# Comment articuler les cadres de référence du numérique éducatif avec ceux de la didactique de la géographie ?
## L'exemple de l'éducation à la carte et au numérique

Sylvain Genevois, Patricia Grondin

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Sylvain Genevois, Patricia Grondin. Comment articuler les cadres de référence du numérique éducatif avec ceux de la didactique de la géographie ? L'exemple de l'éducation à la carte et au numérique. CIDEGEC24 colloque international des didactiques, de l'histoire, de la géographie et de l'éducation à la citoyenneté, Inspé de Nantes Université, CREN, Mar 2024, Nantes, France. hal-04967143

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# Comment articuler les cadres de référence du numérique éducatif avec ceux de la didactique de la géographie ? L'exemple de l'éducation à la carte et au numérique

## GENEVOIS Sylvain

MCF en géographie
Université de la Réunion (laboratoire ICARE)

## GRONDIN Patricia

Doctorante en géographie
Université de La Réunion (laboratoire LCF - EA 7390)

## Résumé :

Les cadres de référence mobilisés dans le domaine du numérique éducatif n'ont pas vocation à s'articuler naturellement avec ceux de la didactique de la géographie, même s'ils peuvent en partager certaines références dans le cadre des sciences de l'éducation et de la formation. Nous proposons de traiter de ces articulations à travers l'éducation à la carte et l'éducation au numérique. Au-delà des contenus disciplinaires propres à la géographie, il s'agit d'intégrer les finalités d'une éducation à la citoyenneté dans la perspective de développer un « agir spatial ». Trois enjeux principaux sont abordés ici. Le premier enjeu concerne les modes de construction de cet « agir spatial ». Le deuxième enjeu porte sur les savoirs d'expérience co-construits et partagés par les élèves dans et hors la classe. Enfin le troisième enjeu concerne la manière dont on peut aider les enseignants à co-construire des situations d'apprentissage instrumentées en géographie.

**Mots clés** : numérique éducatif, didactique de la géographie, éducations à, agir spatial, habiletés professionnelles

## Abstracts :

The reference frameworks used in the field of digital education are not intended to be naturally articulated with those of geography teaching, even if they can share any references in the context of education and training sciences. We propose to address these articulations through cartographic education and digital education. Beyond the disciplinary content specific to geography, it is more broadly a question of integrating the aims of an education in spatial citizenship. Three main issues are addressed here. The first issue concerns the methods used for constructing this « doing with space ». The second issue concerns the experiential knowledge co-constructed and shared by students in and outside the classroom. Finally, the third issue concerns the way in which we can help teachers to build together digital learning situations in geography

**Keywords** : digital technologies, geography didactics, doing with space, professional skills
Qu'il s'agisse d'utiliser des outils d'exploration (globes virtuels), de représentation ou de traitement de données (logiciels de cartographie statistique) ou d'analyse spatiale en deux ou trois dimensions (Systèmes d'information Géographique), les outils numériques renouvel lent en partie la manière de concevoir l'espace et de raisonner en géographie. Les travaux de recherche concernant les usages de la cartographie numérique dans l'enseignement secondaire se développent progressivement en lien avec l'évolution des pratiques d'enseignement-apprentissage (Jo & Hong, 2018 ; Genevois, 2008 et 2020). L'essor de la cartographie numérique en contexte scolaire vient interroger le rôle des « éducations à » (éducation à la carte, aux données, au numérique...) sous l'angle des savoirs et compétences à développer pour les enseignants et les apprenants. L'« éducation géographique » au sens large pose la question des reconstructions disciplinaires et des recompositions didactiques en géographie. Au-delà des contenus disciplinaires, il s'agit de prendre en compte la dimension éducative des apprentissages dans une approche intégrant les finalités d'une éducation à la citoyenneté spatiale (Thémines, 2016 ; Genevois, 2016).

