Associer des cours en ligne à effectif limité et des salles intelligentes

Exploration et pratique du modèle d’enseignement hybride « SPOC+salle de classe intelligente »  

Gou Naying, Zhang Guangya, Jin Guowang

Qing Zhujun, Qi Jiangtao  

Université des Mers du Guangdong  

Résumé:Cet exemple propose de manière innovante un modèle d’enseignement hybride combinant l’environnement de classe intelligente et la plateforme SPOC, et construit un système d’enseignement intégré couvrant « l’apprentissage préalable avant la classe, l’étude en cours de classe et l’apprentissage prolongé après la classe ». Après trois ans et six semestres, avec 3753 étudiants, cette approche a été validée par la pratique : le taux de satisfaction des étudiants atteint 90 %, et plus de 50 prix ont été remportés. Cela résout efficacement les problèmes liés à la retardation théorique, à un faible niveau de participation et à un manque de personnalisation dans l’enseignement traditionnel, et offre une voie pratique reproductible pour la réforme de l’enseignement en classe dans un environnement de classe intelligente.    

Mots-clés:SPOC ; salle de classe intelligente ; enseignement hybride    

Avec le développement approfondi de l’informatisation de l’éducation et la transformation numérique des universités, les méthodes d’enseignement et les modes d’apprentissage dans les cours universitaires ont connu des changements significatifs. Les institutions d’enseignement supérieur ont dû rapidement mettre à jour leurs stratégies pédagogiques pour s’adapter aux tendances de l’informatisation de l’éducation. Afin de promouvoir le développement de l’enseignement intelligent et de favoriser la réforme des cours universitaires, l’Université de la mer du Guangdong a réussi à construire et à mettre en service cinq salles de classe intelligentes en mars 2021. Cependant, lors de l’utilisation des salles de classe intelligentes, nous avons constaté que, bien que de nombreux enseignants demandent l’utilisation de ces salles, ils transposent souvent simplement le mode de cours traditionnel dans ces salles, maintenant un modèle pédagogique traditionnel centré sur l’enseignant et où les étudiants acceptent passivement. Ce modèle ne permet pas pleinement l’utilisation du potentiel des salles de classe intelligentes, ni ne renforce efficacement les capacités d’innovation et de pratique des étudiants, ce qui est contraire aux principes fondamentaux de l’informatisation de l’éducation. Sur cette base, Zhang Guangya, directeur du Centre de Technologie de l’Éducation Moderne de l’Université de la mer du Guangdong, et son équipe, dans le contexte de la transformation numérique des universités et de la réforme des cours universitaires, en réponse aux besoins du pays en matière de développement de l’enseignement informatisé dans les universités, en se référant à l’expérience des plateformes d’enseignement en ligne nationales et internationales dans la construction de ressources informatisées, ont réussi à obtenir un projet clé de réforme de l’éducation et de l’enseignement de la province du Guangdong. Ils ont exploré initialement la mise en place d’un cours optionnel en éducation générale scientifique intitulé « Sécurité des informations à l’ère de la mobilité mobile Internet », en utilisant un modèle hybride SPOC (Small Private Online Course). L’objectif est de créer un modèle pédagogique hybride basé sur « SPOC + salles de classe intelligentes », afin d’aider les enseignants à développer leurs idées pédagogiques, de tirer pleinement parti de l’environnement des salles de classe intelligentes pour soutenir les activités d’enseignement, et de renforcer davantage l’efficacité des cours universitaires. Cela offrira également des références pratiques pour les enseignants de terrain dans l’utilisation des salles de classe intelligentes.  

I. Analyse des problèmes  

« La protection de la sécurité des informations à l’ère de l’Internet mobile » est un cours pratique, à jour et interdisciplinaire, proposé par l’école comme cours de formation générale pour tous les étudiants universitaires. Le contenu du cours couvre des domaines de pointe tels que la sécurité des appareils mobiles, les techniques de chiffrement de données, la défense contre les attaques en ligne et la protection de la vie privée. L’objectif est que les étudiants puissent acquérir une base théorique en sécurité des informations dans l’ère numérique, renforcer leur conscience de la sécurité des informations, et également améliorer leurs compétences clés telles que la détection des vulnérabilités et l’évaluation des risques grâce à des activités pratiques.  

