Réalité augmentée en classe : préparer votre première leçon

La réalité augmentée en classe fonctionne lorsqu'elle résout ce que le manuel ne résout pas : montrer, dans l'espace de la classe, un processus trop grand, trop lent ou trop lointain pour être observé. Le trajet de l'eau, de la source à la mer, en est l'exemple parfait ; il sert de feuille de route pour préparer votre première leçon sans application, sans laboratoire et avec les téléphones que les élèves possèdent déjà.

Ce texte est né d'une demande reçue par le formulaire de notre agence : une chercheuse en master souhaitait utiliser la réalité augmentée pour que les élèves comprennent le lien entre la rivière et la mer, y compris dans les écoles éloignées de l'océan. C'est l'une des questions les mieux formulées que nous ayons reçues sur le sujet, car elle part du problème d'apprentissage et non de la technologie. Nous utiliserons ce cas comme fil conducteur du pas à pas.

Ce que la réalité augmentée résout dans une leçon, et ce qu'elle ne résout pas

La recherche sur le sujet est désormais assez abondante pour dépasser les impressions. Une méta-analyse publiée en 2019 dans la revue Educational Research Review (Garzón et Acevedo) a réuni 64 études quantitatives, portant sur 4 705 étudiants, publiées entre 2010 et 2018, et a mis en évidence un effet moyen de la réalité augmentée sur le gain d'apprentissage (d = 0,68). En langage de classe : ce n'est pas un miracle, mais c'est un gain constant, comparable à celui de bonnes pratiques pédagogiques déjà connues.

Deux précautions accompagnent ce chiffre. La première : il mesure des leçons conçues autour de la technologie, et non l'effet d'« allumer la caméra » dans une leçon quelconque. La seconde est l'effet de nouveauté : les premières fois, toute ressource différente capte l'attention, et une partie de l'enthousiasme disparaît quand la classe s'y habitue. C'est pourquoi la bonne question n'est pas « la réalité augmentée enseigne-t-elle mieux ? », mais « quelle partie de cette leçon les élèves ne parviennent-ils pas à imaginer seuls ? ».

Elle est généralement utile dans trois situations :

• L'échelle : des choses trop grandes pour tenir dans la salle, comme un bassin hydrographique, un volcan ou le système solaire, ou trop petites pour être vues, comme une cellule.
• Le temps : des processus qui durent des années ou des siècles, comme l'érosion d'une berge ou l'envasement d'un estuaire, condensés en quelques secondes.
• La distance : des lieux que la classe n'a jamais visités. Pour qui étudie à l'intérieur des terres, la mer est une idée ; une maquette posée au sol transforme cette idée en parcours.

En dehors de ces cas, une vidéo ou une bonne illustration suffisent généralement, avec moins de travail.

L'exemple : le trajet de la rivière jusqu'à la mer

Le lien entre la rivière et l'océan n'est pas un détail : c'est l'un des fondements de ce que l'on appelle la culture océanique (en anglais, Ocean Literacy), l'ensemble de sept principes que l'Unesco utilise pour orienter l'éducation à l'océan. Le premier principe affirme que la Terre possède un vaste océan, et parmi les concepts qui le précisent figure l'idée que tous les grands bassins hydrographiques de la planète se jettent dans l'océan. Le même texte rappelle que les rivières et les cours d'eau transportent des nutriments, des sels, des sédiments et des polluants depuis les bassins jusqu'aux estuaires et à la mer.

Autrement dit : les eaux usées, les déchets et la terre qui descendent une rivière à l'intérieur du pays atteignent le littoral, même à des centaines de kilomètres. C'est précisément le type de relation que l'élève comprend le mieux lorsqu'il voit l'eau parcourir tout le trajet.

