Christian Depover, Thierry Karsenti, Vassilis Komis-Enseigner avec les technologies _ Favoriser les...

2007 Presses de lUniversit du Qubecdifice Le Delta I, 2875, boul. Laurier, bureau 450, Qubec, Qubec G1V 2M2 Tl. : (418) 657-4399 www.puq.ca

Tir de : Enseigner avec les technologies, Christian Depover, Thierry Karsenti, Vassilis Kommis, ISBN 978-2-7605-1489-8 D1489N

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ENSEIGNER AvEc lES tEchNoloGIES




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du mme auteur

lintgration pdagogique des TIC dans le travail enseignantrecherches et pratiquesSous la direction de Thierry Karsenti et Franois Larose2005, 260 pages, isbn 2-7605-1398-X

les TIC... au cur des pdagogies universitairesdiversit des enjeux pdagogiques et administratifsSous la direction de Thierry Karsenti et Franois Larose Prface de Denys Lamontagne2001, 284 pages, isbn 2-7605-1119-7




2007

Presses de lUniversit du QubecLe Delta I, 2875, boul. Laurier, bur. 450 Qubec (Qubec) Canada G1V 2M2

ENSEIGNER AvEc lES tEchNoloGIES

FAvoRISER lES AppRENtISSAGES,

dvEloppER dES comptENcES

c h R I S t I A N d E p o v E Rt h I E R R y k A R S E N t IvA S S I l I S k o m I S




Mise en pages : inFo 1000 mots

couverture : DeschAmPs Design

1 2 3 4 5 6 7 8 9 PUQ 2007 9 8 7 6 5 4 3 2 1Tous droits de reproduction, de traduction et dadaptation rservs 2007 Presses de lUniversit du Qubec

dpt lgal 2e trimestre 2007 bibliothque et Archives nationales du Qubec / bibliothque et Archives canada imprim au canada

nous reconnaissons laide financire du gouvernement du canada par lentremise du Programme daide au dveloppement de lindustrie de ldition (PAdie) pour nos activits ddition.

La publication de cet ouvrage a t rendue possible grce laide financire de la socit de dveloppement des entreprises culturelles (sOdec).

Catalogage avant publication de Bibliothque et Archives nationales du Qubec et Bibliothque et Archives Canada

Karsenti, thierry, 1968-

enseigner avec les technologies : favoriser les apprentissages, dvelopper des comptences

comprend des rf. bibliogr. et un index.

isbn 978-2-7605-1489-8

1. nouvelles technologies de l'information et de la communication en ducation. 2. technologie ducative. 3. technologie de pointe et ducation. 4. ducation base sur la comptence. i. depover, christian. ii. Komis, vassilis. iii. titre.

Lb1028.3.K37 2007 371.33 c2007-940451-0


Tir de : Enseigner avec les technologies, Christian Depover, Thierry Karsenti et Vassilis Komis, ISBN 978-2-7605-1489-8 D1489N


Bernadette, Jessica et Maria, pour leur soutien, leur patience et leurs encouragements continuels.




AvAnt-propos

Cet ouvrage est le produit dune transhumance qui a conduit successive-ment ses auteurs en Belgique, puis au Qubec (par une temprature de 30 degrs sous zro) et finalement en Crte (sous des cieux beaucoup plus clments puisque la temprature atteignait rgulirement les 35 degrs sur la plage de Keratokampos). Ces rencontres prsentielles ont bien entendu t compltes par des changes virtuels qui ont mis en uvre bon nombre de technologies qui seront voques dans la suite de cet ouvrage.

Les modes de travail qui ont prsid la naissance du texte donn lire ici ont trs certainement influ sur le produit final. On peut penser que lenvironnement matriel rencontr en Crte autour de la table dune taverne a suscit des modalits dchange diffrentes de celles mises en uvre dans un austre bureau de lUniversit de Montral. Sans sen rendre toujours compte, on est ainsi pass dun cadre strict et parfois rigide dune pense commune un texte plus ouvert aux ides de chacun et plus respectueux du style personnel.

De la mme manire, les outils de communication distance ont galement contribu structurer les interactions entre les auteurs et colorer latmosphre des changes, tantt en nous aidant formaliser notre pense, tantt en suscitant de nouvelles pistes explorer.

Accepter lide quun produit cognitif comme cet ouvrage rsulte non seulement de la pense de trois chercheurs engags dans lusage des TIC en ducation, mais aussi (et surtout) des interactions subtiles entre

Enseigneraveclestechnologies




cette pense, le contexte dans lequel celle-ci a t sollicite et les outils (technologiques ou non) qui ont t mobiliss, cest reconnatre le rle central des outils cognitifs dans llaboration de la pense humaine.

La notion doutil cognitif que nous venons dvoquer dune manire quelque peu anecdotique occupera en fait une place centrale dans cet ouvrage par lequel nous nous efforcerons de persuader le lecteur des vertus pdagogiques de tels outils, mais surtout de limportance du contexte humain et matriel dans lequel ils seront mobiliss.




tAble des mAtires

AvAnt-propos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IX

Liste des figures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XVII

IntroductionLes technoLogies : pour dveLopper des comptences ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1Pourquoi cet ouvrage ?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

Un modle pour lusage pdagogique des outils potentiel cognitif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

Des OPC pour dvelopper des comptences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Chapitre 1 thories de LApprentissAge et potentieL cognitif des technoLogies . . . . . . . . . . . . . . . . 111. Quels sont les liens entre les modles

dapprentissage et les TIC ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2. Modles bass sur lisomorphisme entre la ralit externe et la ralit personnelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

3. Modles bass sur llaboration personnelle de la connaissance par lindividu qui apprend . . . . . . . . . . . . . . 21

II Enseigneraveclestechnologies




4. Modles bass sur la construction de la connaissance travers linteraction de lindividu avec son environnement . . 27

5. Vers une reconnaissance du potentiel cognitif des TIC . . . . . . . 35

Chapitre 2Les outiLs et Les LogicieLs grAnd pubLic en ducAtion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391. Communiquer par crit :

les logiciels de traitement de texte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421.1. Le traitement de texte et les logiciels associs :

outils potentiel cognitif ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421.2. Les usages pdagogiques du traitement de texte . . . . . . . 441.3. Le traitement de texte et les logiciels associs . . . . . . . . . . 46

1.3.1. Les correcteurs orthographiques. . . . . . . . . . . . . . . . 461.3.2. La publication assiste par ordinateur . . . . . . . . . . . 47

2. Calculer, rsoudre des problmes et modliser : les tableurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 492.1. Les tableurs : outils de prsentation

et de modlisation de donnes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 492.2. Les usages ducatifs des tableurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 522.3. Les tableurs : outils potentiel cognitif

pour dvelopper des comptences de haut niveau ? . . . . . 54

3. Rechercher linformation et se documenter : portails, moteurs de recherche et sites Web de documentation . . . . . . . . 563.1. Les portails ducatifs et les systmes

de documentation en ligne (rpertoires) . . . . . . . . . . . . . . . 583.1.1. Les portails ducatifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 593.1.2. Les systmes de documentation

en ligne ou rpertoires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 613.2. Les moteurs de recherche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 623.3. Le potentiel cognitif des outils

de recherche dinformation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

4. Organiser, structurer et grer linformation : les bases de donnes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 654.1. Les bases de donnes

et la gestion de linformation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 654.2. Les usages ducatifs des bases de donnes

et leur potentiel cognitif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

Tabledesmatires III




4.2.1. Les lves en tant quutilisateurs de bases de donnes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

4.2.2. Les lves en tant que crateurs dune base de donnes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

4.3. Quelques exemples de projets ducatifs lis aux bases de donnes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 694.3.1. La base de donnes Images . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 694.3.2. Les bases des donnes collaboratives :

lexemple de lenvironnement Knowledge Forum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