Cependant, le modèle d’enseignement traditionnel présente trois contradictions importantes dans la mise en œuvre du cours : premièrement, le décalage entre théorie et pratique : dans le domaine de la sécurité informatique, les technologies évoluent rapidement, tandis que les contenus des manuels sont mis à jour plus lentement. Les cours se concentrent souvent sur les théories classiques, ce qui empêche les étudiants de découvrir les dernières technologies ; deuxièmement, la participation des étudiants est insuffisante : les cours impliquent de nombreux concepts abstraits, et dans le modèle traditionnel où l’enseignant est le principal acteur, les étudiants acceptent passivement les connaissances, la collaboration en groupe et les discussions approfondies sont limitées ; troisièmement, il est difficile de fournir un accompagnement personnalisé : les différences dans les compétences numériques des étudiants sont importantes (les étudiants proviennent de différentes spécialités, certains n’ont pas de base en programmation, d’autres ont déjà participé à des compétitions CTF). Il est difficile de suivre un rythme d’enseignement uniforme pour répondre aux besoins personnalisés, et les questions après cours dépendent de cours en présentiel, ce qui est peu efficace.  

II. Études et argumentation  

(1) Stratégies de construction du modèle d’enseignement hybride “SPOC+ classe intelligente”  

Pour résoudre les difficultés de l’application traditionnelle du modèle d’enseignement dans les salles de classe intelligentes, où elle est simplement transférée mais les fonctions restent inutilisées, ainsi que les contradictions exprimées dans le cours « Sécurité des données dans l’ère du mobile internet », l’équipe, en se basant sur les réalités de l’école, propose un modèle d’enseignement hybride « SPOC + salles de classe intelligentes » dont la logique centrale est « fourniture précise de ressources en ligne + interaction approfondie en situation physique ». Ce modèle dépasse les limites de l’enseignement traditionnel qui se concentre uniquement sur un seul aspect en classe ; il s’appuie sur la théorie de l’apprentissage hybride et la théorie de l’apprentissage constructiviste, et combine les expériences pratiques d’enseignement informatisé dans les universités nationales et internationales, afin de construire un système d’enseignement intégré couvrant « apprentissage préalable avant le cours – étude en cours – apprentissage après le cours » (voir figure 1). Les stratégies de construction sont les suivantes :  

(1) Avant la classe : fourniture précise des ressources, apprentissage guidé par des tâches. Le design du modèle d’enseignement commence par « analyse des besoins des élèves ». Grâce à la collaboration entre la plateforme SPOC et le système de gestion de la salle de classe intelligente, une intégration dynamique des ressources pédagogiques et une diffusion précise des tâches hiérarchisées sont réalisées. Les actions pratiques comprennent trois étapes : intégration dynamique des ressources, conception de tâches hiérarchisées, collecte de données d’apprentissage.  

(2) En cours : fusion entre en ligne et hors ligne, interaction profonde dans les scénarios. Les activités en cours ont pour objectif principal « surmonter les difficultés en ligne, renforcer la pratique et favoriser la collaboration approfondie ». Grâce aux fonctionnalités de la salle de classe intelligente – interaction multi écrans, retour en temps réel, réduction des scénarios – une intégration organique entre l’apprentissage en ligne et l’interaction en présentiel est réalisée.  

(3) Après le cours : réflexion guidée par les données, amélioration du cycle de feedback. La phase après le cours se concentre sur « le suivi de l’efficacité de l’apprentissage, l’optimisation des stratégies d’enseignement ». Grâce à un système d’évaluation diversifié combinant « l’évaluation par processus + l’évaluation par résultats » et un mécanisme de réflexion basé sur « le retour des données – optimisation des stratégies », une itération continue du modèle d’enseignement est réalisée.  

