Avantages de l’informatique pour la préparation d’un escape game 

L’aide dans les escape game

Pour permettre aux joueurs d’avancer dans l’intrigue d’un escape game le maître du jeu est toujours présent et observe à distance ce que font les joueurs. Pour que le jeu reste amusant pour les joueurs et pour leur permettre d’arriver au bout du scénario le maître du jeu propose son aide si les joueurs paraissent bloqués. Cette aide se manifeste la plupart du temps par des indices envoyés par un moyen de communication comme un écran. Le maître du jeu doit rester un élément extérieur du scénario et ne pas intervenir directement pour conserver l’immersion. Dans le cas d’un escape game en classe l’enseignant est le maître du jeu et doit pouvoir venir en aide aux élèves pour qu’ils puissent avancer s’ils sont bloqués. Il est difficile de venir en aide à un élève sans casser l’immersion du jeu. Pour conserver cet aspect il faut mettre en place des moyens techniques pour interagir avec les élèves. Pour les classes possédant un logiciel permettant de visualiser l’écran des élèves et d’interagir avec eux cela facilite grandement la tâche. Dans le cas où ces outils ne sont pas existants il faudra mettre en place un moyen de communication et d’observation non­intrusif. Si les moyens le permettent, l’utilisation du vidéo projecteur pour projeter des indices paraît une solution intéressante lorsque l’indice peut bénéficier à l’ensemble des élèves. On peut imaginer un indice offert au bout d’un certain temps de jeu. Pour éviter que ces indices soient un avantage pour ceux qui en bénéficient, il est possible de mettre en place une solution finale différente pour les élèves ayant utilisé l’indice, notamment en proposant un code différent de celui qui aurait été obtenu sans l’indice. Pour l’aide individuelle il est possible avec certains outils d’ajouter des fichiers ou messages sur l’ordinateur d’un élève en particulier. Si cette solution n’est pas possible il sera difficile d’intervenir sans casser l’immersion, un bon jeu d’acteur pourrait permettre au maître du jeu d’intervenir dans le cadre du scénario. Quoi qu’il en soit il existe plusieurs façons d’intervenir. La plus naturelle est d’offrir son aide à un élève lorsqu’il en fait la demande, l’enseignant peut alors expliquer à l’élève les choses qu’il ne comprend pas ou le guider en lui indiquant vers où chercher des informations. Une deuxième méthode est de proposer un indice à l’intérieur du jeu qui ne peut être débloqué qu’avec l’intervention de l’enseignant, ces indices peuvent être proposés pour toute la classe au bout d’un certain temps en les affichant au tableau par exemple ou individuellement. Une troisième aide peut être une solution donnée à un élève pour le débloquer en échange d’une partie des points obtenus. Dans le cadre d’une énigme avec plusieurs étapes l’enseignant peut donner une solution alternative à la première étape permettant de passer à la seconde sans la récompense qui va avec. Dans tous les cas, l’aide ne doit pas casser l’immersion et les élèves ne doivent pas sentir l’enseignant trop présent dans le jeu.

La solution aux énigmes

Les escape game ont comme point commun de proposer des systèmes de ver­rouillages bloquant l’accès aux prochaines énigmes. Cela peut être onéreux pour l’or­ganisation d’un escape game en classe et demande de renouveler le matériel assez fréquemment (surtout si l’on souhaite proposer des escape game différents). Il est donc intéressant de proposer des systèmes de verrouillages génériques facilement appli­cables dans une salle de classe possédant au minimum un ordinateur pour deux élèves.
Les systèmes de verrouillages que nous appellerons cadenas doivent donc être élabo­rés de manière générique afin de garantir leur réutilisabilité. On notera également que pour proposer un mode d’évaluation efficace il faudra proposer différents types de ca­denas acceptant des réponses de types différents. Cela permet aussi de proposer une certaine variété dans les énigmes pour éviter la monotonie. Les énigmes ne doivent bien sûr pas ressembler trop à des exercices sous peine de perdre toute immersion dans le jeu. Enfin il faudra plusieurs niveaux de difficultés pour permettre d’évaluer les élèves ou proposer des coups de pouces qui pourront être donnés aux élèves en échange d’une mention signifiant que l’élève a eu besoin d’aide dans le résultat final.
On se donne ainsi un cadre pour la préparation de l’escape game :
— Les cadenas permettant d’avancer dans la résolution de l’escape game seront modélisés par des moyens numériques : programmes, sites web, système, etc…
— Les énigmes ne doivent pas être dépendantes du scénario pour permettre la reproductibilité.
— Les cadenas auront plusieurs formes pour permettre l’ajout ou la modification d’énigmes et une variété des énigmes
— Les énigmes devront permettre la différenciation par différents moyens (coups de pouce, plusieurs niveaux de difficulté, …)
— L’escape game doit traiter de plusieurs thèmes différents afin d’éviter la mono­ tonie des énigmes

