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DĂ©tournement du jeu vidĂ©o Ă des fins pĂ©dagogiques : lâaffect,
lâacquisition de rĂšgle et la comprĂ©hension dâun systĂšme de rĂšgle.
ABERKANE, Idriss
(
idriss.aberkane@ens.fr
)
â
Secteur Recherche de la fondation
Djanatu al Arif
. DĂ©partement des sciences cognitives.
(Mostaganem, Algérie).
Abstract
We aim to develop a new way of teaching mathematics by diverting some best-sold video
games to stimulate the students. A cognitive approach of motivation and rule acquisition can
lead us to some new results about pedagogy. Our study is deeply based on these words of
mathematician David Hilbert: âmathematics is a game played according to certain simple rules
with meaningless marks on paperâ [2]. It is a fact that mathematics is a construction based on
very simple rules (the axioms) which project a landscape of possibilities (the theorems). A lot of
video games can be seen exactly as a âmathematics-likeâ structure based on defined rules
which allow extrapolating certain strategies in order to win.
The fact is that playing to a video game is not usually perceived as a boring activity. We
suggest a pedagogical use of video games to explain why mathematics can be perceived by the
students as the most powerful possible game. Cognitive sciences allow considering not only the
impact on studentâs mind, but also on their affect and their various levels of cognitions.
Here we show that the diversion of video games in order to improve mathematicsâ didactic
leads to an ascendant pedagogy, where the most basic rules (as possible, the axioms) must be
taught in order to clearly enact their landscape of possibilities. Then the student would be able
to have a better comprehension of what is mathematics. This method has the ambition of
reducing the occurrence of abandons concerning mathematics at every levels of teaching, and
the occurrence of superficial rule acquisition. Therefore it should improve the chance of
emergence of âmastermindedâ students (about mathematics) in any n-sample of college
students. This method can even be extended to any system of rules.
1. Introduction.
La familiarisation de lâĂ©tudiant avec les nouvelles technologies implique frĂ©quemment
lâusage domestique dâun ordinateur, et plus particuliĂšrement celui de jeux vidĂ©o. Ceux-ci ont
largement influencé le substrat culturel des étudiants depuis leur premier cycle [1].
Mon Ă©tude se base sur lâapplication pĂ©dagogique de la citation de David Hilbert :
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«
Les mathĂ©matiques sont un jeu, quâon exerce selon des rĂšgles simples, en manipulant des
symboles et des concepts qui nâont en soi aucune importance particuliĂšre
» [2]. Il sâagit
dâexploiter le potentiel pĂ©dagogique de cette idĂ©e en utilisant le mĂ©dium de masse que sont les
jeux vidĂ©o. En effet, Ă lâĂ©gard dâHilbert, les mathĂ©matiques forment le plus immense et le plus
sophistiquĂ© des jeux possibles. Il ne sâagit pas seulement dâenvisager cette vĂ©ritĂ© dâune façon
rationnelle, mais bien de la présenter aux étudiants afin de susciter chez eux une forme de
motivation nouvelle pour lâĂ©tude, la comprĂ©hension et surtout la recherche en mathĂ©matiques.
Intervient donc lâoutil que sont les sciences cognitives [3] : elles permettent dâenvisager
lâacquisition dâun concept par lâaffect, la cognition et lâinstinct [11] autant que par la raison.
Mon Ă©tude propose que la motivation qui anime actuellement certains Ă©tudiants experts en
jeux vidĂ©os puisse ĂȘtre dĂ©tournĂ©e vers lâapprentissage et lâusage des mathĂ©matiques.
2. Matériel et méthode.
2.1. Effets des jeux vidĂ©o sur la motivation dâun individu : le pro-gaming.
Il ne sâagit en aucun cas de programmer des jeux
ad hoc
pour enseigner les mathématiques.
Bien au contraire la démarche est de détourner des jeux parmi les plus connus et les plus vendus,
puisquâils ont fait leurs preuves en matiĂšre dâinfluence sur lâaffect des joueurs.
