L’excellence passionnément
Cette approche et le système qui la met en oeuvre sont conçu et développé par l’équipe IDEA (Innovative Digital Education for Aerospace) avec Sophie BERNARD, Bruno ILPONSE et Laurent DAIRAINE.
IREAL signifie littéralement "Interactive Remote Experimentation for Aerospace Learning", ou en français, "Expérimentation à distante et interactive pour l’apprentissage de l’ingénierie aérospatiale".
De nouvelles modalités d’apprentissage à distance
IREAL propose une nouvelle modalité d’apprentissage qui complète l’éventail de possibilités existantes au sein du campus. La plateforme se concentre sur l’apprentissage par la pratique et l’expérimentation scientifique. Elle propose aux étudiants d’expérimenter avec des dispositifs du campus qui sont digitalisés et mis à disposition sur la plateforme IREAL. Les étudiants peuvent ainsi accéder à ces équipements dans le cadre de leurs enseignement, n’importe où, à toute heure et depuis tout type d’équipements numériques.
L’apprentissage par l’expérimentation est au cœur des apprentissages proposés à l’ISAE-SUPAERO. L’institut intègre depuis de nombreuses années, des équipements scientifiques de pointe utilisés dans le cadre de travaux pratiques ou de démonstrations pédagogiques. Citons par exemple la flotte d’avions instrumentés, permettant la capture de mesures pendant les vols et la compréhension des phénomènes liés à la mécanique du vol et des essais. En automatique, des équipements spécialisés sont utilisés pour permettre aux étudiants de mieux comprendre les lois de commandes et leurs paramétrages. Des phénomènes physiques sont illustrés par des dispositifs ad-hoc, comme par exemple les plaques de Chladni illustrant les phénomènes vibratoires sur différents types de structures. Cette liste n’est bien évidemment pas exhaustive, et on estime à plus d’une centaine, le nombre d’expériences scientifiques présentes sur le campus de l’ISAE-SUPAERO.
L’utilisation pédagogique de ces équipements scientifiques présente néanmoins plusieurs difficultés. La première est certainement celle de la mise à l’échelle : comment amener une promotion complète (plus de 300 étudiants) à réaliser ces travaux sur un seul équipement ? La robustesse des dispositifs expérimentaux est aussi déterminante ; il faut éviter les pannes, ces dispositifs ne sont pas conçus pour résister aux assauts de nombreux étudiants. Le coût de l’expérimentation est aussi un facteur important pour certaines expériences : imaginez le cout d’un essai en vol ! Enfin, l’accessibilité de l’expérience est aussi rendu quelques fois difficile : protocole de sécurité stricte, accompagnement d’un technicien ou simplement le fait de devoir être sur le campus pour l’utiliser.
Expérimentation à distance avec IREAL
IREAL permet de résoudre l’ensemble de ces points en proposant une approche originale qui prend une valeur particulière aujourd’hui. IREAL est une plateforme conçue et développée par l’unité IDEA d’innovation pédagogique pour l’enseignement aérospatiale et en partie financée dans le cadre du projet IDEFI DEFI Diversités.
Cette plateforme propose une approche innovante de digitalisation et d’hébergement d’expériences scientifique de tout types, et offre un rendu interactif aux étudiants. Autrement dit, elle permet de "mettre en boîte" une large variété d’expériences scientifiques et de les restituer aux étudiants, en distanciel, dans le cadre d’un TP ou d’une capsule pédagogique de micro-learning. L’expérimentation reste ouverte, chaque utilisateur de la plateforme est mis en situation de tests amenant à des résultats décorrélés des attendus. Aucun modèle n’est utilisé pour la L’apprentissage par l’erreur est un des éléments fondateurs de la plateforme, de même que l’apprentissage par la répétition.
Le processus de digitalisation d’expérience repose sur l’étude rigoureuse des paramètres d’entrée de chaque expérience et en décompose l’échelle des possibilités. Après cette étape de conception, les différents cas de figure sont joués , si possible selon un processus automatisé permettant de séquencer finement chaque observation.
A la sortie, l’utilisateur dispose d’un résultat multimédia, intégrant vidéo (réaction des outils et machines face aux paramètres sélectionnés), de courbes et de graphiques (suivi des performantes) et de toute autre sortie nécessaire à la bonne visualisation des expériences. Il est également possible de récupérer les résultats sous forme numérique pour un traitement sur l’ordinateur de l’étudiant. Une interface spécialisée permet un contrôle précis de l’expérience et d’analyser les résultats selon les propres interrogations et pistes de réflexion de l’étudiant.
L’observation peut être rejouée de manière illimitée, par un nombre illimité d’étudiants.
Utilisation et perspectives
Les cas d’utilisation sont variés. En amont des travaux pratiques en présentiel, IREAL offre aux apprenants l’avantage de réduire l’appréhension du fonctionnement de chaque expérience en le mettant dans les mêmes conditions d’exercice que ce qu’il aura à faire dans le laboratoire. L’interface est conçue au plus près des dispositifs réels. L’apprenant devient un élève avertit et conscient de ses choix d’observation.
En aval d’une formation, IREAL permet aux étudiants d’effectuer une rétrospective des tests effectués en atelier afin d’en comprendre les résultats et d’apporter une réponse à ses interrogations et/ou frustrations de ne pas avoir eu le temps de tout faire.
Dans le contexte très actuel de formation à distance, IREAL permet de continuer à enseigner à distance, tout en conservant une forte part d’activité de l’étudiant que toute pédagogie moderne devrait intégrer.
D’autres expériences sont en projet, notamment une expérience sur les essais en vol, et une expérience concernant l’étude des moteurs et réacteurs instrumentés.
La plateforme IREAL est aujourd’hui ouverte et disponible librement à l’adresse https://ireal.isae-supaero.fr avec notamment ses deux expériences opérationnelles : les plaques de Chladni et, en automatique, le bras automatisé.