Proposition d’évaluation différenciée pour escape game

Un moyen efficace pour cadrer l’évaluation dans un escape game est de préparer suffisamment celui­ci, notamment en prévoyant un schéma représentant le déroule­ ment de l’escape game avec les différentes énigmes leurs dépendances et les récom­ penses obtenues.

Enregistrement du score

Afin de pouvoir analyser les résultats, le score final des élèves est enregistré, pour la méthode des jetons on ne garde que le nombre de jetons obtenu pour déterminer une note. Soit dans le cas d’un mot de passe partiel on enregistre le mot de passe entré par l’élève, ce mot de passe permet d’obtenir un suivi des réponses. On peut ainsi analyser simplement les réponses trouvées par les élèves, par exemple si un élève entre le mot de passe. mot de passe, on peut observer que l’élève n’a pas réussi l’énigme de niveau 3 du premier exercice. Si les énigmes ont été conçues correctement le caractère entré peut même correspondre à une erreur précise.
Imaginons deux possibilités, soit l’exercice suivant : conversion binaire vers décimal du nombre. L’élève a répondu dans ce cas il obtient la première lettre du mot de passe final qui est m maintenant un autre élève répond cet élève recevra la lettre n il pourra donc continuer sur les autres énigmes et répondre au mot de passe final sans problème, il n’aura cependant pas la meilleure récompense mais le résultat permettra à l’enseignant d’identifier quelle erreur a été commise. Dans le cas où une autre réponse aléatoire a été donnée le caractère pourra être un caractère par défaut autre que ceux réservés pour les réponses attendues par l’enseignant.

Avantages de l’informatique pour la préparation d’un escape game

L’informatique apporte beaucoup d’avantage pour la conception d’un escape game.
La résolution de problèmes est au cœur de l’informatique, les énigmes des escape game consistant fréquemment en la résolution de casse­têtes il est souvent possible de proposer des énigmes informatiques qui se prêtent particulièrement bien aux es­ cape game. Un exemple courant est le codage de messages à l’aide d’algorithmes de chiffrement comme le code César ou encore le chiffre de Vigenère. On retrouve dans la partie représentation de l’information beaucoup d’applications possibles pour cacher des informations. Les algorithmes permettant de résoudre un problème peuvent aussi être une source d’énigmes, on peut imaginer un taquin ou une tour de Hanoï qui sont fréquemment utilisés dans les jeux vidéos comme base pour des énigmes. Des jeux vidéos comme Resident Evil, Portal, et un grand nombre de point and click dont s’ins­pirent les escape game proposent des énigmes basées sur ces problèmes. Un autre élément rapprochant l’informatique et les escape game est la phase de fouille. Des fichiers peuvent facilement être cachés sur un ordinateur et l’explorateur ou le termi­nal permettent d’effectuer de la fouille. Pour les cadenas, on retrouve des codes de verrouillages sur tous les appareils numériques avec différentes formes, des chiffres, des caractères ASCII et même des schémas ou des algorithmes basés sur la détection de forme pour les capteurs d’empreintes. Les ordinateurs proposent déjà des outils comme la possibilité de demander un mot de passe pour l’accès à une archive. Comme proposé dans l’expérimentation, des exercices basés sur le web se prêtent particulièrement bien au jeu. Le concepteur s’il est informaticien peut alors facilement concevoir un escape game tant que son temps disponible est suffisant. Les énigmes utilisant la logique sont présentes dans de plus en plus de jeux, prenons par exemple le jeu Baba Is You dont le concept repose sur l’utilisation de mots pour résoudre des énigmes à l’aide de la logique informatique.

