Apprendre dans les jeux vidéo
Avec leurs milliards de joueurs et quelque deux cents milliards d’euros de revenu annuel, les jeux vidéo sont devenus le premier divertissement mondial. Peuvent-ils être utilisés comme vecteur pédagogique ? Quels jeux le font déjà ? N’apprenons-nous pas toujours quelque chose en jouant ?
D’où viennent les jeux « électroniques » auxquels je jouais quand j’étais enfant, que ce soit sur des consoles monojeux à cristaux liquides ou sur mes premiers ordinateurs, à commencer par mon ZX81 ? Ces ancêtres de nos jeux vidéo actuels doivent leur existence à nous autres scientifiques. Dès que les technologies de l’électronique l’ont permis, ingénieurs et chercheurs se sont mis à reproduire puis à inventer des jeux sur leurs ordinateurs et même sur leurs oscilloscopes. Ainsi naquirent Tennis for Two au laboratoire de Brookhaven en 1958 et Spacewar! au MIT en 1961, les ancêtres de Pong et de Space Invaders, précurseurs de tous les jeux vidéo.
Pendant plus de vingt ans, les jeux restèrent cantonnés aux centres de recherche et aux domiciles des ingénieurs, progressant lentement au gré des progrès techniques. Avec l’arrivée dans les années 80 de machines abordables, telles que la console Atari 2600 ou – chez moi – l’ordinateur Amstrad 464, les jeux vidéo se démocratisèrent. D’abord empreints de cet héritage scientifique, ils se diversifièrent rapidement, atteignant tous types de foyer et abordant tous types de sujet. Dès lors, les jeux ne furent plus seulement liés aux sciences par la technologie qui les produit et qu’ils stimulent en retour (les GPU, Graphics Processing Units, d’aujourd’hui doivent beaucoup aux besoins graphiques en temps réel des jeux vidéo), mais également par l’expérience des joueurs.
Je fais, je comprends
Une des spécificités du jeu vidéo par rapport aux autres médias réside dans le fait que leurs spectateurs sont en fait des acteurs de l’expérience qu’ils sont en train de vivre. Or plusieurs études de psychologie cognitive ont démontré ce que nous ressentons tous de manière intuitive : nous apprenons lorsque nous faisons. Autrement dit, faire quelque chose ancre la connaissance liée à l’activité réalisatrice plus profondément que si nous en étions simplement témoins. Cette idée est portée par la célèbre phrase que Confucius n’a sans doute pas dite : « J’entends et j’oublie ; je vois et je me souviens ; je fais et je comprends. »
Elle se retrouve également à la base du cône de l’expérience imaginé par le scientifique de l’éducation Edgar Dale dans les années 40. Dans ce cône, également connu sous le nom de pyramide de la connaissance, la base est constituée par ce que l’on fait (des travaux pratiques, une modélisation, un exposé…) et le sommet par ce que l’on ne fait que lire ou entendre (dans un livre ou un amphithéâtre…). Nous retiendrions les premiers à plus de 80 % et les seconds à moins de 20 %… Si ces chiffres sont contestables et débattus en fonction des contextes exacts, il n’en reste pas moins que leur hiérarchie est claire : nous apprenons bien en faisant !
Les avantages du jeu vidéo
De fait, le jeu vidéo me semble avoir au moins quatre avantages concrets pour favoriser l’apprentissage.
Primo, en tant que média interactif – nous venons d’en parler – le jeu vidéo offre un cadre dans lequel l’apprenant peut faire, expérimenter ou réaliser, ce qui ancre l’apprentissage. Cet avantage est propre à tous les dispositifs interactifs et donc par définition aux jeux non vidéo, de société par exemple.
Secundo, en tant que média dessiné et animé, le jeu vidéo permet de représenter très librement les concepts, en deux ou trois dimensions, et de manière cinématique, comme dans le cinéma d’animation. Accélérer ou ralentir le temps, changer d’échelle, montrer des objets qui n’existent plus, rien de plus trivial avec l’image animée !
Tertio, en tant que média ludique, des mécaniques de jeu sont nécessaires, mécaniques que l’on peut inspirer directement des processus du sujet à transmettre. L’exemple le plus élémentaire est que la plupart des jeux sont une suite d’essais, d’erreurs et de validations, tout comme la démarche scientifique. Mais tout est possible ! Des jeux prétendant, par exemple, montrer les enjeux climatiques peuvent mettre au cœur de leurs mécaniques les phénomènes cruciaux qui sont au cœur du problème.
