Au cours de la dernière décennie, grâce aux avancées continues dans les technologies de pointe telles que l'affichage optique,
Au cours de la dernière décennie, grâce aux avancées constantes dans des technologies de pointe telles que l'affichage optique et le calcul graphique, la transformation numérique de l'enseignement s'est intensifiée et les méthodes pédagogiques connaissent des mutations sans précédent. De la craie au tableau noir à la démocratisation des équipements multimédias, jusqu'à l'intégration poussée des technologies de pointe actuelles, chaque innovation technologique a ouvert de nouvelles perspectives à l'éducation. Parmi elles, la réalité virtuelle (RV) a captivé l'attention du monde éducatif durant la première décennie. La RV, grâce à son expérience immersive unique, a d'abord impulsé une véritable révolution pédagogique, mais son application croissante a progressivement révélé ses limites. Parallèlement, sous l'impulsion des entreprises spécialisées dans l'holographie et d'autres acteurs du secteur, des salles de classe holographiques, exploitant de nouvelles technologies d'affichage, ont émergé, présentant leurs propres avantages et devenant une nouvelle tendance en matière d'enseignement interactif 3D. Cette transformation ne se limite pas à un simple changement technologique ; elle annonce également une évolution profonde des méthodes et des concepts pédagogiques.
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1. Le développement de la réalité virtuelle dans l'informatisation de l'enseignement : de la gloire au goulot d'étranglement
Le développement de la réalité virtuelle est marqué par une exploration constante et des avancées majeures. Dans les années 1980, cette technologie était encore balbutiante et principalement utilisée dans les secteurs militaire et aérospatial, notamment pour la formation à la simulation de vol et le traitement du stress post-traumatique. Grâce aux progrès de l'informatique et du traitement graphique, la réalité virtuelle a progressivement mûri depuis 2010. Le matériel informatique, plus accessible et performant, a ouvert de vastes perspectives pour son application dans le domaine de l'éducation. En pratique, elle est largement utilisée dans les laboratoires de simulation virtuelle, les laboratoires d'innovation et autres. Équipés de casques de réalité virtuelle, les élèves peuvent s'immerger dans l'univers des poèmes anciens, explorer les mystères de l'immensité de l'univers ou mener en toute sécurité des expériences à haut risque. Ils appréhendent ainsi de manière intuitive des concepts abstraits et microscopiques. Cette méthode d'apprentissage immersive stimule considérablement l'intérêt des élèves et renforce leur implication. De nombreuses études ont également démontré que l'enseignement par la réalité virtuelle améliore efficacement la participation, la mémorisation et la compréhension des élèves, tout en leur offrant des opportunités d'apprentissage sûres et efficaces.
Cependant, avec l'application à grande échelle de la réalité virtuelle (RV) dans l'enseignement au cours de la dernière décennie, de nombreux problèmes sont apparus quant à la profondeur et à l'étendue de son utilisation. Bien que le coût du matériel ait considérablement baissé grâce à l'amélioration des solutions et des processus techniques de la RV, et malgré une forte demande d'achat de la part des particuliers, le véritable frein à la popularisation de la RV reste l'absence d'un écosystème de développement de contenu optimal. Contrairement aux plateformes de vidéos courtes, où chacun est créateur et dispose d'outils adaptés, et où le contenu peut être alimenté en continu, les cours de RV développés à partir de moteurs 3D requièrent non seulement des compétences en programmation, mais aussi une compréhension approfondie du contenu pédagogique afin d'en garantir l'authenticité et le caractère ludique. Cette exigence décourage de nombreux établissements d'enseignement. Rares sont les grandes entreprises nationales spécialisées dans le développement à grande échelle de contenus RV complets ; les PME sont devenues la principale source de contenus RV personnalisés.
En matière d'intégration des méthodes pédagogiques, la combinaison des méthodes traditionnelles et de la réalité virtuelle (RV) s'avère souvent complexe, voire contradictoire. Les enseignants peinent à exploiter pleinement le potentiel immersif et interactif de la RV. Souvent, ils se contentent de faire porter le casque aux élèves, sans l'intégrer naturellement au processus d'enseignement, ce qui nuit à l'efficacité de la formation. Par ailleurs, la maîtrise des techniques de RV est indispensable pour tirer pleinement parti de ses avantages pédagogiques. Or, peu d'enseignants possèdent cette expertise, ce qui freine le développement de l'enseignement en RV. De plus, la répartition inégale des ressources éducatives constitue un problème majeur. Si le taux de pénétration du casque RV est élevé en milieu urbain, son enseignement reste difficilement accessible en zone rurale pour des raisons économiques. Enfin, les disparités entre établissements scolaires nuisent à l'égalité des chances en matière d'éducation.