Les outils de création

Pour l’organisation d’Escape Game il existe pléthore d’outils, certains numériques d’autres physiques. Parmi ces outils on retrouve des cadenas à fabriquer pour le phy­ sique ou à configurer pour le numérique permettant à l’utilisateur d’adapter les so­ lutions à ses énigmes. On y retrouve par exemple le site S’CAPE https://scape. enepe.fr/ [S’CAPE, ] ou encore Lockee https://lockee.fr/ [Lockee, ]. D’autres ou­ tils permettent d’élaborer l’environnement autour des énigmes comme Genially https: //www.genial.ly/fr [Genially, ] pour créer un parcours vidéoludique à la manière d’un jeu en point and click qui consiste à se balader dans un décor numérique et rechercher des indices dans le décor.

Analyse des outils existants

Commençons par l’analyse des outils physiques. Un gros avantage des cadenas physiques est le potentiel d’immersion des élèves. Effectivement, le fait de proposer des cadenas que l’on peut toucher et ouvrir en rentrant la bonne combinaison donne un côté concret à la séance d’escape game et de proposer des récompenses physiques aux élèves. En les intégrant à la salle où se déroule l’escape game on ajoute aussi une phase de fouille donnant plus de réalisme. Du côté des inconvénients on retrouve principalement le coût des outils et le temps de fabrication. Les outils physiques pro­ posés restent limités par les contraintes physiques, notamment la taille des cadenas et le type d’environnement (disposition de la salle). Les cadenas proposent souvent des solutions classiques comme des codes à chiffres ou lettres avec un nombre de combi­naisons limité, cependant cette limite pourrait être contournée en fabriquant un cadenas programmable à l’aide d’une carte électronique du type arduino. Il faut aussi pouvoir adapter ces cadenas à l’environnement et aux récompenses proposées. Les cadenas physiques sont aussi une contrainte dans l’évaluation car il est difficile de proposer les mêmes conditions à tous les groupes d’élèves participant sans avoir à multiplier le nombre d’outils par le nombre de groupes et en délimitant l’environnement ce qui augmente considérablement le coût de l’activité. De même il n’est quasiment jamais possible de proposer plusieurs codes valides sur les cadenas usuels pour différencier les élèves comme proposé dans cet écrit.
Pour les cadenas numériques existants, on retrouve beaucoup de propositions fonc­tionnelles que ce soit en ligne ou sous forme d’application. Parmi les cadenas pro­posés on retrouve les cadenas à chiffres, les cryptex, les mots de passe, ou encore les calculatrices. On peut ajouter aussi les cadenas à schémas, les cadenas musi­caux ou encore les cadenas géolocalisés. Il existe donc une grande variété de cade­nas différents ne dépendant que de l’imagination des créateurs. Ces outils présentent néanmoins certains inconvénients. Tout d’abord beaucoup de ces outils sont des outils en ligne, et demandent donc d’avoir une connexion internet au moment de l’escape game. D’autres utilisent des outils difficilement portables sur d’autres plateformes que Windows ou nécessitant une installation préalable sur les ordinateurs accueillant l’es­cape game. Enfin il existe peu de cadenas proposant plusieurs solutions possibles pour différencier les élèves lors d’une évaluation. Le seul exemple trouvé lors de la rédaction de cet écrit est l’outil de Valentin Leroux enseignant en musique au collège Rosa Parks à Nantes. Cet outil est un coffre fort proposant plusieurs solutions don­nant accès à différentes récompenses, il est développé à partir de l’application Max https://cycling74.com/downloads/ [Max, ] permettant de construire des applications Windows sans avoir besoin de connaître un langage de programmation car l’application utilise un système de boîtes que l’on connecte pour programmer. L’application coffre­ fort propose un nombre limité de types de récompenses (texte,image,vidéo,page web) et n’est disponible que sur Windows.
Du côté de l’environnement, nous avons Genially qui est une référence car le site permet de créer facilement une application sous la forme d’un point and click dans laquelle les élèves peuvent se déplacer, fouiller, et répondre à des énigmes. En plus de l’environnement de fouille, Genially propose aussi des exercices type pour créer des énigmes. On notera de très bonnes idées comme la sténographie pour cacher des indices par exemple. On peut identifier comme inconvénient le côté trop jeu vidéo qui peut casser un peu l’immersion à cause de la sensation de juste jouer et de ne pas être directement dans l’environnement. Du côté des énigmes proposées, celles­ ci ressemblent un peu trop à des exercices pour donner l’impression aux élèves de résoudre de vrais énigmes. Comme évoqué dans la partie 2, afin d’évaluer les élèves il ne faut pas que l’environnement soit une contrainte importante pour l’avancement dans la résolution des énigmes.