Trois enjeux principaux sont abordés ici en ce qui concerne l'enseignement de la géographie au niveau secondaire. Le premier enjeu concerne les modes de construction de cet « agir spatial » à partir de la mobilisation de cartes et de jeux de données en contexte instrumenté (Genevois, 2020). Le deuxième enjeu porte sur les savoirs d'expérience co-construits et partagés par les élèves dans et hors la classe (Grondin, Wallian, Genevois, 2023). Enfin le troisième enjeu concerne la manière dont on peut aider les enseignants à co-construire des situations d'apprentissage instrumentées en géographie.

# 1. Eduquer à la carte et au numérique dans et hors la classe : quelle articulation des cadres de référence ?

## 1.1. Des pratiques sociales de référence aux compétences géo-informationnelles

L'introduction des technologies numériques en classe de géographie s'effectue principalement à partir de la sphère sociale. Notre approche se démarque d'emblée du modèle de la transposition didactique (Chevallard, 1985 et 1991) référé aux savoirs savants et centré sur la transmission et l'appropriation des savoirs scolaires. Ce qui nous conduit dans un premier temps à mobiliser le cadre de référence proposé par Jean-Louis Martinand autour des pratiques sociales de référence. Il s'agit d'appréhender l'évolution des pratiques scolaires à partir de la sphère sociale et de prendre en compte les savoir-faire liés aux technologies qui transforment assez profondément la manière d'enseigner et d'apprendre (Martinand, 1982 et 1992). S'agissant plus spécifiquement de technologies numériques, nous complétons ce cadre de référence par les processus d'instrumentation et d'instrumentalisation (Rabardel, 1995), qui permettent de définir la géographie comme une discipline de plus en plus instrumentée. Les pratiques numériques sont elles-mêmes à appréhender dans un cadre plus large qui est celui de la scolarisation progressive des usages (Baron & Bruillard, 2006) et de la diffusion de l'innovation par un réseau d'acteurs (Depover, Strebelle, De Lièvre, 2007).

Ce cadre multi-référencé pose directement la question des résistances de la forme scolaire. On observe souvent une opposition, ou pour le moins un décalage, entre culture scolaire et
culture numérique. C'est un phénomène particulièrement observable dans le domaine de la géographie souvent perçue et enseignée comme une discipline littéraire, qui resterait assez peu outillée. Les pratiques cartographiques traditionnelles de localisation-description ainsi que la cristallisation autour de l'épreuve du croquis de synthèse laissent peu de place à la lecture et à l'analyse critique de l'information géographique (Genevois, 2020). Les élèves continuent à faire des croquis géographiques à la main. Non qu'il ne puisse s'agir d'un exercice formateur, mais celui-ci a tendance à être réducteur par rapport à la diversité et la richesse des usages cartographiques et aux possibilités actuelles de traitement informatique des cartes et des données géographiques. On observe une forme de ritualisation des pratiques de cartographie en contexte scolaire (Genevois, 2011). Celle-ci passe par une approche de la carte comme outil plus que comme objet d'apprentissage. En dépit des évolutions de l'épreuve de croquis au baccalauréat, celui-ci reste souvent piloté par une logique de mémorisation-restitution (Thémines, 2020).

C'est pourquoi il nous semble important de déplacer le regard et de privilégier une approche par compétences concernant le traitement et l'analyse de l'information géographique : la carte constitue un moyen d'investigation pour construire et déconstruire le « réel » et non pour le représenter fidèlement en se focalisant uniquement sur les choix sémiologiques. Ce qui nous amène à définir un nouveau cadre de référence davantage orienté vers les compétences géo-informationnelles. Apprendre à chercher, analyser, traiter et représenter des données géographiques fait partie des compétences fondamentales dans la société de l'information. C'est par exemple s'orienter dans un globe virtuel en utilisant des coordonnées géographiques, construire un jeu de données permettant de répondre à des problématiques géographiques, visualiser et croiser l'information dans un SIG pour conduire un raisonnement à différentes échelles. Etant donné qu'il s'agit de données géolocalisées, ces compétences peuvent être acquises dans le cadre de l'enseignement de la géographie en lien avec d'autres disciplines utilisant de l'information géographique.

