Terminaux mobiles et interactions 3D

Terminaux mobiles et interactions 3D

De nos jours, de nombreux environnements informatiques différents existent. Les chercheurs et les enseignants se sont toujours intéressés à l’apport pédagogique que pourrait avoir ces différents environnements. Aussi, il n’est pas étonnant que l’on retrouve des études et des expérimentations avec l’arrivée de chaque nouvelle technologie sur le marché grand public. On peut retrouver quasiment autant d’expérimentations de terrain que de nouveaux matériels qui ont pu présenter un intérêt pédagogique potentiel.

On peut par exemple citer les premières salles informatiques/multimédia qui sont maintenant présentes dans presque tous les établissements scolaires (au moins dans le secondaire). On peut aussi se souvenir des classes mobiles qui consistaient en un chariot contenant assez d’ordinateurs portables pour les élèves d’une classe et dont le chariot permettait de recharger les portables et de créer un réseau Wifi.

On retrouve enfin dans l’histoire des expérimentations de technologie au service de l’enseignement, les ordinateurs ultra-portables qui n’ont pas vraiment convaincu, puis les tableaux blancs interactifs (TBI) et les ENT qui se sont tous deux généralisés. Actuellement de très nombreuses expérimentations sont en cours autour des tablettes et les attentes sont très fortes autour de cette nouvelle technologie (du point de vue grand public).

Sur le site Éduscol du Ministère de l’Éducation Nationale, on retrouve pas moins de huit expérimentations en cours dont celle du département de la Corrèze où le Conseil Général a doté tous les collégiens de sixième d’un iPad.

Nous avons vu dans le chapitre précédent que les stations de bureau ne sont plus nécessairement les outils les plus pertinents dans le cadre de l’utilisation de logiciels de géométrie dynamique dans l’espace.

Cette hypothèse semble d’autant plus vraie que ces logiciels utilisés sur des stations de bureaux ne le sont en fait qu’avec des lycéens et pas avec des élèves âgés de 9 à 15 ans. On peut alors s’interroger sur le choix le plus pertinent en terme de matériel puis sur les choix des interactions à mettre en œuvre pour permettre aux élèves de la tranche 55! ! ! d’âge étudiée de pouvoir utiliser le logiciel afin qu’il reste un outil et non leur préoccupation majeure au cours d’une activité d’apprentissage.

Afin de comprendre les choix qui ont été faits tout au long de cette étude, nous commencerons par justifier le choix de l’utilisation des terminaux mobiles (que l’on notera TM dans la suite de ce mémoire) et plus précisément des tablettes tactiles multi-touch.

Dans un second temps, nous présenterons les différents types de terminaux mobiles ainsi que les différents systèmes d’entrée possibles. Puis, nous ferons un bref point sur l’ergonomie mobile avant de faire un état de l’art concernant les techniques d’interactions 3D sur de tels périphériques.

Ces techniques d’interactions concernent essentiellement la manipulation (translation, rotation et redimensionnement) d’objets tridimensionnels à partir de terminaux mobiles où l’affichage sur l’écran est par nature bidimensionnel. Nous terminerons par la présentation de langages et grammaires de gestes ainsi que de classifications des interactions.

Pourquoi les terminaux mobiles ?

Dans notre première partie didactique, nous avons vu que les logiciels de géométrie dynamique permettent de créer des liens entre le monde réel physique des objets de l’espace et le monde graphique des représentations planes de ces objets. Mais nous avons aussi mis en évidence le fait que ces liens ne sont pas continus. En effet, ces logiciels sont destinés et pensés pour être utilisés sur des ordinateurs de bureau ou des ordinateurs portables. Dans tous les cas, ils sont pensés pour un usage sur un poste statique par les élèves.

Ainsi, il n’est pas possible pour un utilisateur de se déplacer pour aller observer la scène depuis différents points de vue, il peut seulement faire tourner la scène. Si le résultat final peut sembler similaire, cette démarche ne correspond pas ni à la réalité, ni à ce qu’il pourrait vouloir faire pour aller observer une scène sous un autre angle. En terme d’enseignement, ce sont bien deux tâches différentes dans le développement de la structuration de l’espace.

Pour pallier ce problème, la première idée qui vient à l’esprit est de rendre mobile le matériel afin de permettre à l’élève de se déplacer. On peut alors envisager d’utiliser un ordinateur portable puisque les logiciels de géométrie dans l’espace sont prévus pour fonctionner avec ce type de matériel. Mais là se pose alors un second problème : comment savoir où se situe l’ordinateur portable par rapport à la scène et quelle est son orientation ?

A nouveau problème, nouvelle solution, il suffit alors de rajouter des capteurs sur l’ordinateur portable. Dans ce contexte, il apparaît alors intéressant de se pencher vers les terminaux mobiles (TM) actuels qui intègrent déjà des capteurs. De plus, ces terminaux mobiles ont l’avantage d’être généralement plus légers et donc plus facilement manipulables en classe par des élèves de 9 à 15 ans. Nous voyons trois autres intérêts à l’utilisation d’un terminal mobile pour notre étude.

Le premier est la longue tradition d’utilisation des terminaux mobiles en Mathématiques. Le deuxième intérêt est le potentiel pédagogique de cette technologie mis en avant par les études de la communauté éducative réalisées comme nous allons le voir dans les établissements scolaires.