Proposition d’un outil pour l’évaluation

Pour l’évaluation des élèves au cours d’un escape game deux outils ont été développés dans le cadre de cet écrit. Ces outils respectent les différentes contraintes évoquées dans la partie 2 comme proposer différentes solutions possibles à une énigme afin de permettre la différenciation ainsi que proposer différents types de cadenas per­ mettant d’accepter tout type de solution. Ces outils se doivent d’être multiplateforme pour faciliter leur utilisation dans n’importe quel environnement et libres, la licence choisie étant une licence Creative Commons CC BY SA. Les outils sont donc modifiables pour ajouter de nouveaux types de cadenas ou améliorer les cadenas présents. Le premier outil est une application Python permettant de créer plusieurs solutions auxquelles on peut associer différentes récompenses. Le second outil est un ensemble d’applets JAVA représentant des cadenas utilisant les solutions et récompenses créées avec la première application.
L’application Python que l’on nommera EGLocker pour escape game locker permet de générer des fichiers chiffrés réutilisable avec les cadenas créés en JAVA, elle cor­ respond à l’interface permettant de configurer les énigmes pour le maître du jeu. Cette application a pour premier avantage d’être utilisable dans la plupart des établissement étant donné que Python est le langage utilisé dans toutes les disciplines scientifiques.
L’application utilise une version récente de Python (>3.6) et possède peu de dépen­dances mis à part tkinter, os et random. Son fonctionnement est assez simple il suffit de sélectionner quel type de cadenas on souhaite créé (afin de vérifier que la solution proposée est cohérente) de générer une clé de chiffrement et de sélectionner les ré­compenses à chiffrer. Dans le cas d’un cadenas demandant un programme en solution il est nécessaire de fournir un benchmark et un fichier obtenu en sortie. Le programme procède ensuite à un chiffrement des fichiers fournis en effectuant d’abord un xor entre les solutions proposées et la clé de chiffrement pour créer un fichier key.crypt contenant un nombre de clés correspondant au nombre de solutions puis un chiffrement à l’aide de ces nouvelles clés et des fichiers à chiffrer. Le programme fourni alors en sortie un dossier Solutions contenant toutes les récompenses chiffrées à l’aide des clés corres­ pondantes fournies dans un fichier key.crypt. Dans le cas d’un cadenas à programmes deux autres répertoires contenant les benchmarks et les solutions attendus sont créés avec à l’intérieur les différents fichiers chiffrés.