En observant les plateformes de diffusion de contenus VR, on constate que la plupart reposent sur des vidéos panoramiques et des programmes interactifs superficiels. Les programmes pédagogiques 3D complexes, capables d'offrir une immersion et une interactivité optimales en VR, sont rares. Si l'on s'intéresse aux raisons de cette situation, on retrouve la contradiction que représentent la difficulté de développement, le coût élevé et le long délai de retour sur investissement des logiciels de simulation 3D.
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2. Comparaison multidimensionnelle de l'enseignement en salle de classe holographique et en réalité virtuelle
La salle de classe holographique, une technologie pédagogique émergente apparue il y a seulement deux ans, a été inventée par des entreprises technologiques de Shenzhen et a rapidement trouvé des applications industrielles. Grâce à son rendu unique, elle a suscité un vif intérêt dans le secteur. Comparée à la réalité virtuelle, la salle de classe holographique présente des avantages indéniables à plusieurs égards. Si la réalité virtuelle isole le réel grâce à des casques de réalité virtuelle, créant un espace tridimensionnel entièrement virtuel et offrant une expérience immersive unique, son port prolongé peut s'avérer inconfortable pour les élèves, et le champ de vision ainsi que la netteté de l'image sont limités par l'équipement. La salle de classe holographique, quant à elle, utilise une technologie d'affichage optique virtuel pour créer un effet stéréoscopique sans lunettes spéciales, et projette des graphismes virtuels de manière réaliste dans l'espace de la salle de classe, créant ainsi un environnement d'apprentissage hybride, entre virtuel et réel. Son large angle de vision et sa grande taille permettent à tous les élèves de regarder et d'apprendre simultanément, pour une immersion plus naturelle, confortable et durable.
L'immersion offerte par la réalité virtuelle est sans égale, mais en matière d'enseignement, l'interactivité prime indéniablement sur l'immersion. Si l'enseignement en réalité virtuelle permet de se dérouler dans un environnement virtuel grâce à des dispositifs tels que des manettes, il s'avère peu pratique pour les interactions et le partage en classe, et les discussions et interactions instantanées restent difficiles à mettre en œuvre. La technologie holographique de pointe lève cette limitation. Par exemple, une salle de classe holographique utilisant cette technologie peut recréer l'image holographique d'un enseignant distant à l'échelle 1:1 et permettre une interaction et une communication en temps réel entre l'enseignant et les étudiants présents en moins de 200 ms, sans sensation physique, pour une expérience quasi-face à face, abolie par le temps et l'espace. Les enseignants peuvent accéder facilement aux ressources pédagogiques holographiques, les faire pivoter, les redimensionner, les décomposer et les synthétiser, tandis que les étudiants peuvent interagir avec les enseignants et le contenu pédagogique virtuel de manière plus intuitive et naturelle, améliorant ainsi l'efficacité de l'enseignement.
Qu'il s'agisse d'un corps géométrique complexe, d'une structure mécanique ou d'un modèle moléculaire microscopique, à l'instar des systèmes de réalité virtuelle, la salle de classe holographique permet une visualisation claire et intuitive, facilitant ainsi l'apprentissage. Libérés des contraintes des casques de réalité virtuelle, les étudiants bénéficient d'une grande liberté de vision et les échanges entre enseignants et étudiants sont facilités. Si la réalité virtuelle est généralement associée à des applications 3D interactives complexes, l'interaction 3D reste limitée dans la plupart des disciplines et filières au cours de la dernière décennie, hormis les laboratoires de simulation virtuelle et quelques disciplines clés. Les salles de classe holographiques excellent également dans la visualisation et l'interaction avec des modèles complexes individuels, mais la création et la modification de ces modèles sont grandement simplifiées, ce qui les rend plus accessibles.
En termes de coûts pédagogiques, l'enseignement en réalité virtuelle (RV) est confronté à une double contrainte : le coût élevé du matériel et celui du développement des contenus. Si la construction initiale de salles de classe holographiques exige un investissement initial, à long terme, il n'est plus nécessaire d'équiper chaque étudiant d'un casque de réalité virtuelle onéreux. Grâce au développement des technologies de modélisation 3D et à la maturité des outils de montage graphique 3D, le coût de développement des contenus pédagogiques holographiques diminue progressivement. Parallèlement, leur compatibilité avec les supports de cours traditionnels permet de réduire les coûts de développement supplémentaires. Concernant les cas d'utilisation, l'enseignement en RV est principalement cantonné à des contextes spécifiques. Il présente des limites dans les scénarios d'enseignement traditionnels impliquant une collaboration multi-intervenants et une forte interactivité. Les salles de classe holographiques, quant à elles, offrent un champ d'application plus vaste. Qu'il s'agisse d'enseignement dans des contextes particuliers, d'enseignement interactif à distance ou de cours quotidiens, leur mise en œuvre est aisée. À titre d'exemple, l'Université du Shandong a mis en place une salle de classe interactive holographique « un établissement, trois sites ». L'Université des sciences et technologies de Hong Kong, l'Université de Tianjin, l'Université normale du Hunan et l'Université normale de Chongqing ont également développé des dispositifs d'enseignement interactif interrégionaux en temps réel.
