When Ancient Epistemology Meets Augmented Reality: Designing a STEM–Catur Pramana Digital Pop-Up Book for Elementary Science
Cette étude présente la conception et la validation d'un livre pop-up numérique assisté par la réalité augmentée pour les sciences élémentaires indonésiennes qui intègre le cadre épistémologique hindou du Catur Pramana avec des concepts STEM, démontrant la faisabilité de l'utilisation de systèmes de connaissances locaux comme fondement structurel pour les supports d'apprentissage malgré des évaluations de validité modérées et l'absence de résultats d'apprentissage mesurés.
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Dans les salles de classe à travers l'Indonésie, les leçons de sciences reposent souvent lourdement sur des manuels scolaires remplis de mots et d'images bidimensionnelles et plates. Bien que cette approche enseigne des faits, elle peut avoir du mal à rendre les concepts abstraits réels ou à montrer aux élèves comment fonctionne réellement la pensée scientifique. Parallèlement, les éducateurs s'intéressent de plus en plus à la manière dont la culture locale peut aider les élèves à se connecter aux matières scolaires. Sur l'île de Bali, où la philosophie hindoue façonne la vie quotidienne, il existe une manière traditionnelle de comprendre comment nous savons ce qui est vrai. Ce système, connu sous le nom de Catur Pramana, décompose la connaissance en quatre chemins distincts : l'observation directe par les sens, l'inférence logique, la comparaison avec ce qui est déjà connu et la confiance envers le témoignage fiable d'experts ou de textes. La question que les chercheurs se sont posée était de savoir si ces anciennes manières de connaître pouvaient faire plus que servir de contenu culturel intéressant ; pourraient-elles réellement structurer la façon dont les enfants apprennent la science moderne ?
Une équipe de chercheurs issus d'universités de Bali et d'Indonésie s'est donné pour mission de répondre à cela en construisant un nouvel outil d'apprentissage. Ils ont conçu un livre pop-up numérique qui combine la science, la technologie, l'ingénierie et les mathématiques (STEM) avec les quatre manières traditionnelles de connaître de Bali. Au lieu de traiter la culture comme un sujet séparé à mémoriser, ils ont utilisé la philosophie comme squelette de la leçon entière. Par exemple, lorsque les élèves apprennent la croissance des plantes, ils sont guidés pour observer les plantes directement, ce qui s'aligne sur le chemin traditionnel de la perception directe. Lorsqu'ils construisent un petit modèle de serre, ils pratiquent l'ingénierie en comparant leur travail à un guide visuel, reflétant ainsi le chemin de la comparaison. Lorsqu'ils utilisent des outils pour mesurer la croissance ou tirer des conclusions sur la raison pour laquelle une pousse penche dans une certaine direction, ils s'engagent dans la technologie et l'inférence. Enfin, le livre fournit des explications claires et des vidéos provenant de sources de confiance, représentant le chemin du témoignage. Pour donner vie à ces leçons, l'équipe a ajouté la réalité augmentée, une technologie qui permet aux étudiants de pointer un appareil vers la page pour voir des objets tridimensionnels flotter devant eux, leur permettant d'examiner des choses comme des graines ou des forces sous tous les angles.
Les chercheurs ont suivi un processus rigoureux pour créer et tester ce livre. Ils ont d'abord construit un prototype sans les fonctionnalités de réalité augmentée et l'ont testé dans quatre écoles primaires publiques de Bali. Quatre-vingt-six élèves et quinze enseignants ont utilisé le livre lors de leçons régulières, où l'enseignant projetait les pages sur un écran et guidait la classe à travers les activités. Après cet essai, l'équipe a recueilli des commentaires pour améliorer la conception, ajoutant les éléments de réalité augmentée tridimensionnelle et unifiant le style visuel avec une mascotte cohérente vêtue d'une tenue traditionnelle balinaise. Cette version finale a ensuite été examinée par six experts : trois spécialistes de l'éducation scientifique et des programmes, et trois experts en médias numériques et technologie. Les experts ont vérifié si la science était exacte, si le livre correspondait au programme scolaire et si la technologie fonctionnait de manière fluide. Ils ont également examiné la capacité du livre à intégrer les quatre manières traditionnelles de connaître avec les quatre matières principales du STEM.
Les résultats ont montré que la conception était un succès prometteur, bien que non exempte de points à améliorer. Les experts ont jugé le livre final comme étant modérément valide, ce qui signifie qu'il s'agit d'un produit solide et utilisable. Ils ont été particulièrement impressionnés par la conception visuelle, notant que les couleurs, la mise en page et le texte étaient faciles à lire et attrayants. Les enseignants et les élèves qui ont testé le prototype précédent ont également trouvé le livre pratique et engageant. La plupart des élèves ont déclaré avoir apprécié l'utilisation du livre et s'être sentis motivés à apprendre, tandis que les enseignants ont trouvé facile de dispenser les leçons. Cependant, les experts ont également souligné des faiblesses spécifiques. Ils ont estimé que le livre ne s'alignait pas parfaitement sur la structure officielle du programme, et les parties du livre demandant aux élèves de concevoir des projets d'ingénierie ou de travailler sur des modèles mathématiques étaient les moins développées. De plus, la stabilité des objets en réalité augmentée tridimensionnelle a été évaluée plus bas que les autres fonctionnalités, suggérant que la technologie peinait parfois à rester stable sur les appareils utilisés dans les écoles.
L'étude conclut qu'il est possible d'utiliser un système de connaissance local et ancien pour organiser la façon dont les enfants apprennent la science moderne, plutôt que de l'utiliser simplement comme un récit ou un fait de contexte. Les chercheurs ont constaté que l'association des quatre manières de connaître de Bali avec la science, la technologie, l'ingénierie et les mathématiques créait une expérience d'apprentissage cohérente que les enseignants et les élèves ont trouvée utile. Cependant, ils prennent soin de noter que cette étude a seulement prouvé que la conception était réalisable et pratique ; elle n'a pas mesuré si le livre améliorait réellement les scores de test des élèves ou approfondissait leur compréhension des concepts scientifiques. Les fonctionnalités de réalité augmentée, qui étaient la partie la plus novatrice du projet, n'ont pas été pleinement testées avec des élèves en classe car l'essai a eu lieu avant qu'elles ne soient ajoutées. Les chercheurs suggèrent que les travaux futurs devraient se concentrer sur l'amélioration des activités d'ingénierie et de mathématiques, assurer que la technologie fonctionne de manière fiable sur les appareils scolaires, et tester le livre avec des élèves capables de l'utiliser eux-mêmes en petits groupes. En fin de compte, ce travail offre une nouvelle voie pour l'éducation, montrant que la manière dont une culture comprend la vérité peut aider à façonner la structure même d'une leçon de sciences.
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