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Grasp & Jupyter notebook

Projet

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Annexes

Général
124
Grasp & Jupyter notebook
Grasp & Jupyter notebook
Adrian Holzer & Pascal Felber
adrian.holzer@unine.ch
Technologies de l’Information en FSE et Programmation I en FS
Catégorisation
Bachelor
Master
100 - 300
Responsabiliser
Développer des compétences
Université de Neuchâtel
Sciences
2021
Oui
Description du projet
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.

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. 

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. 

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).

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.

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.

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.

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).   

Illustrations/annexes
https://www.youtube.com/embed/qvYvqb5tB8M
Nouvelles fonctionnalitées
01/06/2022
06/06/2022
Non
Institution Faculté Couleur (Hexadecimal)
Université de Genève Droit #F42941
Université de Genève FPSE #00b1ae
Université de Genève FTI #FF5C00
Université de Genève GSEM #465F7F
Université de Genève Lettres #0067C5
Université de Genève Médecine #96004B
Université de Genève Sciences #007E64
Université de Genève SDS #F1AB00
Université de Genève Théologie #4B0B71
Université de Genève Transversal #CF0063
Situation problématique Page cible Situation Main color Dark color Illustration
Préparer Préparer Prepare #9966ff #613fa4 Préparer.svg
Rendre actifs Rendre actif Engage #33cc99 #269973 RendreActif.svg
Responsabiliser Responsabiliser Make responsible #0099ff #297eb6 Responsabiliser.svg
Faire créer Faire creer Create #ffa248 #bc7c3c FaireCréer.svg
Nom de l'innovation Page Cible Innovation name
Faire voter Faire voter To Vote
Faire collaborer Faire collaborer Encourage cooperation
Questionner Questionner Ask questions
Simuler une situation Simuler une situation Simulate a situation
Développer des compétences Développer des compétences Develop skills
Faire réaliser une production originale Faire réaliser une production originale Have students produce an original production
Faire réagir Faire réagir Generate reactions
Faire gérer un projet Faire gérer un projet Have students manage a project
Faire conceptualiser un projet Faire conceptualiser un projet Have students conceptualize a project
Donner la parole Donner la parole Hear from students
Démontrer Démontrer Demonstrate
Impliquer dans la Recherche Impliquer dans la Recherche Involve students in the research process
Exposer des cas pratiques Exposer des cas pratiques Examine case studies
Impliquer dans l'enseignement Impliquer dans l'enseignement Involve students in the teaching process
Logo Nom court Nom de l'institution
UNIGE Université de Genève
UNINE Université de Neuchâtel