Quarto, et très pragmatiquement, les jeux vidéo sont aujourd’hui le mode de divertissement que l’humanité consomme le plus, avec 200 milliards de dollars de revenus par an, loin devant le cinéma, les séries, la musique, la littérature, réunis ! Ils présentent donc une possibilité d’atteindre une cible extrêmement large. C’est en identifiant ces quatre avantages que je me suis tourné vers ce média pour populariser ma science, la physique des particules. Ne nous méprenons pas : tous les médias sont bons à utiliser quand il s’agit de répandre les savoirs, particulièrement aujourd’hui où la science recule dans l’imaginaire collectif. Ils ne s’adressent pas aux mêmes publics et ils doivent se nourrir les uns des autres. Mais, dans le cadre de cet article, concentrons-nous sur les seuls jeux vidéo !
Des précurseurs…
Les premiers jeux vidéo éducatifs remontent au tournant des années 70-80 mentionné ci-dessus. Citons par exemple The Oregon Trail (1971), dont on trouve encore des remakes aujourd’hui, un jeu conçu pour motiver les petits Américains à s’intéresser à l’histoire de leurs pionniers, Lemonade Stand (1973) qui est peut-être le premier jeu à connotation économique, Reader Rabbit (1983), Lapin Malin en français, pour apprendre aux enfants à lire, Math Blaster! (1983), un jeu d’arcade dans lequel on ne gagne qu’en connaissant un minimum de mathématiques…
… plus ou moins sérieux
Quand il s’agit d’avoir recours aux jeux vidéo pour apprendre à nos joueurs quelque chose, toutes les approches sont permises, de la plus « sérieuse » à la plus « divertissante », sans que les deux soient forcément inconciliables. L’essentiel est d’accorder le niveau à la cible envisagée. Un jeu pour former les employés d’une entreprise, par nature captifs, pourra se concentrer sur les détails techniques de la compétence à transmettre, alors qu’un jeu destiné à faire découvrir à un public large les merveilles d’une science donnée aura intérêt à nimber ce savoir dans un univers et des mécaniques avant tout ludiques, pour accrocher son public. En établissant une revue de jeux à vertu pédagogique, il m’a semblé que les deux approches (ludique et sérieuse) étaient en fait rarement poussées en parallèle dans un même jeu, et c’est le credo que je me suis imposé.
Quelques exemples
Dans le jeu Algebra 12+ (2013) de la suite Dragon Box, conçu par Patrick Marchal (X86), des enfants s’attachent à isoler une boîte à dragon d’un côté de leur écran en apprenant un certain nombre de règles sur des objets symboliques ; quand le glissement opère et que les nombres remplacent les objets, ils savent résoudre des équations, bien avant l’avoir appris à l’école.
Dans le jeu Plague Inc. (2012), vous incarnez un virus et votre objectif est de réduire l’humanité à néant. Vous serez peut-être frustré par la lenteur de vos premières contaminations, mais aurez le vertige et la compréhension de l’exponentielle. Le jeu a connu un regain de popularité pendant la crise Covid et une partie de ses bénéfices est allée à la recherche. La sensibilisation à la crise climatique a récemment fait l’objet de plusieurs jeux, comme Terra Nil (2023), un jeu de stratégie où l’objectif est de restaurer un écosystème dévasté. Le joueur doit y reverdir les sols, réintroduire la faune et recycler ses structures avant de partir.
Avec Minecraft Education (2016), vous pouvez utiliser le célèbre bac à sable pour y enseigner ou y apprendre les sciences, les mathématiques, l’histoire ou la programmation, à travers des activités immersives. Utilisé dans des milliers d’écoles à travers le monde, il favorise la collaboration, la créativité et l’apprentissage actif.
Dans Kerbal Space Program (2011), vous apprenez à lancer fusées et satellites, en manipulant les concepts clés de l’aérospatiale (lois newtoniennes, mécanique orbitale, gravité, masse et poussée, consommation de carburant, stabilité et aérodynamisme…). Ce jeu, pourtant exigeant voire frustrant – placer des satellites en orbite n’est effectivement pas simple –, a néanmoins reçu un excellent accueil.
Les jeux de Zachtronics comme TIS-100 (2015) et Shenzhen I/O (2016) permettent d’apprendre la programmation. Du même concepteur, SpaceChem (2011) vous fait assembler des atomes pour faire des molécules. Des jeux comme Civilization (1991), avec son arbre de technologie, ou Europa Universalis (2000), avec sa carte réelle, permettent d’appréhender l’évolution de l’humanité et d’éveiller la curiosité du joueur pour l’histoire et la géographie. Les exemples sont légion !
Des jeux à l’école ?
Mais alors, faut-il mettre des jeux à l’école ? Pourquoi pas ! Mais il convient alors de se demander quels jeux ? Nos enfants et adolescents sont habitués à des standards de jeu très élevés en matière de qualités visuelle et sonore, ou de finesse des mécaniques de jeu. Il ne s’agirait pas de susciter chez eux une réaction telle que « il est nul ton jeu ! », ce qui nous ferait sans doute obtenir le résultat inverse à celui escompté.