Expérimentation

Pour tester les outils proposés dans cet écrit réflexif une expérimentation est réa­lisée le 12 mai 2021. L’expérimentation va se dérouler avec une classe de NSI de 13 élèves. Pour favoriser l’évaluation l’escape game sera individuel chaque élève progres­ sera à son rythme. Le scénario choisi est celui d’une équipe d’experts en informatique engagés par le FBI suite à la disparition de ses deux meilleurs agents, les agents Ri­ per et Bullit. Avant leur disparition Riper et Bullit ont réussi à récupérer des informations sur la dernière victime du tueur. Ces informations sont malheureusement cachées dans différents fichiers et dossiers chiffrés. Le FBI espère trouver des informations sur le pro­chain crime (Lieu, Victime, Identité du tueur, Arme et Date). La mission des participants est de récupérer le plus d’informations précises possibles concernant le dernier crime commis pour prédire le prochain. Le temps limité de la séance permet de justifier le scénario qui propose de récupérer les informations avant que l’infiltration de l’équipe sur l’ordinateur du tueur soit détectée. L’enseignant est le maître du jeu, il a pour rôle de coordonner l’équipe d’experts. L’enseignant se donne la possibilité de circuler dans la salle pour observer les élèves (et donner des coups de pouce si nécessaire) afin de guider son équipe. Toutes les énigmes seront disponibles directement dans le ré­pertoire de l’élève. Chaque énigme concerne un point précis du programme et propose donc plusieurs solutions. Seule une énigme n’est pas disponible directement sur les or­dinateurs des élèves mais sur les ordinateurs portables sous Linux pour proposer une énigme baser sur la manipulation d’un système d’exploitation libre. Il y a 4 ordinateurs portables pour 13 élèves.

Choix des énigmes

Les énigmes mises en place pour l’expérimentation ont été élaborées pour corres­pondre au mieux à un test de l’évaluation pendant un escape game. Effectivement pour permettre une évaluation efficace il faut adapter les exercices classiques pour qu’ils puissent prendre place dans l’escape game. Cette expérimentation prenant place dans une classe de 1ère NSI chaque énigme correspond à une partie du programme comme décrit dans le bulletin officiel. Une énigme comprend plusieurs étapes permet­ tant d’obtenir un code étant une partie du mot de passe final. Voici la répartition des énigmes :

Énigme 1

L’énigme 1 correspond à l’évaluation sur la représentation des données. Dans cette énigme l’objectif est de tester les capacités des élèves à identifier plusieurs représen­tations de données et à les utiliser notamment à l’aide de conversions ou en effectuant des opérations. Pour cela les élèves ont une lettre à leur disposition avec un code com­posé de nombres et 5 cadenas à déverrouiller, chaque cadenas correspond à une par­tie de l’adresse où est caché le corps de la dernière victime. L’objectif de cette énigme est de tester différents cadenas et de proposer aux élèves différentes façon d’obtenir les deux premiers caractères du code final. Pour débloquer le niveau 1 les élèves ont le choix entre effectuer une conversion décimal/binaire ou une conversion en ASCII ou une conversion hexadécimal. Ce qui donne aux élèves trois nouvelles informations dont une latitude et une longitude en binaire qu’il faudra convertir au format IEEE 754 et une addition binaire à effectuer. Si l’élève trouve le résultat de l’addition binaire il débloquée le niveau 2 du code final et une indication sur ce qu’il faut faire avec la longitude et la latitude. Si l’élève arrive à effectuer la dernière énigme il débloque le niveau trois et termine l’énigme 1 à 100%. Les élèves peuvent en théorie s’arrêter dès qu’ils ont le code de niveau 1 et passer à une autre énigme. En coup de pouce, l’enseignant peut proposer une version colorée du code avec des indications sur ce qu’il faut faire avec chaque partie du code.

