Théoriedelachargecognitive,uneapprocheexpérimentaleetcognitive

del’ingénierie pédagogique

AndréTricotESPEToulouse

Cognition,Langues,Langages,Ergonomie(CLLE)UMR5263CNRS,EPHE&UniversitéToulouse

Plan

1. Lathéoriedelachargecognitive2. Leseffetsmisenévidence3. Discussion

Connaissancesprimairesetsecondaires

• Lesconnaissancesprimaires– Sontacquisessansenseignement– Apprentissagefonctionneparmaturation(imprégnation-

adaptation)

• Lesconnaissancessecondaires– Nécessitentunenseignement,deseffortsetdelamotivation– Sontspécifiques– Apprentissagefonctionnesoit:

• Pargénérationaléatoireetsélection• Parguidage,enseignementdirectetexplicite

(Geary,2012;Sweller,Ayres &Kalyuga,2001;Tricot&Sweller,2014)

Ex.deconnaissances primaires (Geary,2008)Domaines dutraitementdel’information

Informationsociale

Psychologienaïve

Soi

Consciencedesoi

Schémadesoi

Comportementsnonverbaux

Expressionsduvisage

Langageoral

Théorie del’esprit

Schémacorporel

Individus Groupe

Famille Dans legroupe

Horsdugroupe

Schémadugroupe :idéologie

Informationécologique

Biologienaïve Physiquenaïve

Essences Faune Flore Mouvement Représentationsdutemps,del’espace..

Utilisationd’outils

Connaissancesprimairesetsecondaires

Connaissancesprimaires Connaissancessecondaires

Utilité Adaptationàl'environnementsocial,vivant,etphysique

Préparationàlaviefuture(sociale,detravail)

(Geary,2008;Tricot&Sweller,2014)

Connaissancesprimairesetsecondaires

Connaissancesprimaires Connaissancessecondaires

Utilité Adaptationàl'environnementsocial,vivant,etphysique

Préparationàlaviefuture(sociale,detravail)

Attention Peuimportante Trèsimportante

(Geary,2008;Tricot&Sweller,2014)

Connaissancesprimairesetsecondaires

Connaissancesprimaires Connaissancessecondaires

Utilité Adaptationàl'environnementsocial,vivant,etphysique

Préparationàlaviefuture(sociale,detravail)

Attention Peuimportante Trèsimportante

Apprentissage

Inconscient,sanseffort,rapideFondésurl'immersion,les

relationssociales,l'exploration,lejeu

Conscient,aveceffort,lent.Fondésurl'enseignement, la

pratiquedélibérée,intense,dansladurée

(Geary,2008;Tricot&Sweller,2014)

Connaissancesprimairesetsecondaires

Connaissancesprimaires Connaissancessecondaires

Utilité Adaptationàl'environnementsocial,vivant,etphysique

Préparationàlaviefuture(sociale,detravail)

Attention Peuimportante Trèsimportante

Apprentissage

Inconscient,sanseffort,rapideFondésurl'immersion,les

relationssociales,l'exploration,lejeu

Conscient,aveceffort,lent.Fondésurl'enseignement, la

pratiquedélibérée,intense,dansladurée

Motivation Pasbesoindemotivation Motivationextrinsèquesouventnécessaire

(Geary,2008;Tricot&Sweller,2014)

Connaissancesprimairesetsecondaires

Connaissancesprimaires Connaissancessecondaires

Utilité Adaptationàl'environnementsocial,vivant,etphysique

Préparationàlaviefuture(sociale,detravail)

Attention Peuimportante Trèsimportante

Apprentissage

Inconscient,sanseffort,rapideFondésurl'immersion,les

relationssociales,l'exploration,lejeu

Conscient,aveceffort,lent.Fondésurl'enseignement, la

pratiquedélibérée,intense,dansladurée

Motivation Pasbesoindemotivation Motivationextrinsèquesouventnécessaire

Généralisation Oui Trèsdifficile

(Geary,2008;Tricot&Sweller,2014)

