Communications

WIMS, Le serveur d'exercices

Communication orale, 15 à 30 min.

WIMS est un serveur web qui propose à la volée des exercices divers, dont les contenus sont modifiés à chaque requête. On constate que les étudiants travaillent volontiers avec cet outil, sachant qu'ils peuvent recommencer autant qu'il le faudra... Ils arrivent finalement à deviner eux-mêmes quand ils commencent à comprendre bien une notion. WIMS est actuellement pourvu de milliers de modules pédagogiques en mathématiques, sciences, langues, chaque module offre entre trois et dix types d'exercices paramétrables, et chaque requête envoie une version modifiée de l'exercice demandé.

WIMS contient tous les outils nécessaires pour gérer des classes et des établissements complets, organiser des devoirs et des examens, créer des cours intimement liés aux exercices.

Atelier, 30 minutes ou plus

Prenez WIMS en main, pour l'utiliser, par vous-même et avec vos élèves. Cet atelier peut se décliner en trois niveaux :

1. Niveau débutant : découverte du service et des exercices de sa base, création d'une classe virtuelle, enrôlement d'étudiants et gestion de la classe, devoirs, examens, suivi des étudiants ;
2. Niveau avancé : importer des modules existants dans sa classe pour les modifier légèrement et les adapter à un besoin spécifique, gestion de plusieurs classes d'une établissement ;
3. Développement d'exercices : en vous basant sur des structures d'exercices existantes, créez vos propres nouveaux exercices, et écrivez des éléments de cours articulés avec vos exercices ou avec d'autres

Cet atelier peut se faire grâce au support d'un service web externe, auquel cas une connexion à Internet est nécessaire. Il est aussi possible d'utiliser un serveur WIMS apporté dans le réseau local. Enfin, si c'est prévu, les stagiaires peuvent utiliser une clé vive Freeduc-Wims, qu'ils emporteront, chaque clé vive comportant un service WIMS opérationnel.

Références et liens

WIMS est un logiciel créée par GANG Xiao, professeur à l'Université de Nice. Il est actuellement maintenu par un collectif d'enseignants-chercheurs, et il a été localisé en plusieurs langues, dont (par ordre alphabétique) l'anglais, l'espagnol, l'italien, le chinois, le français, le néerlandais, etc.

• Le service WIMS de l'Université de Paris Sud : voyez les statistiques.
• Le conférencier est membre de l'association WimsÉdu, qui regroupe les utilisateurs de WIMS.
• Le conférencier maintient le paquet WIMS dans les distributions Debian et Ubuntu. Ce paquet facilite le montage d'un service WIMS. Il maintient aussi la clé vive Freeduc-Wims, qui permet de disposer de son champ d'expériences sécurisé, pour les aventureux.

Logiciels libres pour enseigner la chimie

Communication orale, 15 à 30 min.

La mobilité, l'adaptabilité sont les qualités communes aux logiciels libres présentés ici : un serveur d'exercices de chimie ; des visionneuses de molécules ; divers logiciels libres de chimie régulièrement améliorés dans le monde académique.

• Le service web WIMS permet de donner aux étudiants des exercices dont les contenus sont variables et tirés au hasard. Créer des exercices nouveaux est possible à des enseignants après une formation courte. La méthode de création d'exercices fait appel à un langage de très haut niveau, OEF (Open Exercise Format), dont les objets primitifs sont : énoncé, réponses, types d'analyses de réponses, méthodes de feedback, etc. Comme Wims permet d'insérer des objets LaTeX il est facile de présenter les formules avec une typographie pertinente.

  Wims intègre depuis quelques années un analyseur de syntaxe chimique nommé Chemeq, qui permet les choses suivantes : lecture et reconnaissance de formules chimiques au clavier, combinaison et calculs basés sur les formules de chimie, rendu en LaTeX des formules. À notre connaissance, c'est le seul analyseur de réponse existant adapté à la syntaxe des chimistes.