Mon Ă©tude utilise deux des jeux vidĂ©o les plus commercialisĂ©s de lâHistoire [4] : Starcraftâą,
dĂ©veloppĂ© par Blizzard Entertainmentâą, meilleure vente de jeu sur support PC en 1998 (encore
beaucoup jouĂ© aujourdâhui) et Final Fantasyâą X dĂ©veloppĂ© par Square-ENIXâą. Tous deux ont
suscitĂ© une activitĂ© fort intĂ©ressante pour lâapproche cognitiviste de la motivation : le
pro-
gaming
. Il sâagit de la pratique professionnelle et rĂ©munĂ©rĂ©e de jeux vidĂ©os Ă lâoccasion de
compétitions fédérées internationales. Le
pro-gaming
se caractérise par une motivation
exacerbĂ©e des joueurs, motivation qui les amĂšne Ă travailler avec beaucoup dâassiduitĂ©. A ce
stade le jeu vidéo devient une activité professionnelle, mais le joueur consent pleinement à la
rĂ©aliser, quand bien mĂȘme elle devient plus exigeante que le travail universitaire.
2.2 Présentation du matériel.
2.2.1 Starcraftâą
Je considÚre en premier lieu le modÚle du jeu de stratégie en temps réel. Ce type de jeu a été
choisi parce quâil comporte le critĂšre temps et influence ainsi efficacement lâaffect du joueur (ce
phĂ©nomĂšne est lâobjet de recherches actives en sciences cognitives [5]). Starcraftâą est ce
modĂšle pour mon Ă©tude. Je traite ici de lâisomorphisme entre structure de rĂšgle munie dâune loi
déductive (i.e. les axiomes des mathématiques munis du calcul des prédicats) et ce jeu vidéo.
Les mathématiques sont donc basées sur des rÚgles simples et peu nombreuses. Cela dit,
lâextension de ces rĂšgles permet dâatteindre de trĂšs hauts niveaux de raffinement conceptuel. A
cet égard le jeu Starcraft⹠ressemble directement à une théorie mathématique dans son
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Fig. 1 : caractĂ©ristiques dâune unitĂ© dans le jeu
« Starcraft »
architecture. Il est lui aussi constituĂ© de rĂšgles fondamentales qui peuvent ĂȘtre formulĂ©es de la
façon suivante :
âą
A lâĂ©cran, le jeu se constitue dâunitĂ©s mobiles et immobiles Ă©voluant sur un support
graphique (une carte) en deux dimensions.
âą
Chaque unité possÚde des propriétés particuliÚres :
o
son nombre de « points de vie ».
o
son nombre de points dâattaque.
o
son coût en ressources (temps de construction,
ressources concrĂštes et ressources de maintenance).
o
sa vitesse de déplacement sur la carte.
o
ses aptitudes spécifiques.
âą
Une unité est détruite lorsque son nombre
de « points de vie » tombe à 0.
âą
Un joueur gagne lorsquâil a dĂ©truit toutes
les unités ennemies.
Nous assimilerons à présent le jeu à un
systÚme théorique basé sur les quatre assertions
précédentes posées comme des axiomes (la
logique interne du systĂšme est par ailleurs fort
simple). Pour le joueur en activitĂ©, il sâagira
dâĂ©tudier le champ des possibles [6] que
dégagent ces axiomes, exactement comme les
axiomes des mathĂ©matiques dĂ©gagent un champ de thĂ©orĂšmes quâun esprit entraĂźnĂ© peut
percevoir efficacement.
A titre de comparaison les axiomes de Peano [12] sont aussi donnés :
1. 0 est un entier naturel.
2. Tout entier naturel a un successeur noté s(n).
3. Aucun entier naturel nâa 0 pour successeur.
4. Deux entiers naturels ayant mĂȘme successeur sont Ă©gaux.
5. Si un ensemble dâentiers naturels contient 0 et contient le successeur de chacun de ses
Ă©lĂ©ments alors cet ensemble est Ă©gal Ă lâensemble des entiers naturels.
2.2.2 Final Fantasyâą X.
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Les rĂšgles complĂštes de ce jeu sont beaucoup trop nombreuses pour ĂȘtre dĂ©taillĂ©es ici. Il
sâagit dâun jeu de rĂŽle Ă scĂ©nario Ă©laborĂ© oĂč le critĂšre temps nâentre que rarement en compte.