Miseenévidenceexpérimentale

Connaissance compatibleaveclesconnaissances primaires

Connaissance incompatible aveclesconnaissances primaires

Coelacanthe

Vertébrés

Mammifères

TruiteHumain

PoissonsSarcoptérygiens

TruiteHumain

Vertébrés

Membresmusculaires Évolution

Coelacanthe

Autremiseenévidenceexpérimentale(avecF.TanguyetJ.N.Foulin,2011)

Donc…

• L’écoleestconfrontéeàdesprocessusd’apprentissagequinesontpasadaptatifs.

• Apprendreàl’écoleimpliquelamiseenœuvred’apprentissagescoûteux,– quinécessitentdesefforts etdutravail,– dutemps,– fondéssurladistinctiontâche/butd’apprentissage,– quinécessitentdelamotivation,– alorsquecesapprentissagesn’ontpasd’utilitéimmédiate.

Troistypesdecharge

Chargeextrinsèque

Chargeintrinsèque

Chargeessentielle

Troistypesdecharge

Chargeextrinsèque

Chargeintrinsèque

Charge,enseignement etconceptiondesupportspourl’enseignement

• Cetteapprocheadoncpermisdedévelopperunensembledetechniquespour– réduirelachargecognitiveextrinsèque– voireintrinsèque– pourlibérerlemaximumderessourcescognitivespossiblespourla

chargeessentielle

• Expertisereversaleffect /desirable difficulties

• SynthèsechezSweller,Ayres &Kalyuga (2011)• +/- 7000expérimentations conduitesdepuis35ans(réplicationsâges≠,disciplines≠,pays≠)

Plan

1. Lathéoriedelachargecognitive2. Leseffetsmisenévidence3. Discussion

Aveclesélèveslesplusendifficultéspourl’apprentissagevisé

Aveclesélèveslesplusenavancéspourlemêmeapprentissagevisé

Nepastropspécifierlebutduproblème,indiquerplutôtàl’élèvequ’ildoitatteindretouslesbutsqu’ilpeutatteindre,fairetoutcequ’ilsaitfaire

Spécifierlebutdu(même)problème

1.L'effetdenonspécificationdubut

Problèmeavecbutspécifié

Danslafigureci-contre,trouvez lavaleurde l’angleDBE.

Problèmeavecbutnonspécifié

Danslafigureci-contre,calculezautantd’anglesquevous pouvez

Aveclesélèveslesplusendifficultéspourl’apprentissagevisé

Aveclesélèveslesplusenavancéspourlemêmeapprentissagevisé

Donneràl’élèveleproblèmerésoluetluidemanderd’étudierlasolutionAlternerlesproblèmesrésolusetlesproblèmesàrésoudreDonnerleproblèmeavecunesolutionpartielle

Donnerle(même)problèmeàrésoudre

2.L'effetduproblèmerésolu,duproblèmeàcompléter

Problèmeàrésoudre

Danslafigureci-contre,trouvez lavaleurde l’angleDBE.

ProblèmerésoluDanslafigureci-contre,trouvezlavaleurdel’angleDBE.

Solution :AngleABC=180°– AngleBAC– AngleBCA(Lasommedesanglesd’untriangleestégaleà180°)=180°– 60°– 40°=80°

AngleDBE=AngleABC(deuxanglesopposésparlesommetsontégaux)=80°

TablettescunéiformesPériodepaléo-babylonienne -2000

Proust,2009

2.L'effetduproblèmerésolu,duproblèmeàcompléter

• ExempleenLanguesvivantes• Exempleenproductionécriture

UnexempleenLanguesVivantes

Méthode

• 102participantsétudiantsendroit,LVAllemand• Doiventapprendreuntextesurlacoureuropéennedejustice• Troisconditionsexpérimentales

