sciences cognitives, innovation et ingénierie pédagogiques
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Sciences cognitives, innovation et ingénierie pédagogiques
André Tricot IUFM Midi-Pyrénées &
Laboratoire Cognition, Langues, Langage, Ergonomie
Équipe « Apprentissages, motivation, métacognition »���UMR 5263 CNRS, EPHE & Université Toulouse 2
Du laboratoire à la salle de classe���(et quelles connaissances utiliser en formation des enseignants ?)
1. Information - Diffusion 2. Amélioration de la validité externe 3. Innovation pédagogique 4. Ingénierie pédagogique 5. Recherche - action 6. Production de recommandations à partir de
synthèses, méta-analyses, conférences de consensus, etc.
7. De la salle de classe au laboratoire !
Innovation et Ingénierie Pédagogiques
• Principales revues – Cognition & Instruction – Learning & Instruction – Instructional Science – Computers & Education – Journal of Educational Psychology – Educational Psychology Review – Educational Psychologist
(+ JEP Applied, Human Factors)
L’innovation pédagogique
Principales modalités
• Entrée : un résultat, une technologie, une hypothèse, une théorie
• Contexte : un contenu scolaire, des élèves • Méthode : évaluation de l’effet de l’innovation
à contexte égal par répartition aléatoire des participants avec vs sans l’innovation
• Limites : – Très difficile de tester contre placebo – Très difficile de concevoir une tâche comparable – Très difficile d’évaluer aussi la compatibilité avec
d’autres aspects du contexte (organisation du travail, du temps, des ressources, etc.)
Exemple simpliste���(Roussel, Rieussec, Nespoulous & Tricot, 2008)
• Introduction du lecteur MP3 en classe de seconde allemand première langue
• Situation de référence : écoute collective « sans pause » du document sonore, 1x ou 2x
• Méthode (3 expérimentations) : – pré-test – trois groupes
– post-test
– analyse du comportement d’écoute
Résultats
-1,5
-1
-0,5
0
0,5
1
Groupe AGroupe BGroupe C
1 fois 2 fois autorégulée
• Événement 1 : l’individu écoute un texte de 251’ du début jusqu’à la fin
– E1 = {0 ; 251 ; 251} • Événement 2 : l’individu revient au début et écoute 6’ du texte
– E2 = {0 ; 6 ; 6} • Événement 3 : l’individu fait une pause de 17’
– E3 = {6 ; 6 ; 17} • Événement 4 : l’individu revient au début et fait une pause de 1’
– E4 = {6 ; 0 ; 1}
Traitement des données vidéo
Type 2 : (m=27% ; n=16)
0
50
100
150
200
250
300
0 200 400 600 800 1000
Typologies des stratégies d’écoute pour les trois expérimentations
0
50
100
150
200
250
300
0 200 400 600 800 1000 1200
Type 3 : (m=25% ; n=16)
020
406080100
120140
160180
200
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Type 4 : (m=18% ; n=22)
0
20
40
60
80
100
120
140
0 100 200 300 400 500 600
Type 1 : (m=33% ; n=22)
Expérimentation 4 : Hypothèse
Connaissances antérieures en L2
Stratégies d’écoute
Compréhension auditive
Difficultés linguistiques Statut des mots composés
Méthode
Discours 1 : les mots composés ont un statut non saillant Discours 2 : les mots composés ont un statut saillant
Résultats
l Stratégies ont une influence sur la compréhension l D1 : Plus il y a d’événements : moins le rappel est bon (r = -0,36), moins le modèle de situation est bon (r = -0,21) l D2 : plus il y a d’événements, plus le rappel est bon (r = 0,28), pas de corrélation avec le modèle de situation (r = 0,06)
Exemples de parcours d’écoute
D1: s’arrête sur les mots cibles, ne s’arrête pas, très bon score en compréhension
D2: s’arrête sur les mots cibles, ne s’arrête pas, score faible en compréhension
Discussion
• Les tâches sont-elles comparables ? – Avec lecteur MP3 : écoute auto-régulée – Sans lecteur MP3 : écoute dirigée ⇒ deux variables confondues
• Introduction d’une nouvelle technologie = Augmentation de l’exigence de la tâche ? • Plus généralement : risque important quand il
n’y a pas une théorie à l’origine de l’innovation
L’ingénierie pédagogique���(instructional design)
But : aider les enseignants lors de la conception de leur enseignement
En les aidant à répondre aux questions suivantes – Comment définir la connaissance à enseigner ? – Quelle(s) tâche(s) faire faire aux élèves ? – Comment favoriser l’apprentissage de cette
connaissance et la réalisation de cette tâche ? – Comment motiver les élèves ? – Comment réguler l’apprentissage visé ? – Comment évaluer l’apprentissage visé ? – Comment élaborer une progression, plan d’action ? – Quelles traces élaborer pour les élèves ? – Quels supports d’enseignement utiliser ?