(2) Évaluation de l’efficacité pédagogique et de la pratique du modèle d’enseignement hybride « SPOC+ classe intelligente »  

Le temps de mise en œuvre spécifique de cet exemple s’étend jusqu’à présent à trois ans et six semestres, avec un semestre comme période de référence, et 3753 personnes ont bénéficié de l’enseignement. Le processus de mise en œuvre est le suivant :  

Avant le cours : ① Intégration dynamique des ressources, en combinant les caractéristiques « pratiques, temporelles et interdisciplinaires » du cours « Sécurité des données dans l’ère de l’Internet mobile », chargement de documents de référence sectoriels (comme le « Rapport sur la sécurité de l’Internet mobile 2024 »), intégration d’exemples classiques (vidéos éditées à partir de segments de films sur la sécurité informatique, exemples d’enseignement éthique dans les cours, analyses d’incidents de fuites de données dans les applications), ainsi que des explications sur les technologies de pointe, afin de garantir une mise à jour continue des connaissances et une évolution technologique. ② Distribution de tâches hiérarchisées, en tenant compte des différences dans les compétences numériques des étudiants (par exemple, les étudiants ayant des bases faibles en programmation et ceux participant aux compétitions CTF), les enseignants publient sur la plateforme pédagogique des tâches en trois niveaux : « fondamental », « avancé » et « développé ». Le niveau fondamental se concentre sur la compréhension des concepts, le niveau avancé met l’accent sur l’application des principes, et le niveau développé encourage l’exploration des innovations, répondant ainsi à la nécessité d’une enseignement adapté à chaque étudiant. ③ Collecte de données d’apprentissage : après que les étudiants aient accompli les tâches en ligne, la plateforme génère automatiquement un « profil d’apprentissage personnel » (incluant le taux de maîtrise des connaissances, le temps de réalisation des tâches, les points de erreur fréquents, etc.) et compile un « liste des problèmes de classe », qui est transmise simultanément aux terminaux pédagogiques des salles intelligentes, fournissant ainsi des données pour une enseignement précis pendant le cours.  

En classe : l’enseignant en ligne publie les contenus d’apprentissage en avance, en fonction de la situation réelle de l’enseignement et des tâches d’apprentissage. Les étudiants peuvent se connecter à la plateforme d’apprentissage selon leurs propres besoins, à n’importe quelle heure pendant la période prévue par les tâches, afin d’apprendre les connaissances de base de manière autonome. Le système marque automatiquement les éléments qui ne sont pas maîtrisés, afin de définir clairement les objectifs pour les séances en présentiel. En présentiel, cela s’appuie sur les salles de classe intelligentes, qui sont soutenues par des équipements tels que des écrans interactifs intelligents, des tables de discussion par groupes, des systèmes de diffusion enregistrée et des terminaux pédagogiques IoT. Cela permet de réaliser trois fonctions essentielles : interaction sur plusieurs écrans, retour en temps réel, et réduction des scénarios. Dans le cadre de l’internalisation des connaissances, grâce au modèle « apprentissage en ligne + discussion en présentiel », des séances de petite taille sont organisées autour des points de erreur fréquents recensés sur la plateforme d’apprentissage en ligne, et l’efficacité de la compréhension est vérifiée immédiatement via la fonction de vote par groupe. Dans le cadre du renforcement pratique, des plateformes d’expériences virtuelles sont utilisées ; les étudiants simulent des scénarios d’attaques via les terminaux IoT, tandis que l’enseignant surveille en temps réel le processus d’opération sur l’écran pédagogique.  