Cette maîtrise de la géo-information est aussi une maîtrise d'une géo-culture numérique qui vise à construire un point de vue critique face aux moyens d'information (Jekel et al., 2010). Elle s'inscrit dans le cadre d'une éducation *au* et *par* le numérique. Elle rejoint, dans l'enseignement secondaire, l'éducation aux médias et à l'information (EMI). Elle concerne au niveau lycée l'éducation aux données, désormais intégrée au Cadre de référence et de compétences numériques<fnref n="20" />. La « littératie des données » en fait partie. Mais il ne suffit pas de sélectionner et traiter des données. Encore faut-il en percevoir l'utilité et en déterminer la pertinence pour conduire un raisonnement et savoir argumenter, cartes ou données à l'appui.

<footnote n="20">²⁰ En France, l'éducation aux données est prise en charge principalement dans le Cadre de référence et de compétences numériques (CRCN) mis en place depuis 2019. Cet enseignement reste malgré tout quelque peu techno-centré dans la mesure où il s'agit principalement d'apprendre à manipuler des données. Les finalités civiques et critiques ont tendance à être délaissées au profit des finalités pratiques et techniques (maîtrise d'une culture numérique).</footnote>
Les finalités cognitives et argumentatives sont au cœur de cette approche critique des données<fnref n="21" />.

## 1.2. De la didactique contextuelle aux « éducations à »

L'acquisition de compétences à la fois disciplinaires et transversales s'inscrit dans une perspective renouvelée, celle d'une didactique de la réception, d'une didactique adressée au sujet. Nous cherchons à nous inscrire dans une didactique contextuelle qui prend en compte la logique du sujet apprenant et s'appuie sur le(s) contexte(s) pour promouvoir diverses voies d'apprentissage pour le sujet en situation formelle ou informelle (Genevois, Wallian, 2020)<fnref n="22" />. L'enseignement de la géographie ayant pour finalité d'ouvrir sur le monde sous toutes ses formes et dans toute sa diversité et son altérité, il s'agit moins de faire enter le monde dans la classe que d'ouvrir la classe sur le monde. La logique du terrain est importante en géographie, sans pour autant qu'elle se réalise dans le cadre d'une sortie sur le terrain. Elle peut passer par une reconstruction du monde grâce au « doublon numérique » que constitue par exemple un globe virtuel. Il s'agit de faire comme si la carte disait le « réel » sans pour autant s'y substituer. Cette logique du terrain débouche directement sur une logique de l'action pour le sujet apprenant. Les élèves « doivent être mis en position d'enquête, d'interpellation, de production collective argumentée [...]. En retour, l'expérience que seuls des outils d'objectivation permettent d'élaborer, met à l'épreuve les modèles géographiques sur lesquels ils s'appuient. Leur capacité à mettre en forme et en figures la spatialité de l'action est particulièrement interrogée » (Thémines, 2014). Dans cette optique, l'objectif est de prendre en compte les savoirs d'expérience co-construits et partagés par les élèves. Cette « éducation géographique » au sens large dépasse la discipline scolaire (Laurin, 1999 ; Thémines, 2014) et cherche à favoriser une prise de conscience du citoyen en tant qu'acteur territorial.

# 2. Trois enjeux principaux pour développer une éducation à la carte en tant qu'outil d'investigation

## 2.1. Interroger les finalités et modes de construction d'un « agir spatial »

Comme l'a montré Linard (2001), dans le domaine des apprentissages, les Technologies de l'Information et de la Communication (TIC) peuvent être considérées comme des amplificateurs mentaux, des catalyseurs cognitifs qui décuplent les moyens d'exécution et de contrôle des actions, par l'utilisation d'outils fonctionnels mobilisés comme des sortes de « prothèses cognitives ». Pour Depover, Karsenti et Komis (2007), les TIC sont des « outils à

<footnote n="21">²¹ La « littératie des données » ou « culture des données » est la capacité d'identifier, de collecter, de traiter, d'analyser et d'interpréter des données afin de comprendre des phénomènes et des dynamiques en sachant faire preuve d'esprit critique.</footnote>

<footnote n="22">²² Le contexte peut être tout aussi bien historique, géographique, social, culturel, linguistique... Il concerne également le contexte d'enseignement-apprentissage des élèves. Plus qu'une didactique contextuelle, nous défendons l'idée d'une nécessaire contextualisation du didactique passant par la prise en charge de ces contextes vus comme des opportunités plus que des obstacles à l'apprentissage.</footnote>
potentiel cognitif». Cette cognition spatiale n'est pas une simple découverte du monde. Elle repose sur l'exploration et la mise en interrogation. Elle s'inscrit dans une approche émancipatrice : il s'agit de pouvoir s'inscrire dans le monde et de pouvoir y agir.