Principales modalités de la recherche en Ingénierie Pédagogique
• Principes : – Produire des résultats utiles au processus de conception d’une
situation d’enseignement – À partir d’hypothèses sur les processus d’apprentissage
• Contexte : un contenu et des tâches scolaires, des élèves
• Méthode : pré-test, répartition aléatoire condition censée améliorer l’apprentissage vs condition de référence, post-test ; mesures de contrôle
• Limites – Énorme travail de réplication pour généraliser à des contextes
différents – Pas d’enseignant dans le contexte – Post-tests immédiats (Mayer, 2008, 2010)
Exemple : la théorie de la charge cognitive
• Connaissances : secondaires ≠ primaires (Geary, 2008)
• Apprentissages scolaires – Coût attentionnel important – Tâche ≠ but d’apprentissage (connaissance)
• Si coût attentionnel trop élevé, alors apprentissage détérioré
• Ingénierie pédagogique – Baisser les coûts attentionnels / cognitifs superflus ou
non pertinents – Augmenter l’engagement dans la tâche
(Sweller, Ayres & Kalyuga, 2011)
1. L’effet worked example
Il est généralement plus efficace d’étudier un problème résolu que de résoudre un problème
Explication : problème à résoudre => comprendre la situation et trouver la solution
problème résolu => comprendre la situation
au cours de l’apprentissage par problèmes résolus, la connaissance d’autrui est empruntée puis stockée en MLT
1. L’effet worked example
Dans la figure ci-contre, trouvez la valeur de l’angle DBE.
(Copper & Sweller, 1987)
1. L’effet worked example
Dans la figure ci-contre, trouvez la valeur de l’angle DBE. Solution : Angle ABC = 180° – Angle BAC – Angle BCA (La somme des angles d’un triangle est égale à 180°)
= 180° – 60° – 40 ° = 80 °
Angle DBE = Angle ABC (deux angles opposés par le sommet sont égaux)
= 80°
(Copper & Sweller, 1987)
2. L’effet du problème à compléter
Il est généralement plus efficace d’alterner les problèmes résolus et les problèmes que de ne présenter que des problèmes résolus
Les problèmes à compléter (solution partielle donnée) peuvent agir comme un substitut à cette alternance
Explication :
Les problèmes résolus seuls entraînent un manque de motivation et un feedback insuffisant
La nécessité de terminer un problème assure à la fois que l’attention est dirigée vers la partie résolue du problème et que le feedback sur le niveau de compréhension est atteint
(Paas & van Merienboer, 1994)
3. L’effet d’attention partagée
Il est généralement plus efficace de présenter la solution de façon intégrée au problème que de façon adjacente
Explication : la présentation adjacente implique que l’apprenant
devine les relations entre chaque aspect de la solution et du problème, ce qui représente un coût cognitif inutile
(Sweller et al., 1990)
3. L’effet d’attention partagée
Dans la figure ci-contre, trouvez la valeur de l’angle DBE. Solution : Angle ABC = 180° – Angle BAC – Angle BCA (La somme des angles d’un triangle est égale à 180°)
= 180° – 60° – 40 ° = 80 °
Angle DBE = Angle ABC (deux angles opposés par le sommet sont égaux)
= 80°
(Sweller et al., 1990)
3. L’effet d’attention partagée
Dans la figure ci-dessus, trouvez la valeur de l’angle DBE.
(Sweller et al., 1990)
4. L’effet de modalité
Lorsque la compréhension implique l’intégration de multiples sources d’information, il est généralement plus efficace de présenter les deux sources d’information dans des modalités différentes (auditive et visuelle), plutôt que de présenter le matériel d’une façon physiquement intégrée (visuelle seule)
Explication : On peut partager l’attention, mais en utilisant des canaux
sensoriels différents, pour ne pas charger l’un des composants de la MDT
(Tindall-Ford et al., 1997)
Autres effets obtenus
Effet de non-spécification du but Effet de redondance Effet de renversement dû à l’expertise Effet de disparition progressive du guidage Effet d’isolement des éléments en interaction Effet molaire - modulaire Effet de variabilité Effet d’interactivité entre éléments Effet d’imagination Effet d’auto-explication
Conclusion
Innovation et Ingénierie Pédagogiques
• Production de connaissances – Pour le processus de conception – Fondées sur la réplication d’expérimentations en
faisant varier les contenus scolaires et les élèves – Validité externe forte en termes de contenus, tâches
• Mais – Pas d’enseignant dans la situation expérimentale – Faible prise en compte des autres aspects du
contexte de la classe – Ne concerne pas la mise en œuvre de
l’enseignement, ni la régulation de celui-ci
Merci pour votre attention !
prochaine International Cognitive Load Theory Conference Toulouse - 26-28 juin