Après le cours : ① Un système d’évaluation diversifié, combinant les “données d’apprentissage en ligne” recueillies par les plateformes d’enseignement en ligne (taux de visionnage complet des vidéos, taux de réussite des tests, qualité des commentaires dans les forums de discussion) et les “données de comportement en classe” collectées dans les salles intelligentes (participation aux discussions en groupe, précision des opérations expérimentales, scores des commentaires des experts). Des pondérations d’évaluation sont établies à “apprentissage en ligne (30 %) + interaction en classe (40 %) + pratique complète (30 %)”, reflétant de manière complète le processus entier de “maîtrise des connaissances – amélioration des compétences – développement de la compétence” des étudiants. ② Distribution de ressources d’apprentissage personnalisées : en fonction de “l’image d’apprentissage individuelle” et des résultats d’évaluation des étudiants, des ressources d’apprentissage personnalisées sont proposées pour les “concepts non maîtrisés”. Pour ceux dont la maîtrise des connaissances est insuffisante, des vidéos enregistrées sont fournies, et un système de “réponse individuelle” est ouvert afin de répondre aux besoins d’apprentissage différenciés. ③ Optimisation dynamique des stratégies d’enseignement : après chaque phase d’apprentissage, les enseignants se connectent à la plateforme de vidéos enregistrées pour regarder les vidéos d’enseignement, réfléchissent sérieusement aux méthodes d’enseignement et améliorent ainsi leur pratique. De plus, à la fin de chaque semestre, via des entretiens individuels et des enquêtes, on comprend les opinions et impressions des étudiants concernant le modèle d’enseignement hybride basé sur “SPOC + salles intelligentes”, afin de formuler une évaluation plus complète et objective de ce modèle. En fonction des problèmes rencontrés dans la pratique d’enseignement, le modèle d’enseignement est révisé et amélioré, permettant une optimisation continue des phases et du contenu d’enseignement. Les enseignants prennent en compte les retours des étudiants et les données statistiques (par exemple « 82 % des étudiants estiment que les expériences virtuelles ont amélioré leurs compétences pratiques » ; « 35 % des étudiants suggèrent d’augmenter la proportion d’exemples liés à l’industrie ») afin de mener des réflexions pédagogiques dans des dimensions telles que l’allocation du temps en ligne et hors ligne (par exemple, si nécessaire de prolonger la durée des expériences) et l’adéquation des ressources (par exemple, si les exemples correspondent aux tendances technologiques actuelles), créant ainsi un mécanisme d’amélioration en boucle « identification des problèmes – ajustement des stratégies – répétition de l’exercice » pour renforcer continuellement l’adaptation du modèle et du cours.  

(3) Résultats de la recherche  

1. Formation des étudiants

Le modèle d’enseignement hybride “SPOC+Salle d’enseignement intelligente” a été mis en œuvre pendant 6 semestres d’enseignement, avec 3753 étudiants qui ont choisi des cours. L’efficacité de l’enseignement est remarquable, les résultats des étudiants se sont améliorés significativement, et leur capacité d’innovation s’est renforcée. Selon une enquête sur la satisfaction des cours, 90 % des étudiants estiment que “les ressources en ligne peuvent aider efficacement à comprendre les points difficiles”, et 85 % reconnaissent que “les séminaires en présentiel ont résolu les zones d’omniprésence dans l’apprentissage individuel”. L’équipe d’enseignement, par le développement des cours et la formation de groupes d’étudiants, a dispensé des formations avancées en sécurité informatique, a participé à des compétitions nationales de sécurité informatique pour étudiants universitaires, à la Coupe Strong Net nationale de sécurité informatique, à la Coupe Yangcheng de sécurité informatique, etc., et a remporté plus de 50 prix, dont des premiers et seconds prix dans des compétitions nationales ; l’école a reçu le prix de meilleure organisation lors du concours de développement des compétences et de innovation technologique BRI et BRICS en 2023 ; les enseignants du cours, Zhang Guangya et Jin Guowang, ont été plusieurs fois nommés meilleurs instructeurs.  

2. Croissance des enseignants

Le coursier de « Combien de choses connaissez-vous sur la sécurité informatique ? » créé par les enseignants du cours a participé à la présentation des œuvres d’informatisation de l’éducation dans les établissements agricoles supérieurs en 2022, et a reçu le « Meilleur coursier ». L’œuvre de micro-cours « Savez-vous ce qu’est un hacker ? » a participé à la présentation des œuvres d’informatisation de l’éducation dans les établissements agricoles en 2023, et a reçu le « Micro-cours excellent ». L’œuvre de micro-cours « Pare-feu réseau » a participé à la présentation des œuvres d’informatisation de l’éducation dans les établissements agricoles en 2024, et a reçu les titres de « Micro-cours gagnant » et « Micro-cours excellent ». Les enseignants de l’équipe de cours ont publié 3 articles publiés ouvertement basés sur les projets de cours, ce qui a efficacement promu le modèle d’enseignement.  

