COMMENT CONCEVOIR DES ENVIRONNEMENTS DAPPRENTISSAGE EFFICACES EFFICIENTS ET

COMMENT CONCEVOIR DES ENVIRONNEMENTS D’APPRENTISSAGE EFFICACES, EFFICIENTS ET ATTRAYANTS À L’ECOLE ? Canopé Poitiers – Salle Montessori Le 03 février 2016 Dominique BELLEC Docteur en psychologie Professeur agrégé de Sciences Industrielles pour l’Ingénieur dominique. bellec@ac-poitiers. fr

Positionnement scientifique Approche évolutionniste de l’apprentissage (Geary, 2008) Conception rationnelle des environnements d’apprentissage (Merrill et al. , 1996 ; Sweller, 1994 ; Metcalfe, 2009) Psychologie expérimentale (Chanquoy, Tricot, Sweller, 2007)

Positionnement pédagogique L’école doit permettre des apprentissages de connaissances durables et transférables La notion de connaissances est différente de la notion de souvenirs L’école doit permettre aux élèves de se valoriser, de s’épanouir Les élèves doivent progresser dans des environnements enrichis qui respectent les caractéristiques de leur système cognitif

Déroulement de la conférence Première partie (1 h 30): Un apport de connaissances sur les apprentissages humains Un apport de connaissances sur la conception rationnelle des environnements d’apprentissage scolaires Deuxième partie (30’) : Echanges sur le métier d’enseignant vu comme un ingénieur pédagogique Références bibliographiques

Les fondements éthologiques de l’apprentissage • Adaptation à l’environnement (réduction de l’incertitude) (Immelmann, 1982; Stagl, 1995; Geary, 2008) • Le cerveau statisticien (Dehaene, 2012) • Connaissances primaires et connaissances secondaires (Geary, 2008, Sweller 2007) • Les humains sont naturellement motive s pour se lancer dans des activite s qui offrent un enjeