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Un prix européen pour une formation à distance en anatomie de l'université Lyon 1

Le prix "Special Award Distance and E-Learning Solutions" a été décerné par la Communauté Européenne à l'Institut des Sciences et Techniques de la Réadaptation (ISTR) de l'université Lyon 1 pour sa formation à distance FOVEA et son ingénierie pédagogique basée sur la technologie 3D.

Actualité - 12.01.2021
Auteur(s): Patrice Thiriet

Un prix créé en raison du contexte sanitaire

La situation sanitaire en 2020 a conduit le monde du travail et de l'enseignement à trouver de toute urgence des solutions à une situation imprévisible : une occasion unique de tester des outils pédagogiques, la pertinence des nouvelles technologies et les réactions des usagers ...

C'est dans ce contexte de crise majeure que la Communauté Européenne a institué le "prix 2020 Award Distance and E-Learning and Solutions". Ce prix a été décerné à la "solution" FOVEA, Formation Ouverte par le Virtuel en E-Learning en Anatomie.

L'anatomie, une science fondamentale réputée difficile

FOVEA se concentre sur l'anatomie fonctionnelle de l'appareil locomoteur en mouvement. C'est une discipline fondamentale et transversale pour toutes les activités et les cœurs de métiers concernés par la motricité humaine. Elle est donc au programme de nombreux diplômes et de formations professionnelles. Le grand public exprime également une forte demande à laquelle les différents médias tentent de répondre.

Comme toutes les sciences, l'anatomie fonctionnelle développe un discours verbal et graphique régi par des règles spécifiques, des conventions et des usages maîtrisés par une communauté d'initiés. Son apprentissage exige donc la maîtrise d'un discours spécifique et la maîtrise d'au moins 3 autres prérequis :

  • la maîtrise d'un espace en 3 dimensions
  • la capacité de création d'images mentales
  • la capacité à effectuer des rotations mentales

En effet, cette discipline décrit :

  • les formes géométriques des organes : os, ligaments, muscles
  • leurs rapports
  • leurs déplacements dans l'espace
  • les conséquences de ces déplacements

Si ces compétences ne sont pas maîtrisées, l'apprenant ne "voit" pas l'intérieur de son corps en mouvement. Il est en situation d'échec ou condamné à un travail de mémorisation important mais stérile. 

Les étudiants pressentent ces difficultés. Les évaluations de leurs attentes (avant le 1er cours) montrent qu'ils considèrent a priori l'anatomie comme une "matière sélective et théorique, difficile à comprendre, exigeant des efforts de mémoire importants" tout en admettant qu'elle soit indispensable à la maîtrise de leurs pratiques.

Discipline fondamentale, l'anatomie est enseignée en 1ère année, souvent dès le 1er trimestre. La maîtrise de ces compétences n'est généralement pas inscrite dans les programmes alors que les apprenants vivent une période de transition complexe durant laquelle ils doivent simultanément faire face à des problèmes d'ordre administratif et personnel, et s'adapter à de nouveaux cadres d'enseignement.
D'autres facteurs d'échec peuvent s'ajouter comme des programmes ambitieux et des horaires réduits, des emplois du temps surchargés, des effectifs importants, des promotions hétérogènes, des cours mutualisés, des enseignants d'horizons variés, pouvant privilégier l'anatomie descriptive et/ou des notions de biomécanique théoriques au dépens de l'anatomie fonctionnelle.

C'est dans ce contexte qu'a été lancé en 2005 le projet Anatomie 3D Lyon 1, après une période d'explosion des effectifs des étudiants en Sciences du Sport. L'objectif était de lutter contre les difficultés des étudiants de l'UFR STAPS de l'université Lyon 1 qui devaient affronter la plupart de ces facteurs d'échec. 

L'outil 3D pour compléter le discours verbal 

Lors d'un cours d'anatomie fonctionnelle, les limites des mots sont fréquemment atteintes face à des apprenants non initiés. La technologie 3D peut limiter ce risque. Elle permet d'animer des objets 3D - os, ligaments, muscles, etc - créés par un infographiste, suivant un scénario écrit par l'enseignant.

Le résultat est une animation (ou vidéo) 3D qui montre des organes se déplaçant dans les 3 directions de l'espace, sous des angles différents, suggèrant les fonctions de ces organes. Les organes peuvent également être :

  • simplifiés
  • modélisés
  • animés

pour faciliter la création d'images mentales. Ils sont ensuite progressivement complexifiés favorisant des images mentales plus proches de la réalité. Les rotations mentales peuvent être facilitées grâce à un avatar indiquant dans un espace en 3 dimensions sous quel angle sont montrés ces organes.

Voici 2 exemples en vidéo :

Les objets 3D ainsi créés peuvent être réutilisées pour la création d'autres ressources, par exemple des applications 3D temps réel tout aussi performantes mais plus interactives.

A condition que la scénarisation soit pertinente, des images animées peuvent remplacer des mots, et un discours graphique peut ainsi se substituer à un discours verbal. Il est donc possible de pallier les difficultés des apprenants ne maîtrisant pas les prérequis... et celles de l'enseignant. 

Les évaluations des attentes des étudiants de l'Institut des Sciences et Techniques de la Réadaptation ou I.S.T.R., plébiscitent cette technologie qui leur est familière, grâce aux jeux vidéo et aux films d'animation qui utilisent les mêmes logiciels que les infographistes. Les étudiants pressentent ce potentiel et, par conséquent, adhèrent dès le 1er cours à l'ingénierie pédagogique qui leur est proposée.

Ce constat est confirmé par des travaux de recherche publiés. La thèse en ligne du porteur de projet (Thiriet, 1982, université Lyon 2) mettait en évidence ces prérequis nécessaires à l'apprentissage de l'anatomie. Une recherche intitulée "Neuro-sciences et enseignement de l'anatomie" sera menée lors du lancement du projet. Les résultats sont en ligne sur le site Anatomie 3D Lyon1.

