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Utiliser l’appli TACTILEO-MASKOTT de l’ENT en Enseignement Scientifique : ITER, un soleil sur Terre... afin de la préserver ?

27 / 06 / 2022 | Clarisse MAZIN | Christian Gaunet

Cette activité propose d’étudier le principe de fonctionnement d’ITER, projet international de construction d’un réacteur expérimental dans le centre de la France dont l’objectif est de montrer qu’il est possible de contrôler le processus de fusion nucléaire afin de reproduire sur Terre l’équivalent d’une petite étoile, et de l’utiliser pour produire de l’électricité sans émission de CO2 (1).

Les objectifs sont, tout en traitant une partie du programme d’enseignement scientifique de la classe de 1ère générale, de développer l’esprit critique en abordant les questions économiques et environnementales qui entourent le projet, et ainsi de sensibiliser aux enjeux du développement durable.

Un second objectif est de mettre à profit l’utilisation de la ressource numérique Tactileo—Maskott en lycée pour développer l’autonomie des élèves et mettre en œuvre une activité en modalité hybride, voire distancielle.

Cette activité vous est proposée par le GREID EDD de l’académie de Créteil.

Présentation et contexte général de l’activité

Cette activité a été construite sur la plateforme Tactileo-Maskott dans un contexte qui est celui de « Lycées’UP Ressources 2021-2022 », c’est-à-dire de l’expérimentation de différentes ressources numériques dans les lycées franciliens.

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La Région Ile de France ayant en effet déployé l’ENT monlycée.net dans tous les lycées publics, et doté les élèves d’équipement individuels (PC ou tablettes), cette expérimentation a été menée entre les mois de mars 2021 et de juin 2022 dans certains lycées « pilotes » afin d’évaluer la pertinence d’enrichir le catalogue global des ressources accessibles par l’ENT avec de nouvelles ressources numériques dont
les objectifs s’articulaient autour de trois grands thèmes :
• Développer l’autonomie dans les apprentissages  ;
• Encourager l’accompagnement éducatif et culturel  ;
• Favoriser la créativité et le savoir-être.

Lors de cette expérimentation, l’application Tactileo – Maskott était incluse dans la liste des ressources associées au thème « Encourager l’accompagnement éducatif et culturel  » car elle propose en effet des banques de ressources dans des disciplines et thèmes variés, dont celui du développement durable et de l’écologie. Cependant, telle qu’elle a été construite, les objectifs de cette activité pour les élèves sont multiples :
-  Traiter d’une part une partie du programme officiel d’Enseignement Scientifique de la classe de 1ère (Bulletin officiel spécial n°1 du 22 janvier 2019) (2) ;
-  Permettre, à travers une question du programme officiel d’Enseignement Scientifique, de sensibiliser les élèves au développement durable et ainsi de renforcer l’EDD en tant qu’éducation transversale ;
-  Développer l’autonomie des élèves en proposant une activité réalisable en classe, mais aussi, pour tout ou partie, en distanciel : en effet, en sus de la disponibilité de certaines ressources sur Tactileo-Maskott, cette application web constitue aussi une plateforme de création et de partage de contenus interactifs en ligne, consultables et réalisables à la maison et donc en autonomie ;
-  Favoriser la motivation et les apprentissages en misant sur l’intérêt que suscite chez les élèves la consultation de ressources multimédias de natures différentes (vidéos, textes…) ainsi que l’utilisation d’outils numériques interactifs permettant un feedback potentiellement immédiat ;
-  Développer l’esprit critique en abordant la question scientifique avec une approche qui ne soit pas uniquement disciplinaire et thématique (voire dogmatique ?), mais qui envisage aussi les aspects socio-économiques, politiques ou environnementaux qui entourent souvent les prises de décisions lorsque les enjeux sont complexes.

Pourquoi une activité sur ITER ?

