Les environnements d’apprentissage

Interfaces et Scénarisation (COM2571)26 novembre 2013

Grégory Petithttp://lrcm.com.umontreal.ca/greg/COM2571/

La semaine dernièreQu’est qu’un jeu?

Théorie sur les jeux

Théorie sur les jeux vidéos

De nouveaux modes d’interaction

Retour sur les structures dynamiques

Benjamin Franklin

Tu me dis, j’oublieTu m’enseignes, je me souviensTu m’impliques, j’apprends

Et donc on fait quoi aujourd’hui?Un prof vs. un ordinateur

Théories sur l’apprentissage

La motivation

Apport de ces théories

Types d’environnements informatisés d’apprentissage

Les environnements d’apprentissageOn apprend où?

Écoles, cours à distance, Internet, etc. Musées Services publics vos droits, procédures à suivre Documentation des logiciels Support à la clientèle

On y fait quoi? Besoin d’information à rassembler Besoin de connaitre les étudiants … et les professeurs! Types d’apprentissages : quelle pédagogie employer?

Qu’est-ce qu’enseigner? Un prof vs un système informatique…

Un prof vs. un ordinateur

La question qui tue!

Peut-on remplacer un prof par une machine?

Peut-on compléter un prof par une machine?

Un prof et une interfaceCe sujet pose beaucoup de questions :

Comment reproduire ou compléter la relation prof-élèves?

Comment rendre cette interface transparente?Comment maintenir l’intérêt des élèves (et du

prof)?Comment apporter les connaissances?Comment savoir si quelque chose rentre dans

la petite tête des élèves?Est aussi difficile pour le prof que pour les

élèves?

Théories sur l’apprentissage

Apprendre, c’est quoi?Qu’est-ce qu’apprendre ?Comment apprend-t-on ?

La pédagogie suggère des façons d’enseigner, mais l’apprentissage reste un processus individuel.

La compréhension suppose que l’apprenant intériorise,qu’il reconstruit ce qui lui est exposé et même plus!

Qu’est-ce qui les pousse à apprendre?Quels systèmes et quelles interactions aident?

Apprendre c’est …développer sa compréhension des chosesC’est …

s’adapter, s’améliorer,extraire d’une expérience ce qui est important,organiser les informations d’une façon utile et

générale,apprendre les solutions que d’autres ont trouvées,pratiquer, l’accommodation et l’assimilation (Atherton, 2003),répéter, généraliser, transférer devenir meilleur.

Behaviorisme

Stimulus A

Stimulus B

Stimulus C

Comportement A

Comportement B

Comportement C

BehaviorismeÉtude objective du comportement, refusant

l'introspection, ramenant les conduites à une chaîne de comportements observables.

Doctrine en psychologie qui limite son champ d'étude aux seuls comportements extérieurs, enregistrables et mesurables, et tente d'établir des lois entre les stimuli et les réactions.

Auteurs : I. Pavlov, J.B. Watson, B.F. Skinner

BehaviorismeConditionnement stimulus-réponse

Effet de la pratique

Rôle de l’exploration

Renforcement positif > renforcement négatif

Le chien de PavlovPavlov = papa du behaviorisme

Pour lui, un organisme répond par un comportement bien établi à un nouveau stimulus.

Il a entrainé un chien à saliver au son d’une cloche

Cognitivisme

Stimulus A

Stimulus B

Stimulus C

Comportement A

Comportement B

Comportement CProcessus de

traitement de l’information

Cognitivisme

Théorie en psychologie qui fait l’étude scientifique et expérimentale des processus de traitement d’information et du comportement en ayant recours aux méthodes scientifiques, mais pas aux explications d’ordre physiologique.

CognitivismeImportance de la réflexion, de la

rationalisation dans le processus d’assimilation.

L’activité de l’être humain se base sur des représentations mentales.

Ces représentations sont en fait des reconstructions personnelles de la « réalité » par le sujet sur la base des afférences de ses systèmes perceptifs et des connaissances antérieures.

Jean PiagetIl s’est consacré à l’étude du développement de

l’intelligence chez les enfants et a même fait des expériences sur ses propres enfants …

Il a comparé des enfants de différents âges dans des opérations cognitives complexes comme la catégorisation, la conservation de la matière, etc.

Par exemple, on présente à l’enfant 2 images de chiens et 5 images de lapins, et on lui demande s’il y a plus de lapins que d’animaux.