5. Prsenter, traiter et interprter linformation : les logiciels de traitement multimdia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 745.1. Les logiciels de prsentation comme outils

de structuration de la connaissance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 755.2. Les logiciels de traitement de limage,

du son et de la vido comme supports cratifs de communication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 765.2.1. La manipulation des images . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 775.2.2 Le traitement des sons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 795.2.3. La vido numrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

5.3. Les logiciels de visualisation comme outils de concrtisation des phnomnes et des structures complexes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

Pour conclure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

Chapitre 3Les environnements et Les LogicieLs conus pour Lenseignement et LApprentissAge . . . . . . . . . . . . . . . . 851. Acqurir des savoirs :

tutoriels, multimdias et hypermdias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 881.1. Des tutoriels classiques aux tutoriels intelligents

et aux systmes multimdias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 881.1.1. Les tutoriels classiques et les exerciseurs . . . . . . . . 881.1.2. Les systmes experts

et les tutoriels intelligents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 911.1.3. Les systmes multimdias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

1.2. Les hypermdias ducatifs et les pages Web informationnelles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

IV Enseigneraveclestechnologies




2. Prsenter, reprsenter et crer : portfolios, cartes conceptuelles et hypermdias construits par lapprenant . . . . . 1012.1. Les portfolios lectroniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1012.2. Les systmes de cartes conceptuelles . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1032.3. Les hypermdias et les pages Web

crs par lapprenant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

3. Explorer et manipuler des modles : environnements de simulation et ralit virtuelle . . . . . . . . . . . 1103.1. Les environnements de simulation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1103.2. La ralit virtuelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116

4. Construire des modles : micromondes et environnements de modlisation . . . . . . . . . . . 1174.1. Les micromondes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1174.2. Les environnements de modlisation . . . . . . . . . . . . . . . . . 120

5. Manipuler, construire et exprimenter : les systmes de robotique et les laboratoires assists par les technologies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1235.1. La robotique pdagogique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123

5.1.1. Les robots programmables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1235.1.2. Les systmes Logo-LEGO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124

5.2. Lexprimentation assiste par ordinateur (ExAO) . . . . . . 1265.2.1. En laboratoire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1265.2.2. Les systmes mobiles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

Pour conclure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129

Chapitre 4Les outiLs Lectroniques de communicAtion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1311. Les technologies de la communication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133

2. Les outils de communication pour dvelopper des comptences. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1342.1. Agrgateur ou fil de nouvelles RSS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136

2.1.1. Concrtement, comment cela fonctionne-t-il ? . . . . 1382.1.2. Comment se servir dun fil RSS ? . . . . . . . . . . . . . . . 1382.1.3. Autres usages pdagogiques des fils RSS . . . . . . . . 140

2.2. Babillard lectronique ou BBS (Bulletin Board System). . . . 1422.3 Blogue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1452.4. Courriel ou courrier lectronique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147

Tabledesmatires V




2.5. Forum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1512.6. Liste de diffusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1542.7. Messagerie instantane : texte, son et vido . . . . . . . . . . . . 1562.8. Baladodiffusion (podcasting) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1612.9. Tlphonie sur Internet. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1632.10. Wiki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165

Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168

Chapitre 5Lenseignement et LApprentissAge en miLieu scoLAire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1711. Le dfi de lintgration des TIC en milieu scolaire . . . . . . . . . . . 173

2. Limpact des TIC sur le dveloppement de comptences . . . . . 175

3. Le dbat sur les TIC et lapprentissage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176

4. Limpact des TIC sur lenseignement. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178

Conclusion : Comment amliorer la situation afin de favoriser la prsence des TIC lcole et mieux dvelopper les comptences des lves ?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183

Chapitre 6Les miLieux professionneLs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1851. Spcificits et enjeux lis lusage des TIC

en milieu professionnel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1871.1. Les spcificits de lapprenant adulte . . . . . . . . . . . . . . . . . 1871.2. La formation ouverte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1891.3. La gestion des connaissances. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1901.4. Le rapprochement entre lieu de formation

et lieu de travail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192

2. Quelques dispositifs innovants utiliss en formation professionnelle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1922.1. Les systmes de soutien la performance . . . . . . . . . . . . . 1922.2. Les environnements de simulation

et de ralit virtuelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1942.3. Les campus dentreprise. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195

3. Le rapid e-learning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196

4. Vers lentreprise apprenante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198

VI Enseigneraveclestechnologies




Chapitre 7enseigner et se former distAnce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2011. La place des OPC dans la formation

et lapprentissage distance travers les TIC . . . . . . . . . . . . . . . 203

2. Le concept de formation distance et son volution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205

3. Les composantes dun dispositif de formation distance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206

4. Les outils de communication et de gestion de linteraction distance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209

5. Le concept de dispositif de formation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220

6. La notion de scnario dapprentissage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223

7. Le rle du tuteur (modrateur) dans un dispositif de formation distance. . . . . . . . . . . . . . . . . . 225

8. Les facteurs et les stratgies susceptibles de soutenir le dploiement de la formation distance . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227

Conclusions et perspectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229

Conclusionperspectives : des outiLs potentieL cognitif Au service de socits de LA connAissAnce . . . . . . . . . . . . . 2311. Dvelopper le potentiel cognitif des individus

et des socits. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233

2. Adapter les curricula . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234

3. Intgrer les outils potentiel cognitif dans les socits . . . . . . . 236

bibLiogrAphie compiLe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239

index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259




liste des figures

Figure I.1 Reprsentation du concept doutil cognitif . . . . . . . . . . 4

Figure 1.1. Isomorphisme entre la ralit et sa reprsentation par lindividu. . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Figure 1.2. Modle de lactivit humaine selon Engestrm. . . . . . . 32

Figure 2.1. Interface dun tableur (Microsoft Excel 2003) reprsentant ltude de lacclration de la pesanteur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

Figure 2.2. Solution numrique et graphique au problme de stationnement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

Figure 2.3. Premire page de Yahoo ! Canada en franais . . . . . . . 60

Figure 2.4. Portail officiel du ministre franais de lducation. . . 61

Figure 2.5. Interface de recherche avance dans Google . . . . . . . . 63

Figure 2.6. Interface de Scholar Google . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

Figure 2.7. Extrait dune table permettant denregistrer les accidents de circulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

Figure 2.8. Interface typique dun SGBD (Microsoft Access 2003) avec une table, les outils de gestion des fichiers et les relations entre tables . . . . 67

Figure 2.9. Interface de la base de donnes Images exploitant la mtaphore du centre de documentation . . . . . . . . . . 70

Figure 2.10. Linterface de Knowledge Forum . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

Figure 2.11. Choix des champs et relations entre les tables de la base de donnes Accidents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

VIII Enseigneraveclestechnologies




Figure 2.12. Interface du logiciel KidPix. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

Figure 2.13. Interface du logiciel CoolEdit Pro . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

Figure 2.14. Interface du logiciel Windows Movie Maker . . . . . . . 81

Figure 2.15. Interface de Google Earth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

Figure 3.1. Interface du logiciel Aplusix durant une utilisation en entranement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

Figure 3.2. Interface de Comment a marche ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99

Figure 3.3. Exemple de portfolio lectronique . . . . . . . . . . . . . . . . . 103

Figure 3.4. Carte conceptuelle reprsentant le concept de micro-ordinateur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

Figure 3.5. Interface de Kidspiration avec carte conceptuelle complter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107

Figure 3.6. Interface de ZincCast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111

Figure 3.7. Feedback correctif dans le logiciel ZincCast . . . . . . . . . 112

Figure 3.8. Interface dInteractive Physics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114

Figure 3.9. Systme de ralit virtuelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116

Figure 3.10. Exemple de preuve du thorme de Pythagore avec Cabri-gomtre . . . . . . . . . . . . . . . . . 119

Figure 3.11. Interface de ModellingSpace (fonctionnalits importantes) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122

Figure 3.12. ROBOLAB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125

Figure 4.1. Icne montrant la prsence dun fil RSS sur un site Web . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138

