ID

124

Miniature

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Nom du projet

Grasp & Jupyter notebook

Name of project

Grasp & Jupyter notebook

Réalisé par

Adrian Holzer & Pascal Felber

Membres

Contact

adrian.holzer@unine.ch

Cours

Technologies de l’Information en FSE et Programmation I en FS

Code Cours

Cursus

Bachelor
Master

Nombre d'étudiants

100 - 300

Situation problématique

Responsabiliser

Innovation

Développer des compétences

Institution

Université de Neuchâtel

Faculté

Sciences

Année de mise en place

2021

Prix

Année Prix

Observation acceptée

Oui

Description courte (~250 chars)

Ce projet permet aux étudiant-es d’effectuer en autonomie l’apprentissage et la révision de concepts de programmation à travers de courtes capsules vidéo sur les concepts, des ressources interactives additionnelles pour approfondir ces concepts (selon leur niveau et leurs besoins) ainsi que des exercices auto-évalués.

Situation de départ

Les concepts de base en programmation (variables, conditions, boucles, fonctions, listes) sont enseignés dans de nombreux cursus universitaires et deviennent même des compétences de base lors des études précédant l'université. Qui plus est, ces concepts représentent souvent des prérequis pour des cours plus avancés liés à des compétences digitales. Ainsi, les compétences de base en programmation deviennent de plus en plus importantes et constituent un fondement pour de nombreux cours au sein de toutes les facultés. L’enseignement de celles-ci est néanmoins souvent considéré comme fastidieux et effrayant.   

Le projet pédagogique, conçu pour changer cette idée reçue, concerne les cours « Technologies de l’Information en FSE » et « Programmation I en FS » dispensés en Bachelor et en Master à l’Université de Neuchâtel. Le principe pédagogique est de proposer des travaux pratiques aux non-informaticien-nes (les mathématicien-nes, les biologistes, etc.) pour les introduire à la programmation en langage Python. L’objectif du projet est d’ouvrir l’informatique en tant qu’outil interdisciplinaire indispensable et de trouver une autre approche pour enseigner l’informatique à des non-informaticien-nes. 

Un grand défi dans de nombreux cours de compétences digitales est le niveau hétérogène des étudiant-es qui force les enseignants à revoir des bases au détriment de contenu plus avancé. 

Mise en place et déroulement

Dans le cadre du projet, les étudiant-es peuvent effectuer en autonomie l’apprentissage et la révision de concepts de programmation à travers de courtes capsules vidéo sur les concepts, des ressources interactives additionnelles pour approfondir ces concepts (selon leur niveau et leurs besoins) ainsi que des exercices auto-évalués.  

Ces 3 types de supports d’enseignement sont développés avec des outils numériques offrant une nouvelle approche pédagogique et dont l’usage se généralise dans le monde académique. Graasp permet de développer différents modules avec des diapositives interactives et est utilisé pour concevoir des exercices auto-corrigés pour l’enseignement de base de Python. Jupyter notebook est pratique pour la création et le partage des fichiers liés au domaine computationnel. Replit est utilisé pour le développement en ligne et permet de proposer des travaux dans un environnement multi-langage et multi-utilisateur.  

Concrètement, le projet vise à produire 4 capsules qui pourront être utilisées : 

• dans les cours de base pour permettre aux étudiant-es de regarder les vidéos théoriques avant de venir en cours, ce qui permet de mieux se concentrer sur l’apprentissage actif en classe ; 
• comme mise à niveau autonome optionnelle pour les étudiant-es qui suivent un cours avec un prérequis ; 
• comme outil de rayonnement, en les partageant avec d’autres institutions du fait par exemple que l’informatique devienne une discipline obligatoire dans les études précédant l’université. De plus, l’UNINE commence à former les enseignant-es à cette discipline : cela crée une demande de supports de qualité pour les aider à donner des bases solides aux futur-es étudiant-es de l’université. 

Retour et conseils

En construisant une base de support d’enseignement, il est nécessaire de trouver des sujets différents en fonction des formations des apprenant-es. Ainsi, les exemples utilisés pour les mathématicien-nes ne devraient pas être les mêmes que ceux pour les biologistes. Le choix devrait être dirigé vers des exemples concrets et des problématiques ciblées et non pas des sujets génériques.  

Les capsules pédagogiques durent entre 3 et 5 min. Il est à noter que les vidéos complètent un apprentissage actif en présentiel, mais ne le remplacent pas. 