L’évolution de l’intelligence humaine selon PiagetChaque individu est obligé de passer par 4

stades et chaque stade conditionne le suivant :

L’intelligence sensori-motrice (de la naissance à 2 ans)

L'intelligence préopératoire (de 2 à 6 ans)Les opérations concrètes ou l'intelligence

opératoire (de 6 à 10 ans)Les opérations formelles (de 10 à 16 ans)

Cognition distribuéeLa cognition est distribuée entre :

les personnes et/ou les agents informatiques (système expert) qui réalisent un travail, et entre

les éléments de la situation : les objets présents dans l’environnement incluant l’info sur les écrans et autres dispositifs de présentation d’infos, les pense-bête, les listes de commandes ou mots clés, les documents papier, etc.

Cognition distribuéeOn s’intéresse à une plus grande unité que le seul

individu: le groupe et toutes les formes de représentations utilisées dans le travail.

Cela permet d’analyser la façon dont les différentes composantes d’un système sont coordonnées.

Le cadre d’analyse est plus large que l’individu.

On reconnaît le rôle cognitif déterminant des objets présents dans l’environnement.

Apprentissage par imitation (Bandura, 1986)L’apprentissage est naturel Pourquoi et

comment apprennent les enfants en réalité?

Qu’est-ce qui déclenche et soutient l’apprentissage?

Il ne faut pas négliger les processus d’observation, d’imitation, de pratique.

L’intérêt, l’attention, la valorisation sont essentiels pour soutenir l’apprentissage

Assimilation (Atherton, 2003)Répéter une solution connue dans toutes les

situations où elle s’applique.

Associer la réalité à la théorieRéalité RéalitéThéorie

Accommodation (Atherton, 2003)

Développer une nouvelle solution (inspirée des anciennes) face à une situation nouvelle.

Développer une théorie inspirée de la pratique.

Exemple : aspirateur Dyson

Théories constructivistesLa connaissance ne se diffuse pas seulement, elle

se construit.L’information est diffusée, mais c’est le traitement

de l’information qui permet la construction des connaissances.

La connaissance se développe dans l’action, l’apprenant doit être actif, ce sont ses activités qu’il construit. Spirale - difficulté graduée

Dépasser les conceptions erronées (un homme n’est pas fait pour voler … si!). Conflit cognitif (trouble maker, Aimeur et Frasson)

Comment organiser le contenu à apprendreApprentissage des modèles mentaux

ex : composantes d’un système Apprentissage procédural ex : montrer les séquences, les procéduresBastien, et al. 95

L’information dans un environnement d’apprentissage doit être organisée de façon rationnelle (en fonction du domaine, indépendamment des actions et des tâches)

et non pas de façon fonctionnelle (liées à la réalisation d’une tâche)

La motivation

Approche sur les motivationsQu’est-ce qui motive les gens ?

Qu’est-ce que la connaissance vient y faire?

On distingue différents niveaux de motivation, différents besoins à satisfaire.

Motivation et besoinsTableau des différentes théories de la

motivation http://netrover.com/~darveau/th-motiv.htm

Hiérarchie des besoins de Maslow (1954)Besoins pouvoir accomplissement estime de soi sociaux et d’affiliation sécurité physiologiques

Motivation et besoinsLes besoins déterminent ce qui nous

intéresse.

Il faut suivre la pyramide des besoins, mais là encore tous les individus ne suivent pas le même moule.

Pour certains …la sécurité prime être sûr de passerl’accomplissement prime devenir quelqu’unle pouvoir prime faire ce qu’on veutla socialisation prime s’intégrer dans une

communauté

Motivation et besoinsEn clair, c’est :

l’importance dans la vie de tous les jours,la reconnaissance par les autres,la progression personnelle,la créativité et l’autonomie personnelle,l’attribution de rôle, d’indépendance, de

pouvoir sur soi.

Les besoins font ressortir à quel point les relations personnelles sont importantes dans l’apprentissage.

Pourquoi les autres sont importants?Parce qu’elles viennent reconnaître notre

accomplissement!

Si personne n’approuve on n’est pas certain de savoir.

La compétition ou la collaboration sont essentielles pour donner cette rétroaction sociale à notre apprentissage pour fournir une rétroaction et une évaluation sur ce qu’on a appris.

Donc, pour avancer, il faut …Savoir où on va

Savoir quoi faire

Pouvoir le faire

Savoir si on avance (modèles : prof, parents, etc.)