• Des modèles moléculaires « qui bougent » : les étudiants doivent, un jour au moins, tenir des modèles moléculaires faits de tiges et de billes dans leurs mains : la mémoire tactile est très importante. Cependant, les modèles moléculaires en matière plastique n'ont pas tous les avantages : on n'en modifie pas les couleurs ; ils un peu seulement les degrés de liberté en vibration et en rotation ; ils sont macroscopiques et font oublier le mouvement brownien ; on ne construit pas de très grands modèles. Dès le collège, ça vaut la peine d'utiliser des visionneuses de molécules, que chacun peut installer facilement et sans souci légal (leurs licences sont libres !). On recommandera les logiciels Ghemical, Avogadro, Pymol : ils sont complémentaires.

• Des bibliothèques de molécules pour l'enseignant : les bibliothèques de molécules sont nombreuses, cependant toutes ne sont pas faciles à prendre en main par des débutants. Jérôme Pansanel a publié sous licence libre (GPL-2) un service nommé Chemical-structures, qui s'intègre facilement dans les sites web. Il offre aujourd'hui plus de 500 structures chimiques, bien classées en accessibles plusieurs langues. Il est très facile de récupérer ces molécules au format CML (ce qui provoque l'ouverture immédiate de la visionneuse Avogadro si celle-ci est bien installée), ou à un vingtaine d'autres formats courants, grâce au convertisseur OpenBabel qui sait collaborer avec Chemical Structures.

• Les logiciels libres de chimie sont nombreux et de bonne qualité, encore faut-il savoir les trouver car faute d'être chers, ils ne sont pas promus par les compagnies qui nous envoient des publicités. On présentera quelques méthodes pour trouver les logiciels libres de chimie et pour se tenir au courant de leur évolution, et aussi comment il est possible de dialoguer avec leurs auteurs.

Références et exemples

• Des exercices de chimie avec Wims : par exemple, équilibrer des équations de réactions, en étudier l'avancement, le cas des réactions d'oxydo-réduction, etc ;
• Le logiciel Ghemical ;
• Le logiciel Avogadro
• Le logiciel Pymol
• Un serveur de molécules ;
• Logiciels libres de chimie maintenus dans Debian.

Distribuez vos solutions TIC dans un média vif ! la solution FREEDUC.

Communication orale, 15 à 30 min.

Les bons environnements informatiques pour l'enseignement regroupent souvent plusieurs outils adaptés les uns aux autres, et cela demande un travail précis pour les installer sur une machine neuve ou ancienne. De ce fait, les étudiants ne peuvent pas retrouver facilement l'environnement informatique pédagogique ailleurs que dans leur établissement d'enseignement. Ça les amène à user d'expédients que leurs professeurs ne recommanderaient pas, comme se procurer des logiciels privateurs.

L'auteur a l'expérience du développement de la distribution FREEDUC depuis huit ans. Cette distribution permet de donner aux étudiants un environnement complet, comprenant un système d'exploitation, plusieurs dizaines de logiciels pédagogiques et l'infrastructure qui les accompagne, sur un média vif : un média vif, c'est un support qui possède le code nécessaire pour démarrer tout type d'ordinateur que les utilisateurs auront sous la main. La distribution FREEDUC est un dérivé de la distribution KNOPPIX, créée par l'ingénieur allemand Klaus Knopper.

Dans ses débuts, la distribution FREEDUC était gravée sur un CDROM. La version de 2004 a été financée par l'UNESCO, et les diverses déclinaisons de ce CDROM ont été téléchargées à plus de deux cent mille exemplaires depuis le site sourceforge.net, ainsi que depuis d'autres sites opportunistes dont les statistiques sont plus difficiles à suivre.

Depuis que le prix des mémoires flash (les clés USB, les cartes SD, etc.) connectables à un ordinateur sont devenus très accessibles, l'initative FREEDUC tire profit de ce support, qui ajoute des propriétés de persistance : le média vif devient personnalisable, il peut être mis à jour, il transporte aussi les données des utilisateurs. Avec une clé FREEDUC-USB dans la poche, vous n'avez plus besoin d'ordinateur personnel ! L'environnement personnel que vous transportez active en une minute tous les ordinateurs compatibles qu'on peut mettre à votre disposition, et vous y retrouvez tout votre environnement pédagogique au pixel près !

Atelier, 30 minutes ou plus

Vous y prendrez en main une des clés USB de la famille FREEDUC :

• Méthode de démarrage de l'ordinateur ;
• Comment cloner la clé, et vérifier l'intégrité des clones ;
• Comment gérer les données personnelles, comment mettre à jour ;
• Comment revenir aux « réglages d'usine », pour dépersonnaliser une clé vive, par exemple avant de la communiquer à un tiers ;
• Comment se réalise une version spécialisée de FREEDUC-USB.