Les diapositives interactives devraient contenir une interface avec un codage et une présentation des résultats en direct. Néanmoins, il faudrait prendre en considération que les exercices auto-corrigés ne remplacent pas les cours en présentiel, mais représentent un support complémentaire et permettent aux étudiant-es d’avancer à leur rythme lors d’un apprentissage autonome ou des révisions pour les examens.  

Il est également bénéfique d’ajouter un aspect ludique (gamification) dans les exercices auto-évaluer pour motiver les étudiant-es à persévérer (voir De Santo et al. 2022).

Avis des étudiant-es

Short description (~250 chars)

This project enables students to learn and revise programming concepts independently, through short video clips on the concepts, additional interactive resources to explore these concepts in greater depth (according to their level and needs) and self-assessment exercises.

Initial situation

Basic programming concepts (variables, conditions, loops, functions, lists) are taught in many university courses and even become core competencies in pre-college studies. Moreover, these concepts are often prerequisites for more advanced courses related to digital skills. Thus, basic programming skills are becoming more and more important and form a foundation for many courses in all faculties. Learning them, however, is often considered tedious and scary.    

The pedagogical project, designed to change this perception, concerns the "Information Technology in ESF" and "Programming I in SF" courses taught in Bachelor and Master programs at the University of Neuchâtel. The pedagogical principle is to propose practical work to non-informaticians (mathematicians, biologists, etc.) to introduce them to programming in the Python language. The goal of the project is to open computer science as an indispensable interdisciplinary tool and to find another approach to teaching computer science to non-computer scientists.  

A big challenge in many digital skills courses is the heterogeneous level of students which forces teachers to review the basics at the expense of more advanced content.

Project implementation

Within the framework of the project, students can independently learn and review programming concepts through short video clips on the concepts, additional interactive resources to deepen these concepts (according to their level and needs) as well as self-assessed exercises.   

These 3 types of teaching materials are developed with digital tools offering a new pedagogical approach and whose use is becoming widespread in the academic world. Graasp allows to develop different modules with interactive slides and is used to design self-correcting exercises for basic Python teaching. Jupyter notebook is convenient for creating and sharing files related to the computational domain. Replit is used for online development and allows to propose work in a multi-language and multi-user environment.   

Concretely, the project aims to produce 4 video capsules that can be used:  

• in core courses to allow students to watch the theory videos before coming to class, thus allowing them to better focus on active learning in class.  
• as an optional self-study for students taking a course with a prerequisite.  
• as an outreach tool, by sharing them with other institutions as, for example, computer science becomes a mandatory discipline in pre-university studies. Moreover, the UNINE is starting to train teachers in this discipline: this creates a demand for quality materials to help them give a solid foundation to future university students.

Thoughts and advice

In building a base of teaching materials, it is necessary to find different topics for different learners' backgrounds. Thus, the examples used for mathematicians should not be the same as those for biologists. The choice should be directed towards concrete examples and targeted problems and not generic topics.   

The capsules last between 3 and 5 minutes.  It should be noted that videos complement, but do not replace, active face-to-face learning.  

The interactive slides should contain an interface with live coding and presentation of results. Nevertheless, it should be considered that self-administered exercises do not replace face-to-face lectures, but are a complementary support and allow students to progress at their own pace when learning independently or reviewing for exams.   

It is also beneficial to add a gamification aspect to self-assessment exercises to motivate students to persevere (see De Santo et al. 2022).   

Student feedback

Illustration principale (Image ou lien vidéo)

https://www.youtube.com/embed/qvYvqb5tB8M

Gallerie d'illustration

https://www.unige.ch/innovations-pedagogiques/download_file/view/987/1419

https://www.unige.ch/innovations-pedagogiques/download_file/view/986/1419

https://www.unige.ch/innovations-pedagogiques/download_file/view/988/1419

Annexes

• Poster du projet 
• Espace Graasp : Intro Python 2022 
• Capsules vidéo : Premiers par avec Python
• Article De Santo et al. (2022) Promoting Computational Thinking Skills in Non-Computer Science Students Gamifying Computational Notebooks to Increase Student Engagement

Page du projet

Grasp & Jupyter notebook

Date Publication

01/06/2022

Date Mise à jour

Projet en vedette

Non

Institut

Mots clés

Personne

Statut