3. Promotion de cas

De plus, l’équipe d’enseignants du cours, basée sur la pratique pédagogique de ce cours, a reçu un projet de collaboration entre industrie et éducation en 2022 du département de l’enseignement supérieur du ministère de l’Éducation (projet de réforme du contenu et du système de cours : « Pratiques de protection de la sécurité des informations à l’ère de l’Internet mobile »). Deux séances de formation sur la sécurité des réseaux ont été organisées pour tous les enseignants et étudiants. Par diverses activités telles que concours et enquêtes de questionnaire, la conscience de sécurité des informations et les compétences de protection des enseignants et étudiants ont été efficacement améliorées. L’équipe a également réalisé un cas d’enseignement, qui a été partagé entre l’école et les établissements frères (par la participation à des expositions de projets informatisés universitaires), servant de référence pour les enseignants concernés. De plus, les membres de l’équipe ont activement promu leurs expériences de succès, et ont encadré attentivement les enseignants de l’école dans la création de microcours, contribuant ainsi à des succès répétés dans les expositions de projets informatisés en éducation dans les établissements agricoles supérieurs entre 2022 et 2024.  

4. Construction d’écoles

L’équipe, en participant activement aux projets de réforme pédagogique pour les salles de classe intelligentes, a contribué à la construction de l’informatisation de l’école, et a élaboré et perfectionné des plans de construction multimédias. À ce jour, la construction de nouvelles salles multimédias (salles de classe intelligentes) a été réalisée : à l’académie Huguang, pour les disciplines humanistes (27 salles, budget 9700000), au bâtiment Guangxue (16 salles, budget 2000000), et à l’académie Xiashan, pour l’enseignement des étudiants de troisième cycle (20 salles, budget 2000000). Le système d’enseignement combinant en ligne et hors ligne pour toutes les 323 salles multimédias de l’académie Zhanjiang a également été mis en place. Ces réalisations ont été utilisées lors de la nouvelle évaluation de la formation universitaire, et ont reçu des évaluations positives de tous les experts.  

III. Conclusion et enseignement  

Cet exemple montre que le modèle d’enseignement hybride « SPOC + salle de classe intelligente » résout efficacement les problèmes tels que le retard théorique, le faible niveau de participation et le manque de personnalisation dans le cours « Sécurité des informations à l’ère de l’internet mobile », grâce à la fourniture précise de ressources en ligne et à l’interaction approfondie en présentiel, ce qui améliore significativement les compétences pratiques et l’esprit d’innovation des étudiants.

(1) Les outils technologiques doivent servir l’essence de l’enseignement

L’utilisation de SPOC et de salles de classe intelligentes ne vise pas simplement à rechercher l’avant-garde technologique. Dans l’application des outils technologiques, il est essentiel de rester centré sur l’élève, et toutes les technologies servent à permettre aux élèves de maîtriser mieux les connaissances. Notre objectif en utilisant les technologies de l’information est de mieux répondre aux besoins de l’éducation moderne et d’améliorer la qualité et l’efficacité de l’enseignement. La combinaison de SPOC et de salles de classe intelligentes offre aux élèves un environnement d’apprentissage plus flexible et interactif, rendant le processus d’apprentissage plus personnalisé et efficace. Grâce à ce modèle pédagogique innovant, les élèves peuvent accéder à des ressources d’apprentissage plus riches et diversifiées, tandis que les enseignants peuvent utiliser les technologies pour suivre plus facilement l’avancement des élèves et ajuster en temps opportun les stratégies d’enseignement, afin que chaque élève puisse réaliser des progrès concrets au cours du processus d’apprentissage.

(2) Le rôle du enseignant doit passer d’« enseignant » à « concepteur »