Figure 4.2. Icne situe droite de la fentre de lURL montrant la possibilit dajouter un fil RSS . . . . . . . . . . 139

Figure 4.3. Fil RSS du journal LeMonde.fr dont le nouveau contenu est mis en ligne continuellement. . . . . . . . . . . . 139

Figure 4.4. Exemples de fils RSS du journal NYtimes.com dj consults (icne diffrente). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140

Figure 4.5. Babillard lectronique dun cours universitaire. . . . . . . 143

Figure 4.6. Capture dcran de YouTube.com . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144

Figure 4.7. Exemple de fentre pour lenvoi dun courriel laide du logiciel libre Thunderbird . . . . . . . . . . . . . . . 148

Figure 4.8. Page daccueil du site ePALS (). . . . 150

Figure 4.9. Extrait du site momes.net . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151

Tabledesmatires I




Figure 4.10. Extrait du forum doctissimo.fr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152

Figure 4.11. Arborescence des messages sur la page dun forum lectronique de discussion. . . . . . . . . . . . . . 153

Figure 4.12. Illustration des messages de statuts sur IChat. . . . . . . . 157

Figure 4.13. Interface diChat AV 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159

Figure 4.14. Interface de laudioconfrence avec iChat AV 3. . . . . . . 160

Figure 4.15. Liste des podcasts dans le domaine de lenseignement postsecondaire, disponibles sur le site diTunes . . . . . . 162

Figure 4.16. Interface de Skype. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163

Figure 4.17. Interface de Wikipedia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166

Figure 7.1. Procdure de vote mise en uvre dans la plateforme ESPRIT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211

Figure 7.2. Espace de travail partag dans ModellingSpace . . . . . . 214

Figure 7.3. Awareness dans la plateforme Galanet . . . . . . . . . . . . . . 215

Figures 7.4 a et b. Plateforme ACOLAD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221

Figures 7.5 a et b. Plateforme Galanet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222

Tableau 7.1. Caractrisation des moyens de communication selon les fonctions pdagogiques prises en charge . . . . 217

Liste des figures I




I n t r o d u c t i o n

les technologies : pour dvelopper des comptences ?





pourquoi cet ouvrAge ?Au vu de la table des matires, on pourrait croire que lambition des auteurs en concevant cet ouvrage procde dune volont encyclopdique doffrir un tour dhorizon complet, voire exhaustif, des technologies de linformation et de la communication (TIC) dans les diffrents usages et contextes ducatifs o ils apparaissent habituellement.

En fait, le propos est tout autre. Il sagit en ralit de revisiter, partir dun fil conducteur articul sur la notion de potentiel cognitif, la vision trop classique que les ducateurs se sont souvent construite des technologies.

Notre rflexion sinscrit dans un large mouvement qui a conduit, ces dernires annes, revoir en profondeur les buts profonds de laction ducative. Dplorant le caractre beaucoup trop scolaire des acquis, les autorits ducatives ont dcid quil tait urgent de privilgier le dvelop-pement de comptences transversales ancres dans la ralit par rapport aux savoirs statiques issus des matires scolaires traditionnelles.

Pour mettre en uvre ce changement de perspective, des efforts considrables ont t dploys pour revoir les programmes scolaires (curricula) et pour modifier les approches pdagogiques afin quelles rpondent aux attentes des nouveaux curricula.

Dans ce contexte de renouveau pdagogique global, la vise de cet ouvrage consiste montrer comment les technologies peuvent contribuer raliser les ambitions de lcole daujourdhui dans laquelle ce nest plus tant la connaissance des faits ou des principes qui importe, mais bien la capacit de retrouver ces faits partir dune ressource pertinente ou de mettre en uvre certains principes en sappuyant sur un support technologique adquat.

Lide que les technologies peuvent aider exercer et dvelopper certaines dmarches cognitives nest pas neuve en soi. Des auteurs comme Jonassen (1996), Kozma (1994), Pea (1985) ou Salomon (1992) ou ont large-ment contribu montrer la porte des TIC lorsquil sagit, par exemple, damener les lves manipuler des concepts, des reprsentations ou des modles. Leffet des technologies sur llaboration de la pense et sur les processus qui prsident son contrle (mtacognition) a aussi t indi-rectement voqu par Vygotsky travers le rle essentiel quil attribue la notion doutil : linclusion dun outil dans le droulement dune action [] recre et rorganise la structure du comportement dans son

Les technologies : pour dvelopper des comptences ?




ensemble1 (1981, p. 139-140). La notion daffordance, reprise par Salomon (1993) Gibson (1979), conforte lide que le comportement de lindividu peut tre orient par les caractristiques des outils qui sont mis sa dispo-sition. De mme, Pea (1985) introduit la notion dindividu plus pour signi-fier que la cognition est distribue entre lindividu et son environnement plutt que situe uniquement dans le cerveau de lindividu.

Tout en sinscrivant dans les perspectives dgages par les auteurs que nous venons dvoquer, la vision que nous souhaiterions proposer de la porte des TIC sur le dveloppement cognitif fait une place plus grande aux contextes humains (les acteurs) et matriels. Sans pour autant remettre en question limportance des TIC et des outils cognitifs quelles vhiculent, nous pensons que pour actualiser le potentiel cognitif de ces outils il est ncessaire de placer leur usage dans un environnement humain et matriel adquat. En particulier, il existe, selon nous, des interactions troites entre les fonctionnalits inhrentes aux outils, les contextes dans lesquels ils sont utiliss et les acteurs humains qui participent leur mise en uvre.

La distinction tablie par des auteurs tels que Rabardel (1995) ou Engestrm (1999) entre lartefact (cest--dire la composante matrielle de loutil) et linstrument rend compte de la diffrence que nous tablirons entre le potentiel dun outil et le bnfice rel qui en sera tir en fonction de ses usages. Selon ces auteurs, lartefact (loutil matriel) ne devient un instrument (outil cognitif) quaprs avoir t inscrit dans un usage dans le cadre dune activit finalise. Loutil ne se dfinit donc pas uniquement par ce quil est physiquement, mais aussi par lusage particulier quil en est fait dans un contexte dtermin. Pour dsigner linstrument, Rabardel (1995, p. 60) parle dartefact en situation, inscrit dans un usage, dans un rapport instrumental laction du sujet .

Le rle du contexte dans les usages ne sera pas ncessairement identique pour tous les outils considrs. Ainsi, certains outils seront plus contraints quant leur usage, alors que dautres seront plus neutres de ce point de vue. Un outil tel quun traitement de texte conduira des effets cognitifs qui dpendront trs largement du contexte dans lequel loutil sera utilis, et en particulier des modles pdagogiques mis en uvre par lenseignant concern, alors que dautres outils, comme des logiciels de simulation ou de modlisation, conduiront des usages plus spcifiques tout en laissant lenseignant un rle non ngligeable dans le choix des modalits dinsertion pdagogique.

1. Traduction des auteurs.





un modle pour lusAge pdAgogique des outils potentiel cognitifPour dfinir le concept doutil tel quil sera utilis dans cet ouvrage, nous nous appuierons sur le modle prsent la figure I.1. Selon ce modle, une distinction peut tre tablie entre ce que nous appellerons outil potentiel cognitif (OPC) et outil cognitif (OC). Nous utiliserons lex-pression outil potentiel cognitif pour dsigner un environnement infor-matique disposant de caractristiques qui le rendent propre certains usages pdagogiques susceptibles dentraner des effets cognitifs positifs, alors que le terme outil cognitif dsignera un environnement dont les effets cognitifs se sont dj actualiss dans le cadre dun contexte particulier et en fonction de certains usages.

Figure I.1.

Reprsentation du concept doutil cognitif

Contexte matriel

Comptencessociales

Comptencesmtacognitives

ComptencesaffectivesContexte humain

Comptencescognitives

Outil potentielcognitif (OPC)

Outil cognitif(OPC) insr dans

certains usages

Dans ce modle, le rle du contexte est donc essentiel, car cest de sa pertinence que dpendront les bnfices qui pourront tre rellement retirs dun environnement informatique particulier.