Lâinfluence sur lâaffect du joueur passe essentiellement par le suivi du scĂ©nario (enrichi de
nombreux effets visuels en haute résolution) et par le désir de perfectionner les personnages
joués. En effet ce modÚle utilise des personnages fictifs qui évoluent dans un monde trÚs vaste
oĂč ils peuvent apprendre de nouvelles compĂ©tences. Le temps moyen pour aboutir Ă la fin du jeu
est de lâordre de la trentaine dâheures, mais il peut atteindre jusquâĂ cent vingt heures si le
joueur a pour ambition dâen parcourir tous les dĂ©tails. Ici lâanalogie avec les mathĂ©matiques est
la suivante : ce jeu, comme les mathĂ©matiques constitue un univers de rĂšgles oĂč lâon peut errer
ou se diriger vers un but précis.
2.3 Sujets de lâĂ©tude et mĂ©thode.
Mon étude porte sur le comportement de deux étudiants en études supérieures: les étudiants
Y et Z.
(Pour sa majeure partie, lâĂ©tude a Ă©tĂ© rĂ©alisĂ©e dans un contexte universitaire. Pour le seul cadre de lâĂ©tude, le
temps total de manipulation du support vidĂ©o sâĂ©lĂšve Ă environ quinze heures pour chaque sujet, rĂ©parties en deux
temps de manipulation dâune heure trente par jour. LâĂ©tude a Ă©tĂ© rĂ©alisĂ©e durant cinq jours consĂ©cutifs en fĂ©vrier
2005 sur deux sujets de sexe masculin reconnus sains de corps et dâesprit).
Y est Ă©tudiant en premiĂšre annĂ©e de biologie et a dĂ©jĂ jouĂ© occasionnellement Ă Stracraftâą
mais jamais au second jeu. Z est Ă©tudiant en Ă©conomie, expert dans les deux jeux, et a de solides
connaissances concernant leur
pro-gaming
. Le nombre dâheures passĂ©es par Z pour chacun de
ces jeux vidéos excÚde deux cent.
Y et Z ont utilisé les deux jeux. Il importe particuliÚrement que les sujets aient manipulé les
jeux avant que ne leur soit associée une vocation pédagogique.
Enfin lâĂ©tude est purement qualitative. Elle ne cherche pas Ă interprĂ©ter dâĂ©ventuelles
donnĂ©es quantitatives par des tests dâhypothĂšse ou des procĂ©dĂ©s de
data mining
Ă lâĂ©chelle dâun
Ă©chantillon plus large dâĂ©tudiantes et dâĂ©tudiants.
3. RĂ©sultats
3.1 LâĂ©mergence de la comprĂ©hension.
Les deux sujets ont fait preuve dâenthousiasme Ă lâutilisation des jeux. Il est toujours restĂ©
clair pour eux quâil ne sâagissait pas dâun travail. Le sujet Z a bien sĂ»r rĂ©vĂ©lĂ© une maĂźtrise
particuliĂšre des deux jeux. Jâai pu noter quâil tirait profit de leurs rĂšgles pour atteindre des
rĂ©sultats optimaux. Concernant Starcraftâą, le sujet Z a dĂ©ployĂ© des stratĂ©gies complexes pour
gagner les parties jouĂ©es. Ces stratĂ©gies ont nĂ©cessitĂ© un pur travail : calcul littĂ©ral dâoptima
pour lâexploitation des ressources et la gestion des unitĂ©s dans le temps, chronomĂ©trage des
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dĂ©lais de rĂ©action de lâadversaire, Ă©tude minutieuse des enregistrements de la partie et adaptation
du comportement à la partie suivante. En bref Z a adopté une démarche scientifique pleine de
rigueur et de professionnalisme. De plus, le jeu se déroulant en temps réel, le sujet Z a
développé une aptitude trÚs fine à la manipulation du clavier pour atteindre un maximum
dâ« actions par minute » (APM). Ceci tĂ©moigne de ce que la pratique du jeu a induit une
adaptation gliale particuliĂšre des aires corticales de Z. [7]. A ce niveau la pratique du jeu est
devenue un travail : elle reprĂ©senterait une activitĂ© fastidieuse pour quiconque nâaurait jamais
jouĂ© Ă Starcraftâą. Le sujet Z a dĂ©veloppĂ© une vĂ©ritable intelligence de ce jeu, il en comprend les
aspects les plus subtils, ceux qui sont loin dâapparaĂźtre explicitement dans lâĂ©noncĂ© des seuls
axiomes initiaux.