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Le projet ITER est un projet de construction d’un réacteur expérimental dont l’objectif est de démontrer que la fusion nucléaire — le processus d’où provient l’énergie émise par les étoiles, dont notre Soleil— peut être utilisée sur Terre comme source d’énergie pour produire de l’électricité à grande échelle, et cela sans émettre de CO2 (1). Il s’est avéré qu’au cours de l’année scolaire 2021-2022, l’actualité scientifique a été assez riche en ce qui concerne le projet ITER : il a en effet été annoncé que les chercheurs auraient « doublé les records précédents » (3) en produisant « davantage d’énergie que prévu » (4).

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Ces annonces médiatiques invitent à s’interroger sur les enjeux qui sont ceux d’ITER, et mettent aussi en lumière le fait que ce projet, en tant qu’objet d’étude, trouve toute sa place dans le cadre d’une activité en classe car il se situe à l’intersection des objectifs évoqués précédemment.

Programme d’Enseignement Scientifique de la classe de 1ère

Eduquer au développement durable

Comme évoqué plus haut, l’un des grands espoirs d’ITER est de montrer qu’il est possible de produire une énergie « nette » en utilisant la fusion nucléaire, et cela non seulement sans émettre de CO2 (gaz à effet de serre) dans l’atmosphère, mais en s’affranchissant également des déchets radioactifs de longue demi-vie produits dans les centrales nucléaires actuelles à fission.
En cela, ce projet s’inscrit totalement dans l’optique de transition écologique et de lutte contre le dérèglement climatique qui est celle de l’Agenda EDD 2030 (6), et l’étude avec les élèves de son fonctionnement et des avantages qu’il présente sur le plan du développement durable vont dans le sens des recommandations pour un « renforcement des thématiques de la protection de l’environnement et de la biodiversité dans les programmes » (7).
L’ambition de cette activité est cependant d’approfondir un peu la réflexion sur les enjeux environnementaux : à travers l’étude de documents vidéos ou d’articles de presse (8), il s’agit pour les élèves de prendre conscience que la construction d’un réacteur comme celui d’ITER peut avoir des conséquences qui vont au-delà de la simple absence rassurante d’émission de CO2 : la question du rendement énergétique réel de ce type de réacteur est par exemple posée, ainsi que celle des dangers que peuvent présenter l’extraction ou l’utilisation des métaux nécessaires à sa construction. Enfin, la question de l’absence de déchets radioactifs, et donc de dangers liés à la radioactivité, souvent évoquée lorsqu’on parle d’ITER, est discutée.

Cette activité essaie ainsi de contribuer au fait de renforcer l’EDD comme éducation transversale en classe de 1ère, et ainsi que cela est spécifié dans le programme d’Enseignement Scientifique :
-  d’ « identifier et comprendre les effets de la science sur les sociétés et sur l’environnement » ;
-  de « faire comprendre à chacun en quoi la culture scientifique est aujourd’hui indispensable pour saisir l’évolution des sociétés comme celle de l’environnement et de contrôler cette évolution. » (2)

Plus généralement, cette activité pourra permettre de sensibiliser les élèves à plusieurs des 17 objectifs de développement durable (ODD) que 193 États membres de l’ONU se sont engagés à atteindre en adoptant l’ Agenda 2030. On pourra en effet par exemple noter un lien entre la réflexion menée à propos des enjeux du projet ITER, et les ODD suivants (9) :

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Développer l’autonomie dans les apprentissages