Au Brésil, l'exemple ne manque pas d'échelle. Selon l'Agence spatiale européenne, le débit de l'Amazone représente environ un cinquième de toute l'eau douce que les continents déversent dans l'océan, et l'embouchure, un labyrinthe de canaux, mesure environ 270 kilomètres de large. Le panache de sédiments bruns qui avance sur l'Atlantique apparaît sur les images satellites, un excellent support pour conclure la leçon.

Le thème s'inscrit aussi dans le calendrier : l'Organisation des Nations unies a proclamé la période 2021-2030 Décennie des sciences océaniques pour le développement durable, et au Brésil, le programme Escola Azul, coordonné par l'Unifesp avec le ministère de la Science, de la Technologie et de l'Innovation et l'Unesco, reconnaît les écoles qui intègrent l'océan au programme scolaire. Une leçon en réalité augmentée sur le bassin de la rivière de votre propre région est un projet qui trouve sa place dans cet agenda.

Pas à pas pour préparer la première leçon

1. Écrivez la question à laquelle la scène répond. Avant de penser à la 3D, définissez une phrase : « où vont les déchets que nous jetons dans la rivière de notre ville ? ». La scène existe pour répondre à cette question, et tout ce qui n'aide pas à y répondre est supprimé.

2. Divisez le parcours en quatre étapes. Source, cours de la rivière (avec ville et cultures sur les rives), estuaire et pleine mer. Quatre scènes courtes, de 10 à 20 secondes chacune, fonctionnent mieux qu'une longue animation. L'élève peut toucher l'écran pour avancer et discuter de chaque étape avec le groupe avant la suivante.

3. Montrez ce qui voyage avec l'eau. C'est ici que la leçon prend du contenu : particules de sédiments, nutriments et, si l'objectif est l'éducation à l'environnement, une bouteille en plastique qui descend la rivière depuis la ville. Utiliser des couleurs différentes pour chaque matière aide la classe à suivre le trajet.

4. Choisissez le format du modèle. Pour s'ouvrir dans le navigateur du téléphone, le standard est le fichier GLB, qui contient géométrie, texture et animation dans un seul fichier. Si le modèle est dans un autre format, notre article sur le format 3D à utiliser explique les différences.

5. Placez un QR code sur le support de la leçon. L'élève pointe la caméra vers le code, la page s'ouvre dans le navigateur et la maquette apparaît au sol de la classe ou sur le bureau. Aucune application à installer, ce qui compte beaucoup à l'école, où personne ne veut demander 30 installations et 30 autorisations.

6. Testez sur les appareils de la classe, pas sur le vôtre. Le téléphone de l'enseignant est rarement le pire téléphone de la salle. Faites le test avec deux ou trois appareils anciens avant le jour de la leçon.

Le téléphone des élèves : ce qui fonctionne et ce qui bloque

La réalité augmentée qui s'ouvre par le navigateur utilise celle du système du téléphone lui-même. Sous Android, l'appareil doit figurer dans la liste des appareils compatibles avec ARCore, de Google ; il ne suffit pas d'avoir une version récente d'Android. Sur iPhone, elle fonctionne à partir de l'iPhone 6s. Ceux qui possèdent un appareil hors de ces conditions ne sont pas exclus si la page propose une seconde porte : le même modèle 3D qui tourne à l'écran, au doigt, sans caméra.

Trois habitudes évitent la plupart des problèmes le jour J :

• Ouvrez le lien dans Chrome ou Safari. Un lien ouvert dans WhatsApp ou Instagram n'active pas la réalité augmentée de l'appareil. Si le QR code est envoyé par message, demandez à la classe de l'ouvrir dans le navigateur.
• Travaillez en groupes. Un téléphone compatible pour trois ou quatre élèves compense l'inégalité des appareils et suscite en plus des échanges sur ce que chacun voit.
• Choisissez le bon sol. Le téléphone doit reconnaître la surface : un sol avec un peu de texture et une bonne lumière fonctionne mieux qu'une table blanche et brillante. Déplacer lentement l'appareil pendant deux ou trois secondes avant de positionner la scène aide à la fixer.