Z a consenti à apprendre des algorithmes pour mieux jouer, il en a aussi découverts lui-
mĂȘme, sa dĂ©marche a Ă©tĂ© trĂšs comparable Ă celle dâun mathĂ©maticien face Ă un corpus
dâaxiomes, cherchant Ă dĂ©couvrir de nouveaux thĂ©orĂšmes.
De mĂȘme Y a acquis plus dâexpĂ©rience et a dĂ©veloppĂ© un intĂ©rĂȘt prononcĂ© pour les
perspectives offertes par le jeu. En particulier Ă la vue des aptitudes de Z, Y sâest montrĂ© trĂšs
motivé pour en apprendre davantage.
3.2 LâĂ©mergence de la motivation.
Le sujet Z mâa confiĂ© que certains joueurs allaient jusquâĂ travailler plus de cinq heures par
jour (hors manipulation du jeu) pour se tenir au courant des derniÚres stratégies, qui sont
rigoureusement assimilables Ă des algorithmes, notamment en Ă©tudiant des captures dâĂ©cran et
des enregistrement de parties avec lâĆil de vĂ©ritables experts. En ce qui concerne le jeu Final
Fantasyâą X, jâai observĂ© quâil impose souvent (plus dâun tiers du temps du jeu) de se consacrer
Ă une activitĂ© longue, rĂ©pĂ©titive et ennuyeuse. Le but de ce vĂ©ritable travail est dâamĂ©liorer les
capacitĂ©s des personnages jouĂ©s (« faire de lâexpĂ©rience »). Z a affirmĂ© que cette activitĂ© Ă©tait
consentie parce quâelle offrait des perspectives captivantes, notamment la possibilitĂ© de
dĂ©couvrir de nouveaux aspects du jeu. Z reconnaissait quâune telle pratique du jeu pouvait
sâavĂ©rer ennuyeuse, mais sa motivation Ă©tait telle quâil passait outre. Y a pour sa part dĂ©laissĂ© le
jeu peu de temps aprĂšs que sa pratique est devenue trop exigeante en matiĂšre dâinvestissement
personnel, il a cependant conservĂ© de lâintĂ©rĂȘt pour les parties jouĂ©es par Z.
Au champ
stratégies
le site stacraft.org (
http://www.stracraft.org
) propose des algorithmes stratégiques dont
voici lâexemple le plus complexe en mai 2005:
+++++++++++++++++++++++++
++++++++++++++++++[*]++++
@@!@@!@@
++++++++++++@@(=)+++++(=)@
++++++++++++@@(=)+[*]++(=)
[*] = Nexus
@ = Cannon
! = Pylon
[G] = Gateway
(F) = Forge
(CC) = Cyben. Core
(A) = Citadel Adul
(T) = Templar Archive
+ = Square
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++++++++++++@!(=)+++++(=)
+++++++++++!@@@@@@@@@@@@@@@
+++++++(G)(G)!(G)(G)!(G)(F)
+++++++(G)(G)!(G)(G)!(G)(C)
+++++++++++++!++++++!+++(A)
+++++++(G)(G)!(G)(G)!(G)(T)
+++++++(G)(G)!(G)(G)!(G)(F)
+++++++++++++!++++++!+++(F)
Ces instructions correspondent au codage dâune succession dâactions Ă rĂ©aliser dans le temps et dans le plan du
jeu. Ici il sâagit dâun Ă©lĂ©ment final de stratĂ©gie experte pour le camp
Protoss
. Les signes spécifiques correspondent
à des bùtiments à construire. Ils sont situés dans le plan grùce aux « + ».
On notera par ailleurs que les donnĂ©es techniques du site sont diffusĂ©es en anglais, ce qui nâa pas posĂ©
problĂšme aux deux sujets Y et Z bien quâils fussent tous deux francophones. Z a mĂȘme acquis du lexique corĂ©en au
cours de ses pratiques du jeu Starcraftâą.
4. Conclusion : le détournement des jeux vidéo suggÚre une pédagogie ascendante
basĂ©e sur lâacquisition de rĂšgles et la dĂ©termination de leur champ des possibles.
4.1 créer la motivation.
Pour Hilbert les concepts mathĂ©matiques Ă©taient ceux dâun immense jeu sans «
aucune
importance particuliĂšre
». Hilbert a révolutionné les mathématiques en grande partie parce que
leur pratique a fini par lui plaire, par susciter chez lui une motivation et un intĂ©rĂȘt exceptionnel.