La crise sanitaire liée au Covid 19, et les phases de confinement partiel ou total qui en ont été les conséquences, ont définitivement mis en évidence l’importance que pouvaient avoir les outils numériques sur le plan de la transmission et du suivi pédagogique.
En l’absence de l’enseignant (ou avec l’aide de celui-ci), les outils numériques permettent de proposer aux élèves :
-  un ensemble de banques de ressources, de « bibliothèques des savoirs » (dont les contenus doivent bien sûr être validés en amont par l’enseignant) sur des supports de natures très variées (vidéo, podcasts, textes, tableaux, etc.)
-  un moyen de se tester, d’avoir un feedback pour vérifier les connaissances et compétences principales, exigibles, ont été bien comprises ou acquises.
Il est donc question d’être capable apprendre en autonomie, que ce soit en présentiel ou en distanciel, et il semble que l’application Tactileo-Maskott permette d’atteindre efficacement ce double objectif :
-  il est aisé pour l’enseignant de mettre à disposition des élèves des ressources déjà présentes dans l’application, ou bien de faire appel à ses propres documents multimédia
-  Maskott constitue un LMS assez complet et performant qui permet de créer et partager avec les élèves des activités interactives diverses (quiz, textes à trous, images à compléter), et de les évaluer en fin d’activité et/ou de leur permettre de s’auto-évaluer au fur et à mesure.
-  Il est aussi possible, un peu à l’image de l’application « Moodle » mais avec une prise en main plus simple, de mettre en place des questions ou des parcours conditionnels, et ainsi de différencier sa pédagogie en proposant des contenus ou questions adaptés à chacun.
Par ailleurs, nous verrons plus bas que l’on peut dans toute activité interactive Maskott, régler finement le type de feedback apporté aux élèves, soit à la fin de chaque question, ou en fin de « module » : cela permet d’envisager différents scénarios possibles pour l’activité, allant d’un travail essentiellement présentiel, jusqu’à une réalisation par les élèves entièrement à distance.

Développer l’esprit critique

Ainsi que cela est évoqué dans le préambule du programme d’Enseignement Scientifique de la classe de 1ère : « […] Grâce, notamment, à l’approche scientifique, l’être humain dispose des outils intellectuels nécessaires pour devenir un acteur conscient et responsable de la relation au monde et de la transformation des sociétés. L’approche scientifique nourrit le jugement critique et rencontre des préoccupations d’ordre éthique. Ainsi, c’est de façon rationnellement éclairée que chacun doit être en mesure de participer à la prise de décisions, individuelles et collectives, locales ou globales. […] » (2).

Dans la manière dont l’activité est structurée, cette dernière ambitionne d’effectivement développer progressivement chez les élèves un regard critique, ainsi que l’habitude de considérer un problème sous tous ses aspects avant de se forger (ou pas !) une opinion définitive.

Les élèves sont en effet amenés dans une première étape (premier palier) à consulter des documents qui leur permettent se faire une première idée générale de ce qu’est le projet ITER : son principe de fonctionnement sur le plan scientifique, ses avantages sur le plan de la lutte contre le changement climatique, mais aussi l’origine et les pays investis dans le projet, ou encore, sur le plan économique, la révision à la (nette) hausse du budget prévisionnel de sa construction. A ce stade, ITER apparaît comme un projet certes couteux, mais qui semble rester pertinent sur le plan environnemental.

Le deuxième palier est davantage consacré aux objectifs thématiques du programme d’Enseignement Scientifique, en particulier le réinvestissement du concept de fusion nucléaire, ainsi que le calcul de la masse perdue par le Soleil chaque seconde.
Une fois que les objectifs du programme sont remplis sur le plan thématique, le dernier palier revient questionner la pertinence du projet sur le plan du développement durable. Un temps « long » est réservé à la lecture d’un article de presse du site Reporterre.net, engagé mais documenté (8), ce qui est l’occasion pour les élèves de découvrir et approfondir certains aspects moins médiatisés de l’impact que pourrait avoir ITER sur l’environnement (pollution liée à l’extraction de certains métaux, potentielle radioactivité résiduelle, dangerosité toute particulière de certains matériaux utilisés pour la construction du réacteur, rendement énergétique actuel…)
Sans apporter de réponse manichéenne à la question de la pertinence de poursuivre un projet comme ITER, l’idée de l’activité est bien au contraire, à travers bilan de ses avantages et inconvénients, d’inviter les élèves à faire la part des choses en se basant sur des informations fiables, à envisager un problème sous tous les angles avant de s’en faire une idée définitive, et à leur faire prendre conscience du caractère souvent éminemment complexe des problématiques que l’on est amenés à résoudre, notamment lorsque qu’aux questions scientifiques viennent se mêler des enjeux socio-économiques, politiques, et environnementaux. En cela, cette activité tente de contribuer aux objectifs généraux cités dans le préambule du programme de 1ère d’enseignement scientifique :
-  contribuer à faire de chaque élève une personne lucide, consciente de ce qu’elle est, de ce qu’est le monde et de ce qu’est sa relation au monde ;
-  contribuer à faire de chaque élève un citoyen(ne) responsable, qui connaît les conséquences de ses actions sur le monde et dispose des outils nécessaires pour les contrôler ;
-  contribuer au développement en chaque élève d’un esprit rationnel, autonome et éclairé, capable d’exercer une analyse critique face aux fausses informations et aux rumeurs. (2)