Mieux vaudrait sensibiliser nos enseignants au fait qu’ils peuvent très bien avoir recours aux jeux vidéo existants pour stimuler les apprentissages, de la même manière qu’ils recommandent des livres, montrent des films et ont de plus en plus recours aux vidéos fournies par nombre d’influenceurs.
Dans cette veine, on peut saluer que l’utilisation de certains opus d’Assassin’s Creed par des professeurs d’histoire a poussé Ubisoft à sortir des versions allégées, les Discovery Tours, pour découvrir la Grèce ou l’Égypte antique sans tuer personne. Ne le dites à personne, mais jouer à Civilization m’a fait réaliser que j’étais sans doute passé à côté de quelque chose pendant les cours d’histoire de mes années collège-lycée.
Des jeux à Polytechnique ?
L’apprentissage par le jeu vidéo est une des obsessions qui m’ont amené à promouvoir ce média et cette industrie à l’École polytechnique. Après avoir démarré quelques activités grâce à des moyens universitaires, une rencontre avec Ubisoft a été décisive et nous avons fondé ensemble à Polytechnique la chaire Science et Jeu vidéo. Ainsi, pendant six ans (2019-2024), nous nous sommes attachés à analyser et à favoriser les liens entre les sphères académiques et les industries vidéoludiques. Nos actions se sont déployées selon trois axes.
Mettre des sciences dans les jeux : les jeux, de plus en plus ouverts et intelligents, ont besoin d’outils de plus en plus performants (en particulier pour le rendu graphique) et de simulation diverse en temps réel (climat, fluides, foule, sociétés…). Un des objectifs était de créer des liens entre scientifiques et industriels pour favoriser ce type de transfert.
« Analyser et favoriser les liens entre les sphères académiques et les industries vidéoludiques.«
Former des professionnels des jeux vidéo : les industries vidéoludiques ayant de plus en plus besoin d’ingénieur(e)s de haut niveau, la chaire avait également vocation à accompagner les polytechnicien(ne)s vers le secteur. Elle a ainsi encadré près de cinquante projets scientifiques collectifs, créé un cours pratique (modal) de création de jeu vidéo, ainsi qu’un cours d’intelligence artificielle pour le jeu vidéo, et inscrit l’École nationale du jeu et des médias interactifs numériques (Enjmin) au catalogue des écoles d’application (voir l’article page suivante).
Éduquer par le jeu, le sujet au cœur de cet article. Nombre de projets étudiants furent dédiés à cette tâche : gamifier l’apprentissage à l’aide d’arbres de technologie ludique, sensibiliser à la cause environnementale. Et un jeu fut développé par l’équipe recrutée au sein de la chaire, Exographer (voir le paragraphe suivant). L’instrument principal de la chaire était un gamelab, des professionnels du jeu hébergé dans notre centre de recherche interdisciplinaire, et sa cheffe de projet était Catherine Rolland (auteure de l’article Le jeu vidéo, un atout culturel à prendre au sérieux ?).
Un jeu créé à Polytechnique
Notre jeu, d’abord baptisé Reveal, a été intégralement créé à l’École polytechnique par l’équipe recrutée dans le cadre de sa chaire Science et Jeu vidéo. Il parle de physique des particules, la science que nous étudions au Laboratoire Leprince-Ringuet. L’approche est résolument tournée vers un public de joueurs et de joueuses plutôt que de scientifiques, l’objectif étant d’abord de divertir, en éveillant la curiosité pour la science qui imprègne tous les secteurs du jeu, sans nécessairement l’annoncer.
Le pari est déjà gagné si ces joueurs retiennent ne serait-ce qu’un peu de vocabulaire, ouvrent une page Wikipédia pour vérifier quelque chose, posent une question à leur professeur(e) de physique, ou à nous sur notre serveur Discord. Exographer est édité par SciFunGames et Abylight Studios et commercialisé sur Steam (PC, Mac et Steam Deck), Epic (PC), Nintendo Switch (1 et 2), PlayStation 5 et XBOX. En y jouant, vous vous amuserez avant tout, mais manipulerez aussi des diagrammes de Feynman. Pour le finir, il vous faudra découvrir toutes les particules élémentaires connues, jusqu’au boson de Higgs.
On l’a vu, les exemples et les possibilités de jeu à vertu pédagogique sont innombrables. À tel point que nous sommes en droit de nous demander si l’on n’apprendrait pas toujours en jouant ? Que ce soit un savoir ou une technique dans un jeu éducatif, une dextérité dans un jeu d’adresse, un soft skill dans un jeu social… Une seule façon de s’en convaincre : jouez !
Pour aller plus loin :
- Exographer : https://scifungames.com/Exographer/
- Site de la chaire Science et Jeu vidéo : https://sciencexgames.fr
- Chaîne YouTube : https://www.youtube.com/@sciencexgames