LOPC sera en quelque sorte encapsul dans un ou plusieurs usages particuliers pour conduire un effet cognitif dtermin. En corollaire, un mme OPC donnera lieu des effets cognitifs spcifiques selon le contexte dans lequel il sera amen oprer.





Pour dfinir le contexte, nous prendrons en compte deux dimen-sions principales : dune part, les lments relatifs au contexte matriel et, dautre part, ceux qui se rapportent au contexte humain.

En ce qui concerne le contexte matriel, de nombreuses recherches montrent comment les conditions matrielles dusage des technologies dterminent leur efficacit pdagogique (Fisher, Dwyer et Yocam, 1996). Parmi les variables qui ont pu tre isoles cet gard, les conditions de mise disposition du matriel informatique, selon que celui-ci est distribu dans les classes ou regroup au sein dun laboratoire, jouent un rle prpondrant, notamment parce quelles influenceront fortement les stratgies pdagogiques qui seront mises en uvre. Ainsi, une orga-nisation rigide sous forme de laboratoire induit davantage des usages transmissifs, alors que la mise disposition dans les classes engendre des usages plus cratifs bass sur la redcouverte et la construction person-nelle du savoir.

Le contexte matriel variera galement trs fortement selon que les outils seront mis en uvre en milieu scolaire ou universitaire ou encore en formation professionnelle. Alors que les quipements vieillots, voire carrment dpasss, sont fort rpandus en contexte scolaire, ils sont gn-ralement plus rares en milieu universitaire et inexistants en formation professionnelle o la dure dutilisation du matriel informatique dpasse rarement sa priode damortissement comptable. En fait, ce nest pas tant lge du matriel qui est en cause dans lefficacit pdagogique que son bon tat dentretien ; toutefois, il faut bien reconnatre que lun et lautre sont souvent fortement lis.

En ce qui concerne le contexte humain, la plupart des tudes mettent en vidence le rle prpondrant de lenseignant dans lexploitation du potentiel cognitif des outils. Duffy, Lowyck et Jonassen (1993) constatent que les checs enregistrs dans le pass propos de lutilisation pdago-gique doutils potentiel cognitif peuvent le plus souvent tre attribus la mise en uvre par les enseignants dapproches pdagogiques tradition-nelles. Au contraire, des approches plus cratives impliquant des tches directement en rapport avec les intrts des lves et une mdiation non directive de la part de lenseignant (Becta, 2003) conduisent gnralement des rsultats beaucoup plus positifs. Connell (1998) a tudi lefficacit des TIC, en comparant une classe dans laquelle une pdagogie construc-tiviste est mise en uvre avec une autre o lusage des technologies sins-pire davantage dune pdagogie transmise. lissue de ltude qui a dur plusieurs mois, la classe ayant bnfici dune pdagogie constructiviste a





rvl des progrs nettement plus importants que lautre, ce qui a conduit lauteur souligner la ncessit dadopter des approches pdagogiques adquates pour rvler le rel potentiel cognitif des technologies.

Les tudes menes par la Becta (2002) en Grande-Bretagne soulignent le rle des enseignants dans limpact que peut avoir lusage des TIC sur la russite scolaire. Cest notamment le cas dans les cours de sciences dans lesquels les enseignants font preuve dun engagement particulirement prononc par rapport aux technologies.

Lexploitation doutils potentiel cognitif fait appel non seulement des interactions avec lenseignant, mais aussi avec les autres lves, de sorte que lapprentissage nest plus conceptualis comme un processus essentiellement transmissif, mais comme le rsultat de la mobilisation dun systme cognitif complexe incluant les outils cognitifs prsents dans la situation ainsi que toutes les formes dinteractions sociales susceptibles dtre mises en uvre dans le contexte o lapprentissage prend place. De nombreux auteurs ont mis en vidence lefficacit du travail en petit groupe lorsquil est soutenu par une technologie adquate (Goos, 2001 ; Johnson et Johnson, 1991). Dautres (Clements, 2000 ; Hennessy, 2001 ; Lajoie, 2000) attirent plus particulirement notre attention sur le rle des pairs dans le dveloppement des capacits de contrle et de rgulation des processus cognitifs en soulignant la place de ces capacits dans la matrise de comptences de haut niveau telles que la rsolution de problmes, la prise de dcision, lentranement la dmarche scientifique.

Salomon, Perkins et Globerson (1991) soulignent avec pertinence que les effets cognitifs de lordinateur dpendent aussi trs largement des lves et plus particulirement de leur engagement personnel dans les tches proposes par les outils. ce propos, ces auteurs tablissent une distinction entre apprendre de lordinateur et apprendre avec lordinateur . Dans le premier cas, on placera llve dans une attitude passive face lordinateur alors que, dans le second, il sera amen sen-gager dans un vritable partenariat cognitif avec lordinateur. Cet enga-gement personnel de lapprenant sera particulirement important en ce qui concerne lexploitation pdagogique doutils cognitifs qui ne peut se concevoir en dehors dune pdagogie laissant une large place au contrle et linitiative des apprenants.

Limportance du contexte humain dans lapprentissage par linterm-diaire des OPC est galement mise en exergue par lmergence du concept de communaut dapprentissage qui marque linscription sociale fonda-mentale de tout apprentissage. Comme laffirment des auteurs comme





Bruner (1996) ou Vygotsky (1978), lapprentissage est fondamentalement un acte social qui sinscrit dans une communaut sociale et culturelle donne et qui na de sens que par rfrence cette communaut. Si lon accepte ce point de vue, on est amen considrer que les OPC sont models par lenvironnement social dans lequel ils sont mis en uvre et quils conduisent des effets cognitifs qui sont fortement imbriqus dans une communaut dapprentissage donne. Cest particulirement le cas lorsque les OPC sont intgrs dans des dispositifs conus pour supporter la communication et la collaboration distance qui structurent trs forte-ment les modalits dinteractions mises en uvre en vue de promouvoir lmergence de vritables communauts apprenantes.

des opc pour dvelopper des comptences

Comme nous lavons annonc au dbut de cette introduction, cest avant tout en fonction des comptences quils permettront de dvelopper que se justifie lusage des OPC. Plus prcisment, la thse dfendue tout au long de cet ouvrage consiste tenter dtablir que, moyennant lamnagement dun contexte humain et matriel adquat, les OPC peuvent jouer un rle doutil cognitif conduisant au dveloppement de comptences de haut niveau.

Des programmes tels que HOTS (Higher Order Thinking Skills Programs), ACOT (Apple Class of Tomorrow) ou encore CHILD (Compu-ters Helping Instruction and Learning Development) ont dmontr leur efficacit sur le dveloppement de comptences de haut niveau, en parti-culier dans le cadre de modalits dintgration pdagogique qui sinscri-vent dans le long terme (souvent plusieurs annes) et qui bnficient dun environnement humain et matriel la fois stable et pertinent. La porte des TIC dans la mise en uvre dapproches transdisciplinaires visant le dveloppement de comptences transversales a t souligne par Depover et Nol (2003).

Pour comprendre en quoi les OPC sont susceptibles de contribuer au dveloppement de comptences, il nous parat utile de revenir dabord sur la notion de comptence elle-mme. De nombreux auteurs se sont attachs dfinir cette notion en insistant notamment sur le lien qui unit la comp-tence et la situation qui lui a donn naissance. Ainsi, lacquisition dune





comptence ne peut se concevoir que dans le cadre du contexte particulier qui lui donnera sa signification. Une comptence dcriture sacquiert dans un contexte de communication qui donne son sens lacte dcriture.