L’activité « ITER : Un Soleil sur Terre... afin de la préserver ? »

Annexes
Annexe 1 : Accéder au parcours – vue élève (copies d’écrans)

Annexe 2 : Contenu détaillé des modules (copies d’écrans)

Annexe 3 : Vue enseignant – Paramétrage du parcours et suivi des élèves (copies d’écrans)

Annexe 4 : Propositions de séquences

Evaluation de l’activité et retours d’expérience

A l’heure où cet article est rédigé (juin 2022), cette activité n’a pas pu être encore testée et évaluée dans sa totalité.
Voici cependant quelques impressions et retours d’expérience :
Au moment où le test a pu être effectué, sur le point de programme « 2 - Le Soleil, notre source d’énergie », l’activité n’était pas finalisée, et se présentait non pas sous la forme d’un parcours, mais d’un seul module, qui réunissait les parties I et II du parcours.

Ce module a été testé en présentiel par une professeure de Physique-Chimie avec une classe de 1ère générale au sein d’un cours d’une heure en enseignement scientifique (en demi-groupe et en salle informatique). L’enseignante a proposé aux élèves de travailler en autonomie sur l’activité, en jouant le rôle de personne-ressource, et en proposant un feedback différé (correction) uniquement en fin de module. Le calcul de la perte de masse solaire pouvait être terminé à la maison pour la séance suivante

Les retours sont qualitatifs, mais les élèves ont néanmoins déclaré apprécier :
o l’ergonomie de la plateforme Tactileo-Maskott ;
o la nature interactive des activités proposées ;
o le fait de travailler sur des supports multimédia plutôt que sur des documents uniquement de type texte comme c’est souvent le cas ;
o Le fait de pouvoir revenir sur les documents, revisionner les vidéos ;
o La disponibilité de la correction en fin d’activité,
o La possibilité de refaire le module une fois la correction vue, pour s’assurer que l’ensemble était compris.

Le fait d’utiliser l’outil Maskott pour traiter cette partie de programme n’a ainsi pas gommé les difficultés éventuelles souvent liées à l’acquisition de la compétence qui consiste à exploiter la relation d’Einstein, mais il semble que cela ait suscité une certaine motivation et un certain intérêt pour le thème.

L’application Maskott a pu être utilisée aussi plusieurs fois avec des élèves de 2nde, aussi bien en classe qu’à la maison, et le constat est plutôt positif :
o l’ergonomie et la simplicité d’utilisation de la plateforme séduit les élèves, ils s’y rendent volontiers pour réaliser des quiz, ou consulter des ressources ;
o Les feedback immédiats sont très utiles pour entrainement / révisions par exemple.
o Un feedback qui indique uniquement le caractère correct ou pas de la réponse apportée, avec une correction légèrement différée permet aussi de susciter le questionnement des élèves, de s’interroger sur le nature de leurs erreurs, de maintenir un « suspens » qui induit une attention et une participation des élèves lors de la correction plutôt plus élevée que dans des situations plus « classiques »
o Pour l’enseignant, l’outil de suivi est très pratique, avec une possibilité d’exporter les notes en fichier csv.
o Pouvoir vidéoprojeter la progression des élèves de la classe dans l’activité en temps réel tout en masquant leur nom est intéressante dans le sens où elle motive les élèves pour avancer dans l’activité, sans trop les exposer s’ils ont des difficultés sur certaines questions

L’utilisation de la plateforme Tactileo-Maskott pour faire travailler les élèves sur des activités présentielles ou hybrides du type de celle que nous proposons sur ITER nous semble ainsi plutôt favorable aux apprentissages.