Dans le contexte de l’ère de l’informatisation, le rôle du enseignant présente des caractéristiques diversifiées. Pour cela, l’enseignant doit posséder une compétence de base en technologies de l’information, incluant la pensée basée sur les données, la capacité à intégrer des ressources et la capacité à créer des scénarios. En même temps, il doit maîtriser les technologies de réseaux informatiques et être familiarisé avec l’ensemble du processus d’apprentissage en ligne. L’enseignant doit surveiller en temps réel l’état d’apprentissage des élèves afin de garantir la cohérence et l’efficacité des activités pédagogiques. À chaque étape de l’enseignement, y compris avant, pendant et après l’enseignement, l’enseignant doit concevoir et mettre en œuvre différents plans et objectifs pédagogiques. Durant l’étape préalable à l’enseignement, l’enseignant doit effectuer une analyse approfondie des besoins ; pendant l’enseignement, il doit continuer à utiliser une méthode d’enseignement orientée vers les tâches, mettant l’accent sur l’étude des tâches et les points clés ; durant l’étape post-enseignement, il doit évaluer les élèves via un système SPOC et utiliser une plateforme en ligne pour mesurer l’autonomie d’apprentissage des élèves, puis effectuer une réflexion pédagogique et analyser en profondeur les points faibles dans le processus d’enseignement. Par conséquent, l’enseignant doit continuer à enrichir et améliorer ses compétences professionnelles, et adopter une approche de apprentissage permanent.

(3) La promotion des modèles doit tenir compte des caractéristiques du cours

Pour les cours à forte dimension pratique et où les connaissances sont constamment mises à jour (comme la sécurité informatique ou l’intelligence artificielle), l’enseignement hybride présente des avantages plus marqués ; quant aux cours théoriques, il est nécessaire de concevoir avec soin le rapport entre enseignement en ligne et en présentiel, afin d’éviter une “hybridation pour la simple raison de la hybridité”. Tous les cours ne sont pas adaptés à l’enseignement hybride ; il faut choisir le mode d’enseignement en fonction des caractéristiques du cours. Les expériences montrent que l’enseignement hybride a un effet significatif dans la stimulation de l’intérêt des étudiants et l’amélioration de l’efficacité de l’apprentissage, mais il est important d’éviter une adoption aveugle des modèles, et de garantir une intégration profonde entre technologies et contenu pédagogique pour exploiter pleinement ses avantages. Dans la promotion de cette méthode, il est également essentiel de prendre en compte les retours des étudiants et d’optimiser continuellement la conception de l’enseignement afin d’assurer une efficacité maximale. De plus, les écoles doivent fournir un soutien technique et une formation appropriés aux enseignants, afin qu’ils puissent mieux exploiter les nouveaux modèles, et ainsi améliorer globalement la qualité de l’enseignement. En outre, les écoles doivent mettre en place un système d’évaluation complet, évaluer régulièrement l’efficacité de l’enseignement hybride et identifier rapidement les problèmes rencontrés lors de sa mise en œuvre. Grâce à l’analyse des données, il est possible de comprendre précisément les besoins d’apprentissage des étudiants et les points faibles, afin d’optimiser encore plus les ressources pédagogiques et de garantir une amélioration continue et un développement innovant du modèle d’enseignement hybride.

(4) Créer activement un environnement d’enseignement intelligent

Construire activement un environnement d’enseignement intelligent. Les enseignants doivent changer leurs concepts traditionnels d’enseignement et introduire activement des modèles d’enseignement par tâches tels que le SPOC. Dans les activités d’enseignement, il est essentiel de prendre en compte les besoins d’apprentissage personnalisés des étudiants, afin que les étudiants de différents niveaux puissent suivre un apprentissage différencié. En même temps, il est nécessaire d’encourager les étudiants à changer leur mode d’apprentissage. Le modèle d’enseignement SPOC intègre les ressources pédagogiques en ligne et hors ligne, et utilise une combinaison des deux pour l’enseignement, donc les écoles doivent construire activement des salles de classe intelligentes. De cette manière, la qualité de l’enseignement et l’efficacité d’apprentissage des étudiants peuvent être améliorées efficacement, offrant aux étudiants une expérience d’apprentissage plus riche et diversifiée. La construction de salles de classe intelligentes inclut non seulement l’amélioration des équipements matériels, comme l’installation d’équipements multimédias avancés, mais aussi l’enrichissement des ressources logicielles, comme la disponibilité de nombreux cours en ligne et de plateformes interactives, créant ainsi un environnement d’apprentissage complet et multidimensionnel pour les étudiants ; il inclut également un système de analyse de données intelligents pour surveiller en temps réel l’efficacité de l’enseignement, aidant les enseignants à enseigner de manière plus précise.