Une autre caractristique souvent voque propos de la notion de comptence concerne son caractre global. Il sagit dun savoir-faire qui permet celui qui le dtient de traiter une situation dans toute sa complexit, telle quelle apparat dans la ralit : rsoudre un problme, dmontrer un principe, construire un modle, etc. Puisquil sagit de rendre lapprenant capable de prendre en charge des situations complexes telles quelles sont susceptibles dapparatre dans sa vie sociale ou professionnelle, on considre gnralement que les comptences doivent avoir un certain caractre interdisciplinaire plutt que dtre cloisonnes dans une discipline particulire, ce qui limiterait de facto leur champ dapplication.

Les caractristiques que nous venons de rappeler soulignent la diffi-cult de dvelopper des comptences qui soient rellement opratoires en contexte scolaire classique, mais permettent aussi de mettre en lumire les possibilits offertes par les OPC ce niveau. En effet, comme nous le verrons tout au long de cet ouvrage, les OPC proposent des apprentissages ancrs dans des situations relles ou reproduisant fidlement la ralit et mobilisent gnralement des comptences de haut niveau dans des contextes interdisciplinaires.

Un autre atout des OPC en matire de dveloppement des comp-tences relve de leur capacit exercer des comptences appartenant divers domaines de la connaissance. Ainsi, placs dans des contextes appropris, les OPC se rvleront particulirement propices susciter lmergence de comptences dordre cognitif, mais aussi social, comme apprendre travailler avec les autres, collaborer, interagir dans un groupe (Chiu, 2002 ; Lipponen, 2000 ; Willinsky, 2000), mtacognitif, comme mettre en uvre des mthodes efficaces, valuer et rguler ses propres processus cognitifs (Chambers, 1999), etChambers, 1999), et et affectif, comme apprendre mieux contrler ses motions et dvelopper sa motivation (Reaux et Ehrich, 1998). Lorsque nous parlerons dans cet ouvrage doutil cognitif ou doutil potentiel cognitif, il est clair que nous ne limiterons pas notre propos au strict impact cognitif de ces outils, mais que nous intgrerons les effets de ces outils sur dautres ordres de comptences tels que ceux que nous venons de rappeler.





Comme le souligne Papert (2003), leffet des TIC sur les comptences, en particulier celles qui ne relvent pas directement du registre cognitif, est largement li au fait que lapprenant est amen sengager cogniti-vement mais aussi affectivement dans des activits librement choisies. Cest travers cette capacit mobiliser lapprenant dans sa globalit en faisant appel son intelligence logicomathmatique ou linguistique, mais aussi inter et intrapersonnelle, kinesthsique, visuospatiale, etc. (Gardner, 1983), que les TIC pourront rvler tout leur potentiel en matire de dve-loppement de comptences de haut niveau dans tous les registres de la connaissance humaine.




C h a p i t r e

1 thories de lApprentissAge et potentiel cognitif des technologies

1 Enseigneraveclestechnologies




EN BREF

Dans cet ouvrage, nous nous sommes efforcs, ds son entame, de mettre en vidence les liens qui peuvent exister entre lexploitation du potentiel cognitif des outils technologiques et la conception de lapprentissage qui a servi de rfrence lusage et lappropriation de ces outils.

Dune conception centre sur la transmission des connaissances (approche behavioriste) une conception interactive (approche constructiviste) en passant par des modles bass sur lancrage des connaissances la structure cognitive de lindividu (approche cognitiviste), le potentiel cognitif des outils sera exploit avec une pertinence trs ingale.

Ce dtour par les modles dapprentissage nous permettra aussi de souligner le rle essentiel jou par le contexte dans lapprentissage et dans lactualisation du potentiel cognitif des outils mobiliss. Cette notion inclut, dans les modles rcents, non seulement le sujet apprenant et sa structure cognitive personnelle, mais aussi lenvironnement physique et humain dans lequel lactivit cognitive sera mise en uvre.

Thories de lapprentissage et potentiel cognitif des technologies 1




1. quels sont les liens entre les modles dApprentissAge et les tic ?

Les liens qui unissent modles dapprentissage et utilisation des techno-logies en ducation sont souvent plus subtils quil ny parat premire vue.

Une premire approche pour analyser ces liens repose sur lide que lusage qui sera fait des technologies dpend de la conception quont les enseignants de lapprentissage. De nombreuses recherches sur linno-vation plaident en faveur de cette hypothse en montrant comment les technologies sont assimiles par le fonctionnement quotidien de la classe. En fonction de cette conception, un enseignant aura tendance maintenir ses pratiques antrieures et rduire les usages des nouvelles technologies ce qui est compatible avec ses habitudes de travail.

Une approche alternative, elle aussi largement documente dans la littrature, confre aux technologies de linformation et de la communi-cation une fonction de vecteur de changement. Lintroduction des TIC cre un dsquilibre qui contribue favoriser le changement sur le plan des pratiques et le passage des modles dapprentissage privilgiant lactivit et linitiative des apprenants.

Que lon souscrive lun ou lautre de ces points de vue, les liens entre TIC et modles dapprentissage sont dterminants par rapport aux formes dusage qui prendront place dans la classe. La question est de savoir lequel de ces lments est prpondrant. Faut-il modifier les manires denseigner avant dintroduire les TIC ou peut-on sappuyer sur les TIC pour modifier les pratiques de classe ? Ces deux conceptions peuvent dailleurs se nuancer en reconnaissant aux TIC un potentiel de changement sur les pratiques, mais qui ne sexprimera que si le contexte est favorable. Ladhsion cette troisime conception implique que lon reconnaisse la ncessit dagir sur le milieu par une srie dactions permet-tant dpauler le changement et de lever les principales sources de rsis-tance. Il est clair que, dans cet ouvrage, cest cette troisime conception que nous nous rallierons en reconnaissant explicitement que le potentiel cognitif attach lusage des TIC ne pourra sactualiser quen prsence dacteurs humains prpars le mettre en valeur.

Une autre question qui relve galement des liens entre TIC et modles dapprentissage concerne plus directement le potentiel des TIC incarner toute la richesse des modles dapprentissage quils sont censs mettre en uvre. Lorsque, comme nous le verrons, les ordinateurs sont





venus la rescousse des machines enseigner pour concrtiser les ides skinnriennes en matire dapprentissage automatis, ils ont permis de faire voluer le modle vers une plus grande ouverture et une meilleure prise en compte des diffrences individuelles. On ne peut toutefois en dire autant des solutions apportes par lintelligence artificielle lorsquil sest agi de proposer des environnements constructivistes conformes aux ambitions des spcialistes de lenseignement. Il faut bien reconnatre que, dans ce cas, les ambitions des chercheurs ont d progressivement tre rfrnes pour aller vers des dispositifs capables de soutenir lintelligence humaine plutt que de la remplacer. Toutefois, ce recadrage ne doit pas tre assimil un chec, puisquil a permis lmergence de voies nouvelles centres sur la prise en compte de linteraction sociale plutt que sur la modlisation du comportement individuel.

La rencontre entre les TIC et les modles dapprentissage a galement favoris lmergence de ce que Reigeluth (1999) appelle des modles de lenseignement . En effet, les efforts des spcialistes en technologie duca-tive pour oprationnaliser les modles dapprentissage afin de les traduire sous forme de dispositifs concrets ont conduit dpasser la description de la manire dont un individu apprend pour aller vers la prescription des actions mettre en uvre pour favoriser lapprentissage. En pratique, ces deux types de modles sont intimement lis et complmentaires : une comprhension en profondeur des mcanismes de lapprentissage constitue un substrat indispensable llaboration dune thorie de lenseignement susceptible de guider le design pdagogique. Ainsi, un modle dapprentissage comme le cognitivisme a permis de dcrire le fonctionnement de la mmoire ainsi que la nature des connaissances en cause dans les mcanismes de mmorisation. Cest en se basant sur cette conception de lapprentissage quAnderson a mis au point son modle ACT (contrle actif de la pense). Ce modle, qui dcrit larticulation entre connaissances dclaratives et connaissances procdurales travers un formalisme trs prcis, a servi de rfrence pour la mise au point de plusieurs dispositifs dapprentissage par ordinateur (tuteurs intelligents) utiliss principalement dans lenseignement des mathmatiques (arithm-tique, gomtrie, etc.).