Un retour d’expérience de votre part sur cette activité nous serait, maintenant que celle-ci présente un volet EDD plus étoffé à travers son palier 3, particulièrement précieux, que ce soit sur le plan de sa pertinence au niveau disciplinaire, du développement de l’esprit critique et de l’EDD, que de son efficacité à favoriser l’autonomie des élèves au cours de séquences à modalités hybrides en fonction des paramétrages choisis pour les modules en termes de feedback.

Références
1. Organisation ITER. ITER, une énergie pour notre avenir. [En ligne] [Citation : 22 Juin 2022.] https://www.iter.org/fr/accueil.
2. Ministère de l’éducation Nationale et de la Jeunesse. Programme d’enseignement scientifique de la classe de première de la voie générale. Bulletin officiel spécial n°1 du 22 janvier 2019. [En ligne] https://www.education.gouv.fr/bo/19/Special1/MENE1901573A.htm.
3. Revue Générale Nucléaire. Fusion Nucléaire : nouveau record au JET. [En ligne] 21 février 2022. https://www.sfen.org/rgn/fusion-nucleaire-nouveau-record-au-jet/?gclid=CjwKCAjw-8qVBhANEiwAfjXLruoavFouLA2rNu6BuRFWSsBW_vWn0DkawZ5-dY-seA6WnCxfdyUcSBoCB5YQAvD_BwE.
4. Sacco, Laurent. Fusion Nucléaire : Iter pourrait libérer plus d’énergie que prévu. [En ligne] 25 Mai 2022. https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/fusion-fusion-nucleaire-iter-pourrait-liberer-plus-energie-prevu-98589/.
5. Ministère de l’Éducation nationale et de la Jeunesse. Programme de l’enseignement de physique-chimie de la classe de seconde générale et technologique. Bulletin officiel spécial n°1 du 22 janvier 2019. [En ligne] https://www.education.gouv.fr/bo/19/Special1/MENE1901634A.htm.
6. L’Agenda 2030 en France. Présentation : origines et principes. [En ligne] 21 juin 2018. https://www.agenda-2030.fr/agenda-2030/presentation/article/presentation-origines-et-principes.
7. Ministère de l’éducation Nationale et de la Jeunesse. Transition écologique. Bulletin offficiel n°31 du 29 août 2019. [En ligne] https://www.education.gouv.fr/bo/19/Hebdo31/MENE1924799C.htm?cid_bo=144377.
8. Reporterre, le quotidien de l’écologie. Derrière le projet Iter, des montagnes de métaux toxiques et de déchets radioactifs. Reporterre.net. [En ligne] 17 juin 2021. https://reporterre.net/Derriere-le-projet-Iter-des-montagnes-de-metaux-toxiques-et-de-dechets-radioactifs.
9. L’Agenda 2030 en France. 17 Objectifs de développement durable. https://www.agenda-2030.fr/. [En ligne] 2018. https://www.agenda-2030.fr/17-objectifs-de-developpement-durable/.
10. France 24. Comment fonctionnera le "soleil artificiel" du programme international Iter ? [En ligne] 30 juillet 2020. https://www.youtube.com/watch?v=sWgXhCwO2hU.
11. CEA Sciences. Les mécanismes de la fusion. [En ligne] 13 avril 2017. https://www.youtube.com/watch?v=fFQv5kh9Bs8.
12. CEA. www.cea.fr. [En ligne] 21 mai 2015. https://www.cea.fr/multimedia/Pages/videos/culture-scientifique/physique-chimie/reaction-de-fusion.aspx.
13. Charpak, Georges, Treiner, Jacques et Balibar, Sébastien. Nucléaire : arrêtons Iter, ce réacteur hors de prix et inutilisable. www.liberation.fr. [En ligne] 10 août 2010. https://www.liberation.fr/sciences/2010/08/10/nucleaire-arretons-iter-ce-reacteur-hors-de-prix-et-inutilisable_671121/.
14. Wikipédia. Fusion nucléaire. [En ligne] https://fr.wikipedia.org/wiki/Fusion_nucl%C3%A9aire.
15. Reporterre, le quotidien de l’écologie. Le futur réacteur nucléaire Iter : un projet titanesque et énergivore. [En ligne] 16 juin 2021. https://reporterre.net/Le-futur-reacteur-nucleaire-Iter-un-projet-titanesque-et.