La principale finalité est d'éduquer et de former, dans un monde géonumérique, le citoyen d'aujourd'hui et de demain qui aura de plus en plus à agir sur et avec l'espace. Nous pouvons donc relier l'éducation à la citoyenneté spatiale avec la théorie de « l'agir spatial » qui met l'accent sur une citoyenneté active, ouverte et engagée. Les figures de l'agir spatial, telles que définies par Thémines (2016), reposent sur un cadre institutionnel, professionnel et social, ce qui rejoint l'approche par la didactique contextuelle évoquée plus haut. Surtout ces figures se manifestent à travers les manières de penser, d'être et de faire des acteurs spatiaux, à commencer par les élèves qui, sans en avoir toujours conscience, interagissent avec leur espace environnant. Pour être appréhendé et travaillé en contexte scolaire, cet agir spatial passe par la construction de situations d'apprentissage permettant une médiation des lieux, des objets, des gestes, des images et des mots (figure 1). La maîtrise des langages est fondamentale, qu'il s'agisse du langage graphique ou du langage verbal, qui s'articulent également avec le langage numérique. La production et le partage d'images et de cartes géographiques entrent pleinement dans ces médiations numériques.

<figure><img src="image_2.png" /><figcaption>Fig. 1 : Les figures de l'agir spatial (schéma inspiré de Thémines, 2016)</figcaption></figure>

## 2.2. Prendre en compte les savoirs d'expérience co-construits et partagés par les élèves
La mobilisation de savoirs d'expérience partagés par les élèves est au cœur de notre approche. Nous proposons de présenter deux expérimentations pédagogiques permettant d'implémenter ce type de démarches d'apprentissage.

La première expérimentation a été menée avec deux classes de Troisième (Genevois & Chopin, 2014). Elle visait à définir les modalités de transfert en milieu scolaire d'un modèle de négociation participative utilisé en formation d'adultes et à expliciter les recompositions didactiques nécessaires pour permettre cette transposition auprès d'un public scolaire. La méthode ARDI (Acteurs, Ressources, Dynamiques, Interactions) a été mise au point par un collectif de chercheurs issus de différentes institutions nationales et internationales et a débouché sur la production d'un guide méthodologique pour la formation des acteurs (Etienne, 2009). Le principal intérêt de cette méthode réside dans le fait qu'il s'agit d'une démarche de modélisation, donc de simplification des enjeux et des acteurs en vue de dégager la compréhension du système territorial. Cette approche systémique et modélisante s'apparente également à une démarche de diagnostic territorial, même si cette dernière revêt une dimension plus stratégique et plus prospective. Lors de notre expérimentation du protocole ARDI en contexte scolaire, nous avons souhaité que les élèves puissent conduire leur diagnostic territorial à l'aide d'un SIG. Le choix d'utiliser un SIG a été motivé par le fait qu'il s'agit d'un outil utilisé dans le domaine professionnel, plaçant les élèves dans une position d'experts et permettant d'accéder à d'importantes bases de données géographiques. Les nombreuses couches d'informations fournies par le SIG permettaient d'approcher le territoire comme un système complexe à appréhender selon différents modes de représentations (cartes, statistiques, graphiques...).