Retour sur l’expérimentation et collecte de données

L’expérimentation ne s’est pas déroulée exactement comme prévu. Tout d’abord beaucoup d’élèves ne savaient pas par où commencer, beaucoup d’informations au départ, ce qui est dû au fait que toutes les énigmes sont présentes dès le départ, le but étant que les élèves puissent choisir l’énigme qui leur convient le plus dès le départ si possible mais cela a été plus perturbant pour les élèves que prévu. Un moyen d’éviter ce genre de réaction est de proposer une fouille au préalable pour commencer à dé­couvrir les énigmes au fur et à mesure, mais cela risque par contre de ne pas donner le choix de l’énigme de départ aux élèves. Malgré le choix la plupart des élèves ont choisis de commencer par l’énigme 1 sur les conversions. Un élève habituellement en difficulté a par contre choisi le thème qu’il maîtrisait le mieux, le web, pour commencer et s’en est très bien sorti. Une grande partie des élèves est restée sur la première énigme pour la terminer à 100% sans prendre le temps d’en essayer une autre même s’ils étaient bloqués. Certaines énigmes n’ont été testées que par un ou deux élèves. Par exemple l’énigme sur l’utilisation de Linux a été testée par seulement un élève mais celui­ci l’a terminé à 100%. Il était prévu que les élèves essayent un peu toutes les énigmes mais ils ont préféré résoudre les énigmes en entier avant de passer à la suite ce qui a forcé le changement de l’escape game en proposant au final de rassembler les codes trouvés pour la récompense finale (tout en récupérant les codes trouvés individuellement). Les énigmes étaient un peu difficile pour le temps imparti, les élèves auraient eu besoin de plus de temps pour comprendre ce qu’ils doivent faire ou plus d’indications. L’énigme 4 ne fonctionnait pas correctement ce qui est lié à l’architecture des ordinateurs du lycée, il n’est pas possible d’exécuter proprement l’interpréteur python. L’énigme a été adap­tée en demandant aux élèves de copier directement le résultat de l’exécution de leur programme sur le jeu de test dans la zone de texte de l’application pour la comparer aux solutions existantes.

Conclusion

Nous avons pu mettre en avant différents outils existants pour la mise en place d’es­cape game mais ne facilitant pas toujours l’évaluation des élèves. La proposition d’un outil open source permettant la création de cadenas multi solutions est un réel atout pour la différenciation, cela évite au concepteur une complexification des énigmes et de l’environnement. L’enseignant ne pouvant pas observer l’ensemble des élèves l’apport d’un cadenas final pouvant être complété partiellement paraît indispensable si l’on veut que les élèves ne se sentent pas frustrés de ne pas recevoir de récompense s’ils n’ont pas tout réussi.Pour la préparation et la cohérence dans le cheminement de l’escape game, un plan paraît nécessaire pour gagner du temps et simplifier l’imbrication entre les énigmes.
Une piste d’exploration serait l’utilisation de tests adaptatifs pour vérifier efficace­ment les connaissances des élèves tout en gardant ce principe de différenciation au sein de l’escape game comme le propose Jill­Jênn Vie [Vie et al., 2017]. Cela permet­trait de cibler plus efficacement et de diagnostiquer de manière fine tout en limitant le nombre de questions répondues par les élèves. On pourrait alors imaginer l’usage des cadenas à solutions multiples qui guiderait les élèves vers une question adaptée à leur niveau en fonction des réponses effectuées précédemment.
Une remarque des élèves est la déception de devoir réaliser les énigmes seuls. Il reste cependant difficile de pouvoir évaluer les capacités d’un élève précisément en proposant un escape game par équipe. Une réflexion sur l’évaluation de capacités individuelles lors d’un travail en groupe est nécessaire pour pouvoir proposer une éva­luation par escape game avec des groupes.
Ce travail a permis d’explorer plusieurs pistes pour la préparation et l’évaluation par escape game. Le temps nécessaire pour proposer une activité de ce type reste un frein pour l’organisation d’escape game la difficulté résidant principalement sur l’élaboration de chaque énigme individuelle pour proposer des exercices efficaces correspondant bien au scénario et ne cassant par l’immersion. Un point positif à retenir est l’enthou­siasme des élèves lors de cette activité, avec notamment une satisfaction lors de la réussite d’une énigme pour les élèves en difficulté.

Table des matières
Introduction 
1. Réflexion sur l’escape game comme outil d’évaluation 
1.1. L’aide dans les escape game
1.2. La solution aux énigmes
2. Proposition d’évaluation différenciée pour escape game 
2.1. Enregistrement du score
3. Avantages de l’informatique pour la préparation d’un escape game 
4. Les outils de création 
4.1. Analyse des outils existants
4.2. Proposition d’un outil pour l’évaluation
5. Expérimentation 
5.1. Choix des énigmes
5.1.1 Énigme 1
5.1.2 Énigme 2
5.1.3 Énigme 3
5.1.4 Énigme 4
5.1.5 Énigme 5
5.2. Le mot de passe final
5.3. Retour sur l’expérimentation et collecte de données
Conclusion 
Annexes 
Bibliographie
4ème de couverture 

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