Nous détaillons les exigences et les solutions pour les appareils simples dans l'article sur la réalité augmentée sur un téléphone basique.

QR code sur papier ou viser l'image du livre ?

Il existe une autre façon de déclencher la scène : le téléphone reconnaît l'illustration de la page elle-même et la maquette apparaît dessus. C'est joli, mais lors de nos tests, le modèle attaché à l'image tremblait, tandis que le même modèle positionné au sol restait stable. Pour une maquette de bassin hydrographique, qui doit rester immobile pendant que le groupe discute, le chemin le plus sûr est le QR code avec la scène au sol. L'image imprimée fonctionne bien comme déclencheur ; comme ancrage, elle dépend d'un papier mat, d'une page plane et d'une bonne lumière. Nous comparons les deux voies en détail dans l'article sur le livre en réalité augmentée.

Une précaution de langage évite aussi les frustrations : dites aux élèves que la maquette « apparaît dans l'espace de la salle », et non qu'elle apparaît en taille réelle. Un bassin hydrographique entier tient au sol justement parce qu'il est en miniature, et cela fait partie du charme.

Qui crée le modèle et combien cela coûte

Il existe trois voies, de la moins chère à la plus sur mesure :

• Modèle prêt à l'emploi. Il existe des bibliothèques de modèles 3D dont les licences autorisent l'usage éducatif. Cela convient aux thèmes génériques, comme un volcan ou le corps humain, mais il est peu probable de trouver un modèle de la rivière de votre région.
• Plateforme de publication. Une fois le modèle en main, une plateforme de réalité augmentée par navigateur génère le lien et le QR code. La nôtre, WebAR, propose un forfait gratuit avec un modèle pendant 7 jours, suffisant pour tester une leçon.
• Modèle sur mesure. Lorsque la leçon dépend du lieu réel (la rivière de la ville, l'embouchure que la classe connaît), le modèle est créé de zéro, avec l'animation des quatre étapes. Le prix dépend du nombre de scènes et du niveau de détail ; nous expliquons ce qui pèse sur le budget dans combien coûte la création en réalité augmentée.

Pour les projets scolaires ou de recherche, mieux vaut commencer petit : une scène, une classe, une question. Si cela fonctionne, les autres étapes viendront ensuite.

Les erreurs qui font échouer la leçon

• Scène trop longue. Une animation de deux minutes devient une vidéo ; la classe cesse d'explorer et commence à attendre.
• Texte dans la scène. De petites lettres flottant dans l'espace sont difficiles à lire sur un téléphone. L'explication revient à l'enseignant et à la fiche d'activité.
• Pas de plan B. Le Wi-Fi de l'école est tombé ou la moitié des appareils n'est pas compatible ? Prévoyez le modèle rotatif à l'écran et une courte vidéo de la scène.
• La technologie à la place de la discussion. La réalité augmentée ouvre la discussion ; c'est la question de l'étape 1, à laquelle les élèves répondent avec leurs propres mots, qui la conclut.

Si la leçon fait partie d'une recherche

Pour qui est en master ou en doctorat, la leçon peut devenir une donnée. Le dispositif le plus simple consiste à appliquer le même questionnaire avant et après l'activité, et à le comparer avec une classe ayant suivi la même leçon avec une illustration ou une vidéo. Consignez aussi ce qui n'apparaît pas dans le test : combien d'appareils ont fonctionné, combien de temps la classe a mis pour ouvrir la scène et quelles questions sont apparues dans les groupes. Ces chiffres aident à distinguer l'effet de la leçon de l'effet de nouveauté, qui est justement la fragilité soulignée par les méta-analyses.

Si vous préparez une leçon, un manuel scolaire ou une exposition en réalité augmentée, notre équipe peut vous aider à choisir la voie, à créer le modèle et à le tester sur les appareils que votre public utilise réellement. Découvrez notre façon de travailler sur la page réalité augmentée ou consultez nos projets de modélisation et animation 3D.