Alors la perception de lâĂ©difice mathĂ©matique est devenue celle dâun jeu basĂ© sur des «
rĂšgles
simples
» (les axiomes), mais aux perspectives trÚs étendues (les théorÚmes). On notera par
ailleurs que David Hilbert Ă©tait expert en axiomatisation, quâil avait indĂ©niablement une
intelligence globale de lâĂ©difice mathĂ©matique [8].
4.2 manipuler, acquérir et percevoir les rÚgles.
Mon Ă©tude a pour vocation de soutenir tous les efforts pĂ©dagogiques liĂ©s Ă lâacquisition de
rĂšgles formelles, et en particulier ceux de la didactique des mathĂ©matiques. LâintĂ©rĂȘt des
étudiant(e)s et jeunes étudiant(e)s pour les jeux vidéo est quantitativement incontestable. Il
sâagit de lâexploiter en ajustant lâenseignement des mathĂ©matiques Ă la façon dont un ĂȘtre
humain perçoit des rĂšgles [9] en acte [10]. Câest ainsi que je suggĂšre de fonder une pĂ©dagogie
ascendante. Il sâagirait dâenseigner
dĂšs le premier cycle
les rĂšgles les plus fondamentales des
mathématiques (si possible les axiomes) en encourageant leur manipulation académique dans les
perspectives ludiques mises en lumiÚre par la pratique des jeux vidéo. La présente étude suggÚre
en effet quâun tel procĂ©dĂ© pĂ©dagogique rĂ©duirait considĂ©rablement les cas dâacquisitions de
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rĂšgles superficielles, en particulier lâacquisition de rĂšgles superficielles par conditionnement
(i.e : «
il y a souvent des exponentielles dans les formules de statistiques »,
ou encore en analyse
au second cycle : «
la plupart du temps quand on utilise lâinfini dans un raisonnement, la
conclusion est le contraire de ce quâon attend intuitivement
».)
Souvenons-nous de ce que le travail peut ĂȘtre consenti Ă certaines conditions que
développent ces jeux. La difficulté fait par ailleurs partie intégrante de tous les jeux possibles. Il
est Ă ce titre important de souligner que, bien que certains jeux concernent parfois un public
majoritairement masculin, lâacte de jouer est bien entendu indĂ©pendant du sexe, mĂȘme si la
pratique des jeux vidéos influence différemment la production et la réponse aux stéroïdes chez
lâhomme et chez la femme [11].
Les mathĂ©matiques peuvent ĂȘtre perçues comme un jeu. Lâintelligence de leurs rĂšgles et
donc celle du champ des possibles quâelles dĂ©gagent est Ă la base de dĂ©couvertes fondamentales.
Cette intelligence serait dĂ©veloppĂ©e dâune nouvelle façon par la pĂ©dagogie ascendante que
suscite la présente étude.
MalgrĂ© lâabsence de donnĂ©es quantitatives, il est raisonnable de penser quâ
a
priori
, un
Ă©chantillon dâĂ©lĂšves soumis Ă cette pĂ©dagogie verrait la probabilitĂ© dâĂ©merger un individu dit
« gĂ©nial » (c'est-Ă -dire comprenant particuliĂšrement bien lâĂ©difice mathĂ©matique, ce qui pourrait
sâĂ©valuer quantitativement) dâune façon significative. Par ailleurs cette mĂ©thode a trĂšs
essentiellement pour but de rĂ©duire les cas de rĂ©signation au sein dâun n-Ă©chantillon dâĂ©tudiants.
Le succĂšs idĂ©al de cette mĂ©thode serait celui dâun(e) Ă©tudiant(e) dont lâaffect percevrait
lâacte dâouvrir un livre de mathĂ©matique et dâapprendre Ă manipuler des thĂ©ories comme celui
de jouer professionnellement, et dâune façon ascendante, au plus vaste de tous les jeux
possibles.
Il y a lieu de dĂ©velopper des modes dâenseignement et dâĂ©valuation intĂ©grant la pratique de
jeux vidéo en tant que systÚmes de rÚgles formels, ce en étudiant les divers aspects cognitifs (en
particulier kinesthĂ©siques) de la manipulation du jeu dans un contexte dâacquisition de rĂšgles.
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