Liens et références

• La distribution KNOPPIX est basée sur les paquets Debian ;
• Les projets de l'association OFSET, sur sourceforge.net
• Le projet FREEDUC
• Une utilisation particulière : outil de laboratoire de physique ; conjointement au matériel libre Expeyes, la distribution sur clé USB vive FREEDUC-SCIENCES offre un environnement complet pour la pédagogie des sciences expérimentales.

Sciences, expériences, liberté : Expeyes

Communication orale, 15 à 30 min.

Le projet Expeyes résulte d'un travail de longue haleine d'AJITH Kumar, enseignant-chercheur à l'IUAC (Inter University Accelerator Centre) de New Delhi en Inde. Celui-ci a voulu permettre l'émergence de la pratique d'expérimentations en sciences physiques, dans un environnement scolaire qui privilégie actuellement le savoir théorique. Tout son savoir-faire a été inclus dans le boîtier Expeyes, qui contient un microcontrôleur et divers composants annexes.

Expeyes est ce qu'on appelle un matériel libre : son plan est publié avec une licence libre, et la programmation du microcontrôleur est sous la licence libre GPL. Tout le monde peut donc reproduire ce matériel à partir de composants standards. Le boîtier permet de remplacer environ quatre oscillographes (de qualités rudimentaires, certes), et offre de nombreuses prestations supplémentaires. Il vient avec un logiciel libre qui permet de la piloter à travers une connexion par un câble USB, et un livre de plus de cent pages d'expériences réalisables en autonomie, abondamment illustré.

Durant la conférence, nous vérifierons « en passant », à l'aide du boîtier Expeyes que la pesanteur est bien 9,8 mètres par seconde au carré dans la salle, que les lampes de la salle s'éteignent 100 fois par seconde (120 fois au Canada et aux États-Unis) sans que nos yeux le remarquent, etc.

Une des particularités majeures de cet ensemble de matériel et logiciel libre, c'est le prix : ça coûte environ le prix de deux livres scolaires. On peut donc envisage de prêter une centrale de mesures à l'année aux étudiants, et leur proposer des devoirs expérimentaux.

Atelier, 30 minutes ou plus

Prise en main d'Expeyes. Réalisation de six à huit expériences tirées du manuel d'Expeyes, ou improvisées. Méthode pour publier de nouvelles descriptions d'expériences à ajouter au manuel.

Références et liens

• Expeyes : un projet, une réalisation matérielle libre, un manuel, une communauté ;
• Expeyes s'utilise aussi avec des médias vifs, comme FREEDUC-PHYSIQUE ; ;
• Expérimentation avec des élèves de l'académie de Versailles ;
• Expeyes, comme appareil « hackable ».

Le conférencier

Georges Khaznadar est un ancien élève de l'École Normale Supérieure de la rue d'Ulm à Paris (promotion 1975), où il a étudié la chimie organique et la biochimie.

Il exerce le métier de professeur de sciences physiques dans l'enseignement secondaire.

Il a complété sa formation en informatique à l'Université de Nancy I, et en sciences des matériaux dans les universités de Lille I et à l'Université du Littoral.

Il est membre de l'organisation Debian en tant que développeur, où il maintient quelques dizaine de paquets logiciels, la plupart à usage pédagogique. Les logiciels dont il est le plus fier sont WIMS (un serveur d'exercices), Units-filter (un analyseur de réponse pour des grandeurs physiques), Chemeq (un analyseur de réponse pour des objets chimiques), Pymecavideo (un analyseur de vidéos pour des études en mécanique du point), Pyacidobasic (un simulateur de réactions acido-basiques).

Il participe depuis 2006 à l'organisation des Rencontres mondiales du Logiciel Libre (RMLL), en tant que coordonnateur du thème Sciences-Éducation et reste en rapport avec plusieurs personnes intéressées par ce thème. Il participe à plusieurs associations de promotion de logiciels libres : OFSET une organisation internationale de promotion des logiciels libres éducatifs, APRIL association française pour la défense des logiciels libres, WIMSÉDU association internationale des usages de Wims, CLX association de promotion des logiciels libres du Nord-Pas de Calais.