Quels apprentissages sont-ils possibles avec des exerciseurs multimédia en classe ? Réflexions théoriques et compte rendu d’une expérience








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Théories de l’apprentissage, artefacts et situations d’enseignement


L’importance des théories de l’apprentissage dans le domaine des environnements informatisés d’apprentissage est réelle. D’après Erica de Vries (sous presse), on peut catégoriser les principaux types de « logiciels éducatifs » relativement à leur fonction pédagogique, à la théorie à laquelle ils se réfèrent, aux tâches qu’ils proposent aux élèves et aux connaissances qu’ils sont censés permettre de construire.


Fonction pédagogique

Type de logiciel

Théorie

Tâche

Connais-sances

Présenter de l'information

Tutoriel

cognitiviste

Lire

présentation ordonnée

Dispenser des exercices

Exercices
répétés

béhavioriste

Faire des exercices

association

Véritablement enseigner

Tuteur
intelligent

cognitiviste

Dialoguer
entre autres

représentation

Captiver l'attention et la motivation de l'élève

Jeu éducatif




Jouer




Fournir un espace d'exploration

Hypermédia

cognitiviste

constructiviste

Explorer

présentation en accès libre

Fournir un environnement pour la découverte de lois naturelles

Simulation

constructiviste

Manipuler, observer

modélisation

Fournir un environnement pour la découverte de domaines abstraits

Micro-monde

constructiviste

Construire

Matériali-sation

Fournir un espace d'échange entre élèves

Apprentissage collaboratif

cognition située

Discuter

construction de l'élève


Tableau 1. Les huit fonctions pédagogiques et leurs caractéristiques, selon De Vries
Les situations scolaires ou périscolaires où les élèves font des exercices correspondent à un type de logiciel. Pour De Vries : « Ce type de logiciel est connu sous le nom d'exercices répétés (drill en anglais). Le rôle joué par l'ordinateur est celui de stockage et de distribution de multiples exercices. La tâche proposée à l'élève est de faire des exercices. Selon Alessi et Trollip (1991), les exercices répétés ne sont appropriés qu'après avoir suivi un enseignement classique. L'objectif est que l'élève s'entraîne pour obtenir aisance et vitesse dans une matière. Le point de vue théorique sous-jacent est béhavioriste. Cette théorie postule une relation directe entre les conditions d'enseignement et le résultat de l'apprentissage (sans processus intermédiaires, Mayer, 1987). Les items (exercices) sont considérés comme des stimuli et les actions de l'élève comme des réponses. La récompense (renforcement) réside dans le fait d'avoir donné la bonne réponse, de pouvoir passer à l'item suivant, ou, dans certains cas, d'obtenir un événement auditif ou visuel de la part de l'ordinateur. Les premières « machines à enseigner »1 (des machines mécaniques au début) ont été développées par Crowder (1960), Pressey (1926) et Skinner (1958) cités par Burton, Moore, & Magliaro (1996). Burton et ses collègues donnent une excellente revue du béhaviorisme et l'enseignement programmé (voir aussi Bruillard, 1997 et Depover, 1987). Le point de vue béhavioriste pose que les connaissances doivent être définies en termes de performances et de comportements observables. Ainsi, le comportement désiré est connu d'avance ; ce qui est à acquérir par l'élève, ce sont les associations entre items et bonnes réponses. On peut dire que les connaissances sont exemplifiées en associations à former par l'élève. Aujourd'hui, il existe de multiples logiciels offrant des exercices répétés. »
Si De Vries montre bien les relations entre une théorie de l’apprentissage et un type d’application informatique, il faut aussi admettre que :

  • les exercices existaient avant l’invention du béhaviorisme ;

  • aucune théorie générale des apprentissages scolaires (à notre connaissance) ne fait l’impasse sur les exercices ;

  • les exercices existent aussi dans les pratiques d’enseignants non-béhavioristes.