Pour articuler les modles qui seront prsents dans la suite de ce chapitre, nous nous centrerons sur le statut qui est donn la connaissance dans ces diffrents modles, sachant que de ce statut dcouleront, dans une large mesure, la fois la conception de lenseignement qui sera mis en uvre et les formes dusage des TIC qui seront privilgies.





La conception classique, hrite de la tradition objectiviste selon laquelle la connaissance construite par les sujets est un reflet fidle dune ralit objective, a largement influenc les modles bass sur le renfor-cement de la rponse. Ces modles, regroups dans le cadre de ce quon appelle le behaviorisme (comportementalisme), ont jou un rle impor-tant dans les premires ralisations en matire dusage de lordinateur en ducation.

La prise en compte de lindividu qui apprend dans le processus de construction de la connaissance a conduit rfuter le caractre objectif et unique de la connaissance au profit dune conception qui reconnat expli-citement que toute connaissance est le reflet de celui qui apprend. Une meilleure comprhension du fonctionnement du cerveau, associe aux possibilits offertes par le dveloppement de linformatique, a permis de construire des modles du fonctionnement cognitif trs utiles pour mieux cerner les mcanismes en jeu dans lapprentissage. Ces modles, qualifis de cognitivistes , sont radicalement diffrents de ceux proposs par les behavioristes puisquils sintressent ce qui se passe dans la bote noire : il ne sagit plus dnoncer les conditions qui permettent dtablir des associations entre un stimulus et une rponse, mais de dcrire fine-ment les processus internes mis en uvre par le systme nerveux central pour slectionner, traiter et mmoriser des informations. Cette rupture conceptuelle radicale consistant rfuter toute ide disomorphisme direct entre la ralit externe et la ralit personnelle sest traduite par lmer-gence dapproches nouvelles de lenseignement dans lesquelles le rle prpondrant de lapprenant tait explicitement reconnu.

La conception des constructivistes en ce qui concerne le statut de la connaissance apparat encore plus radicale puisque, pour eux, toute ralit nexiste qu travers lindividu qui la cre : cest de linteraction du sujet avec son environnement que nat la connaissance. Comme nous le verrons par la suite, la notion dinteraction constitue selon cette approche le moteur de lapprentissage. Pour cette raison, on parle aussi d inter-actionnisme pour dsigner ce courant. Linteraction peut sappliquer une situation que lindividu aura traiter seul, en petit groupe ou encore dans le cadre dune communaut culturelle. La connaissance est le rsultat dune laboration personnelle dont le sige ne se situe plus seulement dans le cerveau de lindividu, mais aussi dans les interactions sociales et dans les outils cognitifs qui serviront de mdiateur entre lindividu et son environnement. La centration dlibre sur linteraction a conduit non seulement dplacer le lieu o la connaissance se construit, mais





aussi laborer des modles de lenseignement beaucoup plus ouverts qui ont largement influenc la conception des dispositifs. Il ne sagit plus dorganiser, dune manire plus ou moins intelligente, linteraction entre lindividu et lordinateur, mais plutt damnager la rencontre de lappre-nant avec son environnement social, culturel et matriel au moyen doutils cognitifs pertinents.

La notion doutil cognitif (ou plus exactement doutil potentiel cognitif) est centrale dans cette conception de lapprentissage, car cest travers de tels outils et les interactions auxquelles ils donnent naissance que slaborera la connaissance.

Figure 1.1.

Isomorphisme entre la ralit et sa reprsentation par lindividu

lev

La connaissance est dcritecomme une ralit objectivebase sur un isomorphismetroit entre la ralit externeet la ralit personnelle.

Construct iv ismeCognit iv ismeBehavior isme

isomorphisme

La connaissance est dcritecomme une laborationindividuelle base sur

un isomorphisme faibleentre la ralit externe et

la ralit pesonnelle.

faible

La connaissance est dcritecomme une reconstruction

personnelle dune ralit quina de signification que pour

un environnement socialet culturel dtermin.

Comme lillustre la figure 1.1, certaines zones de recouvrement exis-tent entre les modles que nous avons voqus. Le passage dune concep-tion de la connaissance une autre nest jamais le rsultat dune rupture brutale, mais plutt celui dune prise de conscience progressive par un groupe de chercheurs, plus ou moins influents, du caractre rducteur ou inadquat des conceptions qui leur servaient de rfrence jusqualors. Ainsi, ct du behaviorisme radical qui rfute toute prise en compte des processus internes, certains modles comme celui de Hull (1943) ou de Staats (1970) font intervenir des variables intermdiaires (entre le stimulus et la rponse) pour dcrire le comportement.





La naissance du cognitivisme illustre bien ce glissement progressif des conceptions. Alors que lide dexaminer le contenu de la bote noire remonte aux travaux mens, dune part, par Miller (1956) sur les limites de la mmoire et, dautre part, par Bruner, Goodnow et Austin (1956) sur les processus de catgorisation, ce nest qu la fin des annes 1960 que le cognitivisme prendra son envol pour dtrner le behaviorisme.

Bien que le terme constructivisme soit issu des travaux mens par Jean Piaget partir des annes 1930, il faudra attendre la fin des annes 1980 pour voir les conceptions de celui-ci reconnues par les cher-cheurs anglo-saxons. Il en va de mme pour lcole russe et en particulier pour Lev Vygotsky (1978) dont les travaux sur la dimension sociale de lapprentissage ont mis prs de trente ans tre connus des chercheurs occidentaux.

Le dcalage historique que nous venons de souligner entre les travaux mens en Europe propos du constructivisme et leur prise en compte par les chercheurs nord-amricains explique quil ny ait pas toujours accord parfait, de part et dautre de lAtlantique, sur ce que recouvre exactement ce terme. En effet, alors que les chercheurs amricains ont tendance lutiliser pour dsigner de manire gnrique les thories modernes de lapprentissage, en Europe la filiation avec les travaux de Piaget reste encore trs prgnante.

2. modles bAss sur lisomorphisme entre lA rAlit externe et lA rAlit personnelle

Cette conception de la connaissance est issue de la volont dasseoir les bases scientifiques de la psychologie en refusant lintrospection et le mentalisme qui lavaient domine jusqualors. Les travaux mens dans le cadre de ce paradigme ont conduit rfuter lide que le fonctionnement cognitif interne puisse tre accessible lanalyse objective. Il sagit non pas dtudier les processus cognitifs, cest--dire le contenu de ce que les behavioristes appelleront la bote noire , mais danalyser les effets de diffrentes formes de stimulation sur le comportement de lindividu.

Les recherches de Thorndike, qui remontent au dbut du XXe sicle, ont conduit dfinir un certain nombre de lois dcrivant les conditions dun apprentissage efficace. En particulier, Thorndike (1911) a dcrit ce quil a appel la loi de leffet , qui met en vidence que lassociation





entre un stimulus et une rponse est renforce ou affaiblie selon leffet de ses consquences. Si lassociation stimulus-rponse est suivie dun tat de satisfaction du sujet (rcompense), elle est renforce ; si elle est suivie dun tat non satisfaisant (punition), elle est affaiblie. Pour Thorndike, lenseignement consiste pour lessentiel crer les conditions permettant le renforcement des associations correctes et laffaiblissement de celles qui ne le sont pas.

Par la suite, ces lois ont t reprises et systmatises par Skinner (1957). En particulier, la notion de rcompense a jou un rle central dans la thorie du conditionnement oprant propose par cet auteur sous lappellation agent de renforcement . Lexpression conditionnement oprant , choisie par Skinner pour dcrire le processus par lequel lap-prentissage slabore, souligne la fois sa filiation mais aussi ses diff-rences avec le conditionnement rpondant propos auparavant par Pavlov. Le terme oprant met en vidence, en effet, le fait que lapprentissage ne peut avoir lieu que si lindividu est actif, contrairement ce qui tait le cas chez le chercheur russe.