L'objectif n'est pas ici de reprendre les résultats de recherche qui ont déjà été présentés dans un article (Genevois & Chopin, 2014), mais de montrer l'intérêt de la démarche d'investigation. Cette expérimentation a permis de montrer que l'utilisation de la modélisation d'accompagnement (protocole ARDI) en milieu scolaire permettait de mettre les élèves en position de comprendre des représentations divergentes d'acteurs et d'élaborer une réponse collective. Le travail fourni par les élèves était de nature collaborative. Dans cette démarche, le SIG a servi de support d'analyse pour l'élaboration collaborative d'un diagramme d'interactions. La plus-value pédagogique a surtout résidé dans l'élaboration de schémas systémiques pour lesquels les élèves ont pu échanger et confronter leurs points de vue. Le SIG est venu en appui de cette démarche de modélisation en permettant de modéliser les évolutions, par exemple si la pression urbaine augmentait, si les activités agricoles continuaient à être la source de pollution des eaux de ruissellement (figures 2 et 3). Il ne faut pas sous-estimer l'importance à disposer d'un outil de formalisme suffisamment ouvert et complexe, apte à offrir un modèle de représentation des données. L'usage d'un SIG structuré en couches d'informations thématiques répondant à des questions précises de nature à accompagner les élèves dans la découverte et l'appropriation du territoire d'étude semble répondre à de telles exigences.
<figure><img src="image_3.png" /><figcaption>Fig. 2 : La démarche d'investigation implémentée au sein d'un SIG pédagogique</figcaption></figure>

<figure><img src="image_4.png" /><figcaption>Fig. 3 : Diagramme d'interactions destinée à mettre en évidence les jeux d'acteurs</figcaption></figure>
La deuxième expérimentation pédagogique s'est déroulée dans et hors des murs de la classe (Grondin et al., 2023). La recherche questionne les manières dont les élèves de 6ème s'approprient la géographie et l'espace à travers les cartes qu'ils (se) construisent mais également à travers leurs vécus et leurs représentations en interrogeant la dimension subjective (Volvey et al., 2012). Elle interroge plus précisément la manière dont les perçoivent leur(s) territoire(s) de vie, en l'occurrence le quartier de Ravine Blanche à Saint-Pierre de La Réunion. Comment faire du territoire de vie de l'élève un objet d'apprentissage ? Les outils de cartographie numérique et SIG offrent l'opportunité de faire réaliser des visites virtuelles de l'espace aux élèves en "vue du dessus", grâce à deux outils numériques : l'image satellite et/ou la carte. Pour faciliter la circulation virtuelle dans l'espace, la carte choisie doit être suffisamment précise (noms des rues, fonctions des bâtiments) pour aider les élèves à se repérer et à élaborer leur parcours. De même, le passage de la carte à l'image satellite autorise une meilleure géovisualisation de l'espace. L'objectif de la séance pour les élèves est de localiser le quartier de l'établissement sur le globe virtuel et de faire une carte des lieux repères du quartier à l'aide de l'application Edugéo²³²⁴ installée sur les tablettes du collège. A travers les différentes couches cartographiques, les élèves sont à même de construire progressivement une vision de leur territoire et de l'enrichir en ajoutant leurs propres informations prélevées sur le terrain. Ce faisant, ils acquièrent progressivement une vue « augmentée » de leur espace environnant, qu'ils peuvent parcourir in situ (vue du dedans) et géovisualiser en amont et en aval de la sortie de terrain (figure 4).

Le quartier est un territoire de l'habiter qui est "une construction mentale établie à partir des représentations individuelles des élèves et collectives du groupe-classe " (Considère et al, 2099). L'espace est à la fois co-construit et dé-construit par un processus dialogique qui met en tension les savoirs d'expérience (subjectifs, ressentis) et les savoirs géographiques (abstraits, formalisés). Il est attendu une modification des représentations spatiales qui fondent la manière dont les élèves perçoivent le monde. Les savoirs sont mobilisés avant, pendant et après la sortie de terrain. Ils autorisent la co-construction d'une territorialité partagée propre à la classe (Champollion, 2022). L'accessibilité généralisée au numérique dans les sociétés réinterroge notre rapport à l'espace. Les outils numériques donnant un large accès au monde augmentent la perception de l'espace et sa lecture, en faisant varier les angles et les points de vue de l'élève. Il explore l'espace par une vue du dessus. Les outils numériques sont utilisés pour que les élèves visualisent, explorent et s'immergent dans l'espace, mais aussi prélèvent des informations.