Ce dernier point vaut d’être détaillé, car il nous semble crucial. De nombreuses études conduites depuis les années 1970 sur les conceptions que les enseignants se font de leur profession attestent d’une opposition assez radicale, aussi bien chez les enseignants débutants que chez les plus expérimentés (voir les exemples récents de Boulton-Lewis et al., 2001 ; Castejón & Martínez, 2001). Selon une première conception, l’enseignant possède des connaissances qu’il doit transmettre par le biais de son discours aux élèves. L’enjeu pour l’enseignant est de bien maîtriser les contenus de sa discipline et la forme de ce discours. Selon la seconde, les enseignants ont des connaissances dans leur tête mais ne peuvent pas les transmettre directement. Il faut qu’ils mettent en place des situations où les élèves vont construire par eux-mêmes ces connaissances. Par exemple des situations de résolution de problème, de découverte, de confrontation, etc. Les élèves vont construire par eux-mêmes les connaissances à partir du moment où ils se posent des questions, font des hypothèses et agissent. Les auteurs distinguent parfois un troisième type de représentation des enseignants qui conçoivent leur métier comme centré sur l’aide à apporter aux élèves. Cette conception n’est pas exclusive des deux premières : elle peut se retrouver aisément chez certains enseignants qui partagent la première représentation, comme chez ceux qui partagent la seconde. Mais surtout : quelle que soit la conception que les enseignants ont de leur pratique, elle intègre les exercices.
Ainsi, il est difficile d’affirmer que les exercices ou les exerciseurs ont comme sous-bassement théorique le béhaviorisme. Ou alors, il faut l’entendre comme suit : le béhaviorisme constitue sans doute la première théorie de l’apprentissage à avoir décrit les apprentissages (ou au moins une partie d’entre eux) réalisés par exercices. Plus généralement, nous pensons que si les théories de l’apprentissage ont des liens importants avec les environnements d’apprentissage informatisés, il est difficile d’établir une bijection entre ces théories et ces environnements (ce qui n’est évidemment pas le but de De Vries, qui réalisé un repérage général et exhaustif des catégories d’applications existantes, exclusives entre elles, en illustrant ce repérage par les conceptions, les tâches, les objectifs et les pratiques qui y sont le plus souvent associées).
A l’opposé des théories de l’apprentissage comme sources d’inspiration pour les environnements d’apprentissages informatisés, il est possible de situer les technologies comme sources d’inspiration. Par exemple, Nelson, l’inventeur de l’hypertexte, écrit :
« Laissons à l’étudiant le choix de son objet d’étude, laissons-le décider s’il souhaite se soumettre à une évaluation, donnons-lui une bonne variété de matériel intéressant, fournissons-lui un environnement stimulant. Dans ce cas, l’étudiant se trouvera motivé, intéressé à en faire un peu plus que dans le cadre d’enseignement traditionnel. L’étudiant placé assez tôt dans un tel environnement atteindra l’âge adulte avec un esprit vif, marqué par l’enthousiasme et l’intérêt. Toujours anxieux d’en apprendre davantage, il surpassera de beaucoup les gens ordinaires » (cité par Rhéaume, 1991).
Cette citation montre bien l’idéalisme éducatif inspiré par la technologie de l’hypertexte et les concepts relatifs à la structure des connaissances qui le sous-tendent. Il n’est pas besoin de la commenter d’avantage (voir Jacobs, 1992, pour une discussion sur la technologie des hypermédias et les théories pédagogiques). Notre approche centrée sur les tâches scolaires se veut étrangère à la fois à la perspective descendante (la théorie est appliquée dans la pratique) et à la perspective technologique – idéaliste (la technologie permet de résoudre tous les problèmes par une redéfinition radicale de l’activité humaine). Cette approche ne veut pas pour autant ignorer les travaux sur les processus d’apprentissage. Nous sommes proches de Elshout-Mohr et ses collègues (1999) dont la catégorisation aide à spécifier la situation d’apprentissage en fonction des buts d’apprentissage envisagés. Cette catégorisation est fondée sur la distinction entre :

  • Les savoirs et les savoir-faire : les savoirs sont des connaissances déclaratives, verbalisables par les sujets, les savoir-faire sont des connaissances procédurales, mobilisables dans l’action.