La place prpondrante donne lactivit de lapprenant dans le conditionnement oprant a largement influenc les applications pda-gogiques issues des travaux de Skinner, mais aussi, dune manire plus gnrale, les conceptions de lenseignement qui ont orient les premires applications pdagogiques de lordinateur. Cest en effet lpoque o la vision skinnrienne tait la plus influente, cest--dire la fin des annes 1950, que sont ns les premiers cours sur ordinateur qui ont trouv, dans les travaux du chercheur amricain, un modle qui correspondait parfai-tement aux possibilits des ordinateurs de lpoque.

Pour revenir sur la notion dactivit, soulignons que lusage qui est fait du terme par Skinner na rien voir avec celui que lon retrouve dans les travaux de Vygotsky (1978), Luria (1976) ou, plus rcemment, Engestrm (1999). Lorsquil parle dactivit, Skinner fait rfrence une activit troitement contrle par un dispositif pdagogique qui a t tudi afin de guider lapprenant. Il sagit, travers une srie de situations pdagogiques soigneusement organises, damener lapprenant acqurir certaines comptences strictement dfinies au moment de la conception du cours.

linstar de ce qui avait t fait par Pressey (1926) dans les annes 1920 pour le modle de Thorndike, Skinner (1958) a rapidement envisag la mise en uvre de sa thorie travers la conception de machines enseigner. Il sagissait, une poque o lutilisation des ordinateurs restait





trs onreuse, dautomatiser lenseignement en respectant les principes du conditionnement. Dans cette optique, les machines de Skinner taient conues pour prsenter des informations, solliciter lactivit de lapprenant et lui permettre de se rendre compte de la qualit des rponses produites. Skinner considrait que, chez lhomme, le fait dtre inform de la perti-nence de lactivit produite jouait un rle dagent de renforcement. Par la suite, le recours aux machines a progressivement t dlaiss au profit dune prsentation papier connue sous le nom de cours programm qui, lusage, sest rvle tout aussi efficace.

Au-del des applications immdiates de type machine enseigner et cours programm , limpact principal des conceptions skinnriennes en matire denseignement se situe dans lusage qui en a t fait, par la suite, dans le cadre de cours dont la prsentation reposait sur des ordi-nateurs. loccasion de ces applications, la thorie du conditionnement oprant a souvent t adapte, voire malmene, pour tirer profit des possi-bilits de lordinateur. Cependant, aujourdhui encore, le fil conducteur pdagogique de nombreuses ralisations en matire denseignement par ordinateur reste la thorie skinnrienne.

Parmi les nombreuses variantes proposes lapproche skinn-rienne, celle que prsente Crowder (1962) a connu un succs consid-rable en matire denseignement par ordinateur. Crowder considre que lindividualisation du rythme dapprentissage prconise par Skinner est insuffisante pour assurer lenseignement toute son efficacit. celle-ci, il ajoute lindividualisation de litinraire dapprentissage en prvoyant orienter lapprenant dans le cours en fonction des rponses fournies. Pour permettre cette orientation, il remet en cause partiellement le principe dactivit tel que dfini par Skinner en permettant lapprenant dmettre sa rponse en choisissant parmi plusieurs possibilits qui lui sont propo-ses. Par la suite, les possibilits danalyse de rponse offertes par les langages utiliss pour crer les logiciels denseignement permettront duti-liser indiffremment des questions de slection ou de production tout en prenant en charge une orientation base non plus sur la dernire rponse mais sur un modle de rponses.

La forme la plus habituelle sous laquelle se prsentent les logiciels denseignement inspirs des conceptions que nous venons de rappeler est celle de logiciels dexercices visant tantt remdier certaines lacunes par la prsentation dexercices systmatiss, tantt approfondir certaines notions en amenant les apprenants les appliquer des situations diver-sifies. On trouve galement la marque du behaviorisme dans les logiciels





dits tutoriels , qui sont largement utiliss lorsquil sagit de dvelopper dune manire rapide et efficace des comptences cognitives impliquant essentiellement la matrise de concepts ou lapplication de procdures. En pratique, ces types de logiciels trouvent un usage privilgi dans des contextes comme lautoformation, la formation des adultes en entreprise ou encore laccompagnement scolaire la maison. Par contre, en raison de leur caractre souvent fort prescriptif, ils saccommodent beaucoup moins bien dun usage en classe sous le contrle dun enseignant.

Plus globalement, le paradigme behavioriste a conduit considrer que la mise en place dune action de formation, quelle repose ou non sur lusage des TIC, peut faire lobjet dune planification systmatique loccasion de laquelle le droulement de lapprentissage, et des actions raliser pour le favoriser, pourra tre strictement prvu. Ainsi, dans un cours tutoriel, lordinateur devra disposer, de manire exhaustive, de lensemble des informations prsenter, des rponses attendues, des rtroactions fournir lapprenant, mais aussi dun algorithme qui lui permettra de dcider quoi prsenter et quel moment. Pour partager cette vision, il faut accepter le principe selon lequel tout est prvisible dans lap-prentissage, ce qui parat fort difficile considrant ce quon sait aujourdhui du caractre idiosyncrasique de la cognition humaine. Comme nous le verrons dans la section consacre au cognitivisme, plusieurs approches alternatives ont t proposes pour pallier ces limitations issues de la conception behavioriste, mais leur mise en uvre rclame des moyens informatiques qui ntaient pas disponibles au moment o les premiers cours tutoriels ont vu le jour.

La cohrence des principes mais aussi des ralisations qui sinscrivent dans le paradigme behavioriste est rechercher dans la conception objec-tiviste de la connaissance qui a prsid la naissance du behaviorisme. Si lon accepte lide que la connaissance constitue une ralit univoque, identique pour tous, il ny a rien de choquant au fait que sa transmission puisse tre assure, du dispositif denseignement vers lapprenant, la manire dun liquide qui scoule pour abreuver une personne assoiffe. Ainsi, pour autant que lon se soit assur que la motivation apprendre existe, car sans cela, le principe du renforcement de la rponse correcte risque de ne pas oprer, il ny a aucune raison de remettre en cause le fait quun enseignement soigneusement planifi puisse permettre tout un chacun den arriver un apprentissage optimum. Par contre, si lon considre, comme le font les thories cognitivistes, que la connaissance est le rsultat dune laboration dans laquelle lindividu qui apprend joue un rle crucial, un enseignement bas sur la transmission directe





des connaissances devient inacceptable. Pourtant, tout en adhrant la conception que nous venons de rappeler, nous devons bien reconnatre quil existe de nombreuses situations o un apprentissage bas sur les principes behavioristes savre efficace mme si le niveau de profondeur des connaissances acquises, leur rsistance au temps ou encore leur poly-valence sont moindres que ce que lon pourrait obtenir par des approches plus ouvertes.

La prsence de logiciels tutoriels dans les catalogues de nombreux fournisseurs, une poque o plus aucun enseignant naccepterait de se prvaloir du modle behavioriste, peut paratre surprenante premire vue. Toutefois, il faut savoir que, depuis les premiers cours tutoriels dve-lopps par IBM puis par Control Data la fin des annes 1960, le design pdagogique des cours tutoriels a largement volu et sest progressive-ment accommod dlments issus notamment des conceptions cogni-tivistes. Ainsi, les cheminements dapprentissage se sont diversifis, le contrle par lordinateur sest assoupli, le recours des prsentations multimdias sest gnralis. Ce sont autant dlments qui, sans remettre en cause de manire fondamentale leur filiation lapproche behavio-riste, ont rendu ces logiciels plus acceptables aux yeux des pdagogues rticents lide de voir les apprenants qui leur sont confis soumis des techniques qui sapparenteraient, mme de loin, aux principes du conditionnement.