L'expérience montre toutefois que l'enseignant doit faire face à 3 difficultés au moins :

  • l'apprenant non initié, se rendant compte qu'il est capable de comprendre un discours scientifique qui lui paraissait hors de portée, risque de sous-estimer le travail nécessaire pour être capable de traduire en mots ce qu'il a compris en images. L'ingénierie pédagogique doit prévoir des périodes de contrôles de connaissances et des séances de remédiation.
  • l'enseignant peut avoir la tentation de surcharger d'informations ses scénarios, provoquant ainsi une surcharge cognitive chez ses étudiants, susceptible de limiter le bénéfice de son recours à la 3D.
  • l'enseignant doit apprendre à apporter une valeur ajoutée à ces vidéos, exercice qui peut se révéler difficile suivant le chapitre, et ne pas se contenter de les commenter en cours magistral. 

En conclusion, si l'utilisation en pédagogie d'une nouvelle technologie n'est pas gage de succès, FOVEA est la démonstration qu'une utilisation rationnelle des fonctionnalités de la technologie 3D basée sur une recherche pertinente peut être efficace pour l'enseignement et la vulgarisation d'une science.

FOVEA : une ingénierie pédagogique innovante

Dans une 1ère étape (2005-2008), des animations 3D ont été produites à titre expérimental. Le bilan permit de définir un objectif à long terme : traiter un programme complet d'anatomie correspondant aux programmes des étudiants de 1ère année de l'I.S.T.R. spécialisés dans la motricité :

  • masso-kinésithérapie
  • ergothérapie
  • psychomotricité.

Cet objectif a été atteint dans une 2ème étape (2008-2020).

FOVEA est née en 2014, période d'éclosion des MOOC. Elle est donc en accès libre. Un mot et un identifiant sont toutefois nécessaires pour accéder aux résultats des Q.C.M.. L'ingénierie pédagogique est basée sur les animations 3D s'ouvrant à partir d'un lien renvoyant vers la chaîne Youtube Anatomie 3D Lyon 1. Elles sont complétées :

  • par un cours écrit qui suit le scénario et intègre des images extraites des vidéos
  • par un Q.C.M. formatif intégrant des séquences extraites des vidéos d'une durée de 10 à 50 secondes
  • pour certains chapitres, par 
    • des applications 3D temps réel
    • des fichiers d'impression 3D
    • des images obtenues par photogrammétrie 2D ou 3D.

Des animations commentées sont en cours de réalisation.

Jusqu'en 2019, FOVEA a été utilisée à l'I.S.T.R. en hybride avec les formations en psychomotricité et ergothérapie et en distanciel avec la formation en masso-kinésithérapie.

En 2020, lors de la crise sanitaire, les cours ont pu être dispensés à l'ISTR dès le début de la crise sanitaire en distanciel avec 2 cours de rémédiation ou par visio-conférence avec commentaire des vidéos par l'enseignant. Le suivi des activités étudiants pouvait être assuré grâce aux statistiques de la plate-forme Claroline Connect.

Le confinement a conduit de nombreux instituts de formation en masso-kinésithérapie et ergothérapie à solliciter l'autorisation d'utiliser FOVEA, en distanciel ou en hybride, ou encore en se réappropriant les ressources 3D au sein d'ingénieries pédagogiques adaptées au cadre local.

L'accès libre, pour toucher un public plus large

Toutes les ressources sont sous licence Creative Commons. L'accès libre est un moyen d'évaluer l'impact d'une ressource pédagogique. Les commentaires sur la chaîne Youtube Anatomie 3D Lyon 1 et le profil des internautes qui sollicitent un abonnement sur la page Facebook Anatomie 3D Lyon, confortent cette stratégie.

La progression régulière des statistiques de la chaîne Youtube ouverte en 2012 est un argument supplémentaire, atypique dans le monde universitaire. Nombre d'abonnés : 138 000 dont 30 000 en 2020 / Vues : 22 millions dont 4 millions en 2020.

On constate que l'usage des ressources peut s'étendre à un public très large, beaucoup plus varié que prévu. Dans ce contexte, une formation à distance basée sur une nouvelle technologie peut être un facteur d'équité, d'égalité, d'inclusion, et favoriser une formation tout au long de la vie. C'est peut-être pour cette raison que ce prix institué par la Direction Générale "DG Emploi, Affaires Sociales et Inclusion" de la Communauté Européenne a été décerné à FOVEA.

Les appuis du projet

Un tel bilan marque l'appui constant de l'université Lyon 1, de l'I.S.T.R. et de financeurs :

  • la Région Auvergne - Rhône-Alpes (financement du lancement du projet)
  • l'U.N.F.3.S. (aujourd'hui UNESS)
  • le Ministère de l'Enseignement Supérieur, de la Recherche et de l'Innovation (financement du lancement de FOVEA)
  • l'I.S.T.R. et l'université Lyon 1.

Il marque également le soutien technique et pédagogique durant 15 ans de toute l'équipe d'iCAP (Innovation, Conception et Appui pour la Pédagogie).

iCAP est un service commun de l'Université Lyon 1 qui a pour principal objectif la modernisation et l'amélioration de la qualité des enseignements. Ses infographistes exceptionnels ont apporté une contribution essentielle au projet Anatomie 3D Lyon 1. Ce sont des artistes qui apportent une 4ème dimension aux ressources : l'esthétique. iCAP assure également une veille technologique qui a permis le lancement et le développement d'Anatomie 3D Lyon 1, de FOVEA et, aujourd'hui, d'envisager de nouveaux projets.

Publication : 12.01.2021