  • La cognition et la méta cognition : la méta cognition est la cognition sur la cognition, elle est surtout mise en œuvre à travers les activités de planification, de contrôle et de régulation.

  • Les transferts importants des transferts directs : un transfert direct s’applique d’une situation d’apprentissage vers une situation analogue, très proche ; un transfert est important quand les deux situations sont très sensiblement différentes.

  • La reproduction et la production : en situation de reproduction on demande à l’apprenant de « refaire », en respectant les traits de surface de la situation d’apprentissage ; en situation de production, on demande à l’apprenant de « faire » quelque chose, qui n’a pas forcément grand chose à voir avec la situation d’apprentissage.




Situation d’apprentissage

Objectif d’apprentissage

Apprendre « par cœur » : des faits, des savoirs encyclopédiques, par un traitement attentif.

Utilisation des savoirs acquis en situation de reproduction.

Construire des savoirs conceptuels par un traitement profond.

Utilisation des savoirs acquis en situation de production.

Construire des savoirs d’un plus haut niveau en alternant décontextualisation et recontextualisation.

Utilisation des savoirs acquis en situation de production, ou qui implique un transfert important

Développer des routines autonomes en s’exerçant

Utilisation des routines acquises en situation de reproduction.

Acquérir des savoir-faire cognitifs par une pratique systématique

Utilisation des savoir-faire acquis en situation de production.

Développer de l’expertise par le contact avec des experts

Utilisation des savoir-faire acquis en situation de production, ou qui implique un transfert important

Acquérir des savoirs méta cognitifs par la réflexion

Utilisation des savoirs méta cognitifs acquis en situation de production, ou qui implique un transfert important

Acquérir des savoir-faire d’auto régulation par l’auto évaluation

Utilisation des savoir-faire méta cognitifs acquis en situation de production, ou qui implique un transfert important

Tableau 2. Situations et objectifs d’apprentissage, (d’après Elshout-Mohr et al., 1999)
Notre approche a été proposée la première fois par Tricot, Pierre-Demarcy et El Boussarghini (1998, 2000). Selon eux, il est possible d’envisager que :

  • il existe trois grands types de situations d’apprentissage décrites par différentes théories de l’apprentissage : apprentissages par l’action, par instruction et par la découverte;

  • toute situation d’apprentissage mobilise entre autres et à des degrés divers les activités mentales de compréhension (élaborer une représentation mentale de la situation, du concept, en intégrant cette représentation à certaines de nos connaissances antérieures), de répétition (réutiliser une de nos connaissances anciennes, refaire ce que nous savons déjà faire), et d’exploration (élaborer des hypothèses, explorer un espace problème) ;

  • la situation d’apprentissage par l’action correspond à une tâche scolaire bien connue (la résolution de problèmes) et mobilise de façon souvent équilibrée les trois activités mentales évoquées ;

  • les autres situations d’apprentissage sont moins bien connues en psychologie cognitive mais correspondent à des tâches scolaires ;

  • toute tâche scolaire peut être décrite en fonction des activités mentales qu’elle mobilise ;

  • il est possible de définir des aides aux activités mentales qui aient une certaine pertinence dans les différentes situations ou pour les différentes tâches.


Figure 1. Relations entre activités mentales, situations d’apprentissages et quelques tâches scolaires
Dans ce rapport nous voudrions montrer qu’il est possible de favoriser l’apprentissage par exercices en favorisant la mise en œuvre d’au moins une des activités mentales impliquées par la situation : la compréhension. Plutôt que d’aider les enseignants à innover pédagogiquement, une technologie doit aider les élèves à réussir les tâches d’apprentissage qu’on leur propose.
Dans la partie suivante, nous allons envisager les liens entre les exercices et les apprentissages : qu’est-ce qu’un exercice ? qu’est-ce qu’il permet d’apprendre ? sous quelles conditions ?
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