au niveau des méthodes employées, des résultats obtenus et des conditions dans lesquelles ces études ont été conduites. La dimension hédonique et le plaisir de l’utilisation de ces technologies semblent toutefois constituer une piste utile pour cerner l’apport possiblement spécifique de ces technologies à la situation pédagogique.

 

Emmanuel Delextrat,

Master Ingénierie, Médiation, e-Éducation (IME), Université de Poitiers

 

 

Recommandations

  • Adopter une approche multidimensionnelle dans les activités et les critères d’évaluation, notamment la dimension du plaisir, mais aussi de l’apprentissage et de l’ergonomie.
  • Valoriser les interactions entre les élèves et leur expression émotionnelle pour favoriser les apprentissages.
  • Multiplier les approches pédagogiques, varier les supports de travail grâce à toutes sortes d’outils et de situations pour procurer de la motivation aux élèves.

Bibliographie

  • AUVRAY M., FUCHS P. (2007), « Perception, immersion et interactions sensorimotrices en environnement virtuel », Intellectica, 45, p. 23-35. http://intellectica.org/SiteArchives/archives/n45/45-1-Auvray.pdf
  • DUNLEAVY M., DEDE C. & MITCHELL R. (2009), « Affordances and limitations of immersive participatory augmented reality simulations for teaching and learning », Journal of Science Education and Technology, 18, p. 7-22.
  • HUANG T. C., CHEN C. C. & CHOU Y. W. (2016), « Animating eco-education: To see, feel, and discover in an augmented reality-based experiential learning environment », Computers & Education, 96, p. 72-82.
  • LEE H.-G., CHUNG S. & LEE W.-H. (2012), « Presence in virtual golf simulators: The effects of presence on perceived enjoyment, perceived value, and behavioral intention », New Media & Society, 15(6), p. 930-946.
  • MILGRAM P. & KISHINO F. (12 décembre 1994), « A taxonomy of mixed reality visual displays », IEICE, Transactions on Information Systems, vol. 77 (12), p. 1321-1329. https://cs.gmu.edu/~zduric/cs499/Readings/r76JBo-Milgram_IEICE_1994.pdf
  • PRIBEANU C., BALOG A. & IORDACHE D. D. (2017), « Measuring the perceived quality of an AR-based learning application: A multidimensional model », Interactive Learning Environments, 25, p. 482-495.
  • SUH A. & PROPHET J. (2018), « The state of immersive technology research: A literature analysis », Computers in Human Behavior, 86, p. 77-90.
  • WOJCIECHOWSKI R. & CELLARY W. (2013), « Evaluation of learners' attitude toward learning in ARIES augmented reality environments », Computers & Education, 68, p. 570-585.
  • YILMAZ R. M. (24 août 2015), « Educational magic toys developed with augmented reality technology for early childhood education », Computers in Human Behavior, 54, p. 240-248.

Voir aussi

Date de publication : 2019