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3. La logique derrière l'essor de la salle de classe holographique comme nouvel atout de la salle de classe intelligente
La salle de classe holographique est devenue une nouvelle tendance dans l'enseignement interactif 3D, fruit de la combinaison de plusieurs facteurs tels que le développement technologique et l'évolution des besoins éducatifs. Sur le plan technique, le développement de la 5G offre un soutien considérable aux salles de classe holographiques. Sa large bande passante et sa faible latence résolvent les problèmes de saccades et de décalage dans la transmission des images holographiques, permettant ainsi à l'enseignement interactif à distance d'atteindre un effet immersif. Le cours ouvert idéologique et politique holographique en 5G organisé par l'Université normale de Chine du Sud, où les étudiants peuvent voir clairement les expressions et les mouvements des enseignants projetés en hologramme et interagir en temps réel, en est une preuve éloquente. Parallèlement, les progrès de la technologie de projection holographique elle-même ont continuellement amélioré la netteté et la reproduction des couleurs des images, optimisant ainsi les résultats pédagogiques.
L'évolution des besoins éducatifs favorise également le développement des classes holographiques. L'éducation moderne accorde une importance croissante au développement personnalisé des élèves et à l'acquisition de compétences pratiques, en privilégiant leur participation active et leur interaction. Les classes holographiques répondent précisément à ces besoins. Leur expérience d'apprentissage intuitive et immersive stimule l'intérêt et l'initiative des élèves. Grâce à l'interaction avec des contenus pédagogiques virtuels, les élèves peuvent mieux comprendre et maîtriser les connaissances, et développer une pensée pratique et innovante. De plus, la fonction interactive à distance des classes holographiques contribue à la large diffusion de ressources pédagogiques de qualité et répond à l'aspiration des élèves de différentes régions à une éducation d'excellence.
De plus, la salle de classe holographique résout efficacement de nombreux problèmes liés à l'enseignement en réalité virtuelle. Elle réduit les coûts de développement du matériel et des contenus, améliore l'interactivité et la flexibilité pédagogiques, atténue le problème de la répartition inégale des ressources éducatives, réduit les risques pour la sécurité et l'éthique, et offre de nouvelles perspectives pour l'amélioration du système d'évaluation des apprentissages. Par ailleurs, si la solution logicielle de conversion pour l'enseignement holographique proposée par l'industrie peut être mise en œuvre, elle permettra d'utiliser les contenus pédagogiques en réalité virtuelle dans la salle de classe holographique et favorisera la transition et l'intégration des technologies pédagogiques.
La technologie holographique de pointe est plébiscitée par de nombreux enseignants et experts du secteur. La salle de classe holographique représente une solution pédagogique numérique intégrée de nouvelle génération, combinant des technologies de pointe telles que la communication 5G, l'imagerie optique holographique et l'intelligence artificielle. Elle s'applique à un large éventail de contextes : enseignement supérieur (cours professionnels), enseignement primaire et secondaire, enseignement interactif à distance, modélisation 3D ou simulation expérimentale. Elle permet ainsi de proposer des méthodes d'enseignement innovantes. Visualiser la structure des organes humains en médecine ou reproduire des scènes historiques en histoire rend l'apprentissage plus vivant et intuitif. Côté utilisateur, le produit est facile à utiliser. Les enseignants peuvent le prendre en main rapidement, sans formation complexe, et accéder facilement aux ressources pédagogiques. Les élèves profitent d'une expérience d'apprentissage ludique et intuitive grâce à la 3D immersive. Le large angle de vision et la grande taille de l'écran garantissent une visibilité optimale pour chaque élève.
Apparue durant le 14e plan quinquennal, la salle de classe holographique, nouvelle forme d'enseignement numérique innovant, a non seulement démontré des résultats et des avantages significatifs en matière de technologies pédagogiques, mais offre également de vastes perspectives d'avenir, notamment pour le partage et l'équité des ressources éducatives entre les régions, ainsi que pour les échanges culturels et éducatifs de la Chine à l'étranger, grâce à sa capacité de collaboration à distance et d'inclusion. Il semblerait que certaines universités de renom aient intégré les salles de classe holographiques à leur plan de développement du 15e plan quinquennal.