Essayer plus d’une fois

Être valorisé pour le faire

Apport de ces théories

Implications pour la formationPour qu’ils apprennent, il faut placer les apprenants dans des situations où :

ils feront des expériences,la réponse sera utile ou importante,ils pourront évaluer ce qu’ils ont fait,ils pourront ajuster leur réponse,les éléments importants seront mis en relief,si la réponse a du être donnée, ils devront la

généraliser,ils pourront pratiquer, démontrer et profiter de ce

qu’ils savent.

Donc que doit faire le tuteur?Étude des transactions mère-enfant visant à développer des connaissances (Bruner, 1982)Attirer l’attention.Donner l’exemple, montrer comment.Donner une indice de la solution.Étaler la difficulté, découper la tâche.Développer à partir de ce qu’on vient

d’apprendre pour aller plus loin (extension).Dernière phase, explication lorsque l’action

est finie.

Donc que doit faire le tuteur?Étaler la matière dans le tempsRappeler les objectifsVérifier les échéancesAider les retardatairesValoriser l ’autogestion par l’apprenantSusciter la compétitionSusciter l’action

Styles de tuteursFournir des modèles stéréotypés répondant aux besoins des différents styles d ’apprenantsProfesseur distrait (intentionnel)

passif(rarement), personnel sur demande, il donne beaucoup de détails motivation intrinsèque décrit des concepts plutôt que des procédures Contexte = connaissance acquise ou à acquérir

Gérant (performant) autoritaire, pas de report des activités rétroaction, impersonnel motivation extrinsèque = notes, compétition décrit procédures attend de l’autonomie, compare aux autres contexte = date, compétition, résultats

Styles de tuteursReligieux(conformiste)

beaucoup de rétroactiondécrit procédure, motivation intrinsèquecontexte = date, modèle usager

Hacker (résistant)personnel, Actifdescription hors tâchemotivation socialecontexte = début, inaction

Styles d’apprenants Intentionnel

Autonome motivation intrinsèque, long terme effort selon ses intérêts

Conformiste Peu autonome motivation extrinsèque, normative effort minimal, cherche soutien

Performant Motivation extrinsèque - compétitif, normatif Effort Peu autonome

Résistant Peu d ’effort Autonome Motivé à faire le contraire

Types d’environnements informatisés d’apprentissage

Environnements informatisés d’apprentissage

Modèle de la tâche

Modèle de l ’apprenant

Modèle du tuteur

Modèle de communication

Interface

Objectifs Réalisation des objectifs

Stratégies pédagogiques

Types d’environnements informatisés d’apprentissageEAO (enseignement assisté par ordinateurs)

Enseignement assisté, enseignement programmé

EAIO (enseignement assisté interactivement par ordinateurs) EAO avec composante de diagnostic et d’intervention Analyse des réalisations et des erreurs

Simulations Offre niveau concret et parfois abstrait de représentation des

éléments du problème - reproduit ou transpose le contexte Permet de les faire jouer et de “voir” le résultat.

Types d’environnements informatisés d’apprentissageTraining Wheel - Simulation à complexité

graduelle

Environnement de planificationSimulation mais structurée selon les buts et les

intentionsSuppose l’apprentissage d’un double langagePermet de guider l’apprenant

Cas types d’environnements d’apprentissageApprentissage technique et support

Faire un guide sur comment enregistrer une émission en différé

Apprendre en ligne sur StudiumComment ça se compare à la situation

traditionnelle ? Pour chacune des dimensions que peut-on

améliorer

Cas types d’environnements d’apprentissageLes forums dans Studium

Comment s’en servir?Que rajouter selon la théorie de l’activité?

Éducation en santé Site pour amener les gens à arrêter de fumer?

Dans un musée Quelles bornes interactives avez-vous remarquées,

pourquoi?Avez-vous appris?

Limites au soutien informatique à l’apprentissageEnvironnements de simulation - didactique

Moins générique Pas toujours possible L’aide y est souvent peu utilisée ou dérangeante (les petits avatars

d’aide peuvent devenir embêtants)

Interfaces adaptatives utilisant un modèle superposé de l ’apprenant. Soutien est réduit à la rétroaction et au contrôle de la navigation. Très peu de nuances sur le contexte. La navigation ne suffit pas pour construire un réel modèle de

l ’apprenant.

Visibilité du modèle de l ’apprenant? Souvent abstrait, reste extérieur à la tâche

Limites au soutien informatique à l’apprentissage

On revient à notre première question …

Peut-on remplacer un prof par une machine?

Atelier

Pas d’atelier!

On bosse sur le second travail!

Des questions???

Merci de votre attention!

A la semaine prochaine!

gregory.petit@polymtl.cahttp://lrcm.com.umontreal.ca/greg/COM2571/