<footnote n="23">²³ La géographie scolaire est particulièrement concernée par les effets de la révolution numérique dans sa dimension informationnelle sur le plan de l'accès et du traitement de l'information.</footnote>

<footnote n="24">²⁴ Edugéo est un outil cartographique en ligne qui met à destination des élèves et des enseignants des données géographiques issues de Géoportail de l'IGN.</footnote>
<figure><img src="image_5.png" /><figcaption>Fig. 4 : Vers un espace « augmenté » par la mobilisation de l'outil numérique</figcaption></figure>

D'un point de vue méthodologique, cela suppose de pouvoir enregistrer les traces d'apprentissage des élèves en vue de les analyser et de dégager des modes de raisonnement géographique. Les traces d'activité témoignent du rapport des élèves aux lieux et du rapport des élèves à soi (à leur propre vécu). Les données croisées mettent en relation les intentions didactiques avec l'analyse de la pratique et le ressenti des élèves : les résultats montrent que la sortie de terrain apporte une connaissance augmentée du territoire en ancrant la territorialité dans l'expérience singulière et collective, autorisant un partage de l'habiter du quartier, dans et hors les murs de la classe.

## 2.3. Mesurer les implications méthodologiques sur la manière de construire des situations d'apprentissage instrumentées

Les expérimentations conduites dans et hors la classe nous ont conduits à formaliser la méthode de construction des situations d'apprentissage instrumentées. Nous avons choisi de ne pas faire de comparaisons entre groupes tests et groupes témoins mais d'utiliser plutôt des méthodes de scénarisation inspirées du design experiment avec boucles de rétroaction (Brown, 1992 ; Burkhardt & Schoenfeld, 2003). Le concept de « design experiment » a été introduit par Ann Brown (1992) et Allan Collins (1992) dans l'idée de construire des ponts entre la recherche en éducation et les pratiques enseignantes. Elle repose sur des formes de recherche collaborative entre chercheurs et enseignants. Cette approche privilégie la résolution de problèmes complexes dans des contextes réels et à l'aide d'environnements d'apprentissages numériques. Elle s'oppose à la validation externe basée sur la comparaison statistique des performances de groupes expérimentaux et de groupes-témoins d'élèves s'efforçant de comparer les apprentissages à l'aide d'outils numériques et à l'aide d'outils plus traditionnels. Les processus d'allers-retours entre théorie et pratique permettent de réviser, d'améliorer les situations en vue d'une diffusion hors contexte expérimental. Des cycles itératifs permettent d'approfondir l'analyse et d'améliorer les expérimentations, en allant des hypothèses théoriques aux situations vécues par les enseignants et par les élèves, et
réciproquement. Cela se traduit concrètement par la mise en place d'un protocole
d'expérimentation qui se décompose en cinq étapes (figure 5).

Expérimentations pédagogiques
avec cycles itératifs

<figure><img src="image_6.png" /><figcaption>Fig. 5 : Schéma d'ingénierie didactique avec cycles itératifs (Genevois, 2016)</figcaption></figure>

Conclusion

Nous avons proposé quelques pistes pour articuler les cadres de référence des sciences de l'éducation à la didactique de la géographie, en particulier sur la question des « éducations à » et du numérique éducatif. Nous avons montré l'intérêt de bâtir un cadre multiréférencé qui puisse favoriser une approche par « l'agir spatial » et s'inscrire dans la perspective de construire une citoyenneté géo-numérique. L'idée est aussi de favoriser la cumulativité de la recherche à travers différentes expérimentations en formalisant les démarches à implémenter. L'idée n'est pas de comparer des situations d'apprentissage, mais plutôt de jouer sur leurs variations en fonction des contextes (approche contrastive plus que comparative). Ce faisant, nous avons montré que les cadres de référence mobilisés dans le domaine du numérique éducatif n'avaient pas vocation à s'articuler naturellement avec ceux de la didactique de la géographie, même s'ils pouvaient en partager certaines démarches et certains concepts.

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