3. modles bAss sur llAborAtion personnelle de lA connAissAnce pAr lindividu qui Apprend

Les premiers travaux de psychologie qui ont contribu relativiser le caractre objectif de la connaissance remontent au milieu des annes 1950 avec la publication par George Miller (1956) du fameux article intitul Le nombre magique 7, plus ou moins 2 , par lequel il mettait en vidence les limites physiologiques de la mmoire humaine. Selon ce chercheur, cette caractristique du fonctionnement cognitif ne permettrait pas la mmori-sation de plus de sept lments isols, ce qui conduit remettre en cause les principes mmes du behaviorisme, qui dcrit la mmoire comme un rceptacle dans lequel viennent saccumuler les connaissances.

Beaucoup voient en la personne de Jerome Bruner un autre prcur-seur du cognitivisme. Dans le cadre de leurs travaux sur la catgorisation bass sur le classement de cartes comportant des formes et des couleurs





diffrentes, Bruner et al. (1956) constatent que les sujets utilisent des stratgies mentales diffrentes. Certains procdent partir dune carte de rfrence (focusing), dautres ralisent un classement bas sur lensemble des cartes (scanning). Cette notion de stratgie mentale constitue un chan-gement radical de perspective par rapport lapproche behavioriste, puis-quil sagit ici de sintresser directement au contenu de la bote noire .

Aprs ces deux prcurseurs, la vritable rvolution viendra du dveloppement de linformatique et de la fascination qua exerce sur les chercheurs la possibilit de simuler les processus cognitifs laide de lordinateur. Cest de cette possibilit quest n, la fin des annes 1960, le modle du traitement de linformation , qui va marquer durant plusieurs dcennies les recherches sur lapprentissage humain.

Un autre changement important qui explique le basculement dune conception objectiviste de la connaissance vers une conception relativiste relve des mthodes de recherche mises en uvre. Alors que la concep-tion behavioriste reposait trs largement sur des expriences menes sur lanimal dans des contextes de laboratoire souvent trs artificiels, le para-digme cognitiviste slabore partir dexpriences menes chez lhomme dans des contextes largement inspirs par des situations relles. Or, comme le soulignent Bruner et al. (1956), lorsque des sujets humains sont valus sur le mme type de situations que des animaux de laboratoire, ils rvlent des comportements dapprentissage radicalement diffrents.

Louverture de la bote noire par les cognitivistes a galement permis de mettre en avant la notion de reprsentation, qui est essentielle pour comprendre le statut de la connaissance dans le cadre de ce modle. Pour les cognitivistes, le traitement de linformation par le cerveau opre non pas sur la base dune ralit objective, mais partir dune reconstruction personnelle de la ralit quils dsignent par le terme reprsentation .

Pour dcrire la manire dont les reprsentations se construisent partir des stimulations issues de lenvironnement, les chercheurs se sont attachs comprendre le fonctionnement de la mmoire partir de modles dont le plus connu a t propos par Atkinson et Shiffrin (1971). Le processus de mmorisation est conceptualis comme le cheminement des informations travers trois entits spcifiques : les registres sensoriels, qui ralisent le filtrage de linformation, la mmoire de travail, qui est le sige de processus complexes de traitement, et la mmoire long terme, qui prend en charge le stockage permanent des informations sous forme de reprsentations.

Thories de lapprentissage et potentiel cognitif des technologies




Cest travers ces diffrentes entits que linformation slabore progressivement pour permettre son appropriation par lapprenant. Pour comprendre le rle central des reprsentations dans lapprentissage, il faut prendre en compte le rle rgulateur que jouent les reprsentations de lindividu stockes en mmoire long terme dans les mcanismes de slection et de traitement de linformation. Ainsi, ce sont les reprsenta-tions qui guideront la slection des informations au niveau des registres sensoriels, de sorte que ce quun individu percevra dune ralit externe dpendra des reprsentations dont il dispose dj. De mme, le traitement de linformation au niveau de la mmoire de travail sera trs largement influenc par les reprsentations prsentes en mmoire long terme.

En fait, pour comprendre la manire dont les reprsentations se construisent travers leur laboration en mmoire de travail, il est nces-saire de distinguer plusieurs formes de connaissances : les connaissances dclaratives, qui concernent les concepts, les connaissances procdurales, qui dcrivent des enchanements ou des procdures appliquer, et les connaissances pisodiques, relatives au contexte. Selon la nature des connaissances concernes, des mcanismes dlaboration spcifique ont t dcrits : les rseaux smantiques pour les connaissances dclaratives (Collins et Quillian, 1969), les rseaux procduraux pour les connaissances procdurales (Norman et Rumelhart, 1975) et les schmas ou scripts pour les connaissances pisodiques.

Si lon accepte lide que la connaissance et son acquisition sont le rsultat de mcanismes dlaboration internes propres chaque individu et bass sur des reprsentations, il nest plus du tout acceptable dimaginer que lapprentissage puisse se rduire une transmission du matre vers llve. En effet, dans le cadre de lapproche que nous venons de rsumer, lappren-tissage est vu comme un processus actif de construction des connaissances dans lequel lapprenant sinvestit en y apportant les reprsentations dont il dispose par rapport au domaine de connaissance considr.

Les principes qui constituent le fondement de lapproche cognitiviste ont fait lobjet, au fil des annes, de certains amnagements, mais jamais ils nont t remis en cause de manire fondamentale. De ces principes sont galement issus un certain nombre de modles denseignement dont plusieurs ont connu, et connaissent toujours, un succs considrable. Il sagit principalement du modle ACT dAnderson (1990) et du modle de la flexibilit cognitive de Spiro, Feltovich, Jacobson et Coulson (1995), qui ont galement servi de rfrence llaboration de diffrentes applications exploitant dune manire originale les possibilits de lordinateur.





Le modle ACT dAnderson (contrle adaptatif de la pense) sint-resse la manire dont peut tre ralis le passage dun type de connais-sances un autre, en particulier le passage des connaissances dclaratives aux connaissances procdurales. Pour Anderson, la matrise des connais-sances dclaratives prcde toujours celle des connaissances procdurales. Les connaissances dclaratives trouvent leur origine dans lencodage des stimuli issus de lenvironnement puis transfrs par la mmoire de travail vers la mmoire long terme, alors que llaboration des connaissances procdurales fait appel diffrents mcanismes tels que lanalogie, limita-tion et la compilation (automatisation). La mise au point du systme ACT rsulte dune dmarche de modlisation cognitive au cours de laquelle les diffrents mcanismes dcrits ont t implments sur ordinateur pour tre simuls. Pour prendre en charge limplmentation, on a eu recours un formalisme mis au point par les chercheurs en intelligence artificielle et connu sous le nom de rgles de production .

Lintrt du systme ACT, pour ce qui nous occupe dans ce chapitre, rside essentiellement dans le fait quil a inspir la conception de plusieurs dispositifs denseignement dans lesquels les possibilits offertes par lin-telligence artificielle ont t exploites pour mettre en uvre des formes dinteraction pdagogique plus flexibles bases sur une meilleure prise en compte des caractristiques de lapprenant.

Avec le recul, on se rend compte aujourdhui que cest fort probable-ment travers les travaux mens dans le domaine de la reprsentation des connaissances que les modles cognitivistes ont eu le plus grand impact sur la conception des logiciels ducatifs. En effet, la possibilit de doter le dispositif dune reprsentation dynamique des connaissances du domaine denseignement (modle du domaine), de lexpertise pdagogique (modle pdagogique) ou des caractristiques de lapprenant (modle de llve) fournit la base essentielle de la plus-value pdagogique attendue des tuteurs intelligents.

Le fait de disposer dun modle du domaine permet au logiciel de raisonner sur le domaine de connaissance qui fera lobjet de lappren-tissage et dviter ainsi lcueil des tut

Christian Depover, Thierry Karsenti, Vassilis Komis-Enseigner avec les technologies _ Favoriser les...

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