– TexteprésentéenFrançais– TexteprésentéenAllemand– TexteprésentéenAllemandaveclatraductionFrançaise

• Pré-testsurleniveauenLangues• Leniveaud’étudesendroitestcontrôlé(L1– M1)• Post-testenlangue:traductiondemotsallemandscontenusdans

letexte• Post-testcontenu:questionssurlesnotionsabordées,enFrançais• Post-testtransfert:utilisationdesmotsdansunautrecontexte

Résultats

ns

0

5

10

15

20

25

Français Allemand Lesdeux

Post-test langue

Post-test contenu

Aucun effetsurlepost-test transfert

RéplicationenAnglais

• 111participantsétudiantsendroit,LVAnglais,niveauL3

• Mêmematériel,mêmesconditionsexpérimentales,mêmespost-tests

• Pré-testsurleniveauenAnglais

RéplicationenAnglais

Réplication

• 108participantsétudiantsIUTinformatique,LVanglais• Doiventapprendreuntextesurlelangagemachine• Troisconditionsexpérimentales

– TexteprésentéenFrançais– TexteprésentéenAnglais– TexteprésentéenAnglaisaveclatraductionFrançaise

• Pré-testsurleniveauenAnglais• Leniveaud’étudesestlemême(pascontrôléleniveaueninfo)• Post-testenlangue:traductiondemotsanglaiscontenusdansle

texte• Post-testcontenu:questionssurlesnotionsabordées,enFrançais• Post-testtransfert:utilisationdesmotsdansunautrecontexte

Résultats

Aucun effetsurlepost-testcontenu

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Français Anglais Lesdeux

Post-test langue

Transfert

ns

Aveclesélèveslesplusendifficultéspourl’apprentissagevisé

Aveclesélèveslesplusenavancéspourlemêmeapprentissagevisé

Intégrerphysiquementlesinformationsquel’élèvedevramettreenrelationmentalementpourrendrecetteinformationintelligibleEliminertouteslesinformationsinutilesoudécorativesPrésenterlessourcesd'informationquel’élèvedevramettreenrelationdansdesmodalitésdifférentes(auditiveetvisuelle)

Eviterlaredondance :nepasrépéterinutilementcequipeutêtreprésentéuneseulefoisd’uneseulemanière

3.L'effetd'attentionpartagée,demodalité

PrésentationséparéeDanslafigureci-contre,trouvezlavaleurdel’angleDBE.

Solution :AngleABC=180°– AngleBAC– AngleBCA(Lasommedesanglesd’untriangleestégaleà180°)=180°– 60°– 40°=80°

AngleDBE=AngleABC(deuxanglesopposésparlesommetsontégaux)=80°

Présentationintégrée

Danslafigureci-contre,trouvez lavaleurde l’angleDBE.

Aveclesélèveslesplusendifficultéspourl’apprentissagevisé

Aveclesélèveslesplusenavancéspourlemêmeapprentissagevisé

Sil’informationàprésenterestcomplexe(beaucoupd’élémentsetderelations),alorslaprésenterprogressivement,partieparpartie

Présenterletoutd’embléeplutôtqueparparties,pourquel’élèvepuisseapprendrelesrelationsentrelessections

4.L'effetdel'interactivitéentreéléments,d'isolementdeséléments

Aveclesélèveslesplusendifficultéspourl’apprentissagevisé

Aveclesélèveslesplusenavancéspourlemêmeapprentissagevisé

Varierlesexemples,avecparcimonieendébutd'apprentissage

Présenterl’informationavecbeaucoupdevariabilitépourquel’élèvepuisseapprendrequellesvariablessontpertinentesetquellesnelesontpas

5.L'effetdevariétédesexemples

Aveclesélèveslesplusendifficultéspourl’apprentissagevisé

Aveclesélèveslesplusenavancéspourlemêmeapprentissagevisé

Fairedisparaîtreleguidageprogressivement

D’emblée,nepasguider,laisserl’élèveexplorerlibrement

6.L'effetdedisparitionprogressiveduguidage

Aveclesélèveslesplusendifficultéspourl’apprentissagevisé

Aveclesélèveslesplusenavancéspourlemêmeapprentissagevisé

Demanderàl’élèvedemémoriserlesrelationslesplusimportantes

Demanderàl’élèvedes’auto-expliquerlesrelationslesplusimportantes

7.L'effetd’auto-explication

Aveclesélèveslesplusendifficultéspourl’apprentissagevisé

Aveclesélèveslesplusenavancéspourlemêmeapprentissagevisé

Nepasprésenterd’informationtransitoirecontinue(oral,vidéo) ;présenterplutôtdesinformationsstatiques,fairedespausesauxmomentspertinentsetguiderl’attentionsurlespartiespertinentes

Unexempleavec desélèvesdyslexiquesenCM2

Présenterdel’informationtransitoirecontinue(oral,vidéo)

8.L'effetdel’informationtransitoire

Aveclesélèveslesplusendifficultéspourl’apprentissagevisé

Aveclesélèveslesplusenavancéspourlemêmeapprentissagevisé

Proposerdutravailengroupe(selonunscénarioprécis) quandl’apprentissageviséestéloignédesélèves ;sinon,letravailpeutêtreréaliséseul

Sil’accèsauxconnaissancesd’autruiestnécessaire,alorsletravailengroupeestutile.Sinon,letravailindividuelpeutêtremisenœuvre.

9.L'effetdutravailengroupe

SynthèsedeKirschner,Sweller,Kirschner&Zambrano (2018)

Principe DescriptionComplexitéde la tâche Unecollaborationefficaceseproduitlorsque la tâcheest

suffisammentcomplexepourjustifierlesurcroîtdetravail

Guidageetsoutien Lorsquelesétudiantsfontfaceàunenouvellesituationouàunnouvelenvironnementdecollaboration, ilfaut guider laréalisationdelatâche

Expertisedudomaine Plusl'expertisedesmembresdugroupedansledomainedecontenuestélevée,pluslacollaboration estaisée

Compétencesenmatièredecollaboration

Plusl'expertisedesmembresdugroupepourcollaborerestélevée,pluslacollaboration estaisée

Tailledu groupe Plus legroupeestgrandpluslacollaborationestdifficileRôlesausein dugroupe Sichacunsait précisémentcequ’ilaàfairealorslacollaborationest

aiséeCompositiondugroupe Pluslarépartitiondesconnaissancesentrelesmembresdugroupeest

hétérogène,pluslacollaborationestdifficile

Expérienceantérieuredelatâche

Pluslesmembresdel'équipeontdel'expérience,plusilscoordonnentleursactionssurlestâches etpluslacollaboration estaisée

Expérienceantérieuredugroupe

Pluslesmembresdel'équipeontdel'expérienceàtravaillerensemblepluslacollaboration estaisée

Aveclesélèveslesplusendifficultéspourl’apprentissagevisé

Aveclesélèveslesplusenavancéspourlemêmeapprentissagevisé

MettreenexerguecequiestimportantExpliciterlesliensentrelespartiesd’untout

Nepastoutexpliquer :engagerlesélèvesdansdesactivitésdeproductiond’inférences,d’hypothèses,deconjectures

Plan

1. Lathéoriedelachargecognitive2. Leseffetsmisenévidence3. Discussion

Discussion

• Descritiquesimportantes– Ignorancedelamotivation– Pastoujourspossiblededistinguerlachargeintrinsèquedelachargeessentielle(LV2parex.)

– Problèmederéfutabilité

• Mais– Uneapprochescientifiqueclassiqueenéducation– Articulationtrèsforteavecrechercheendidactiquesdesdisciplines

Mercipourvotreattention!

andre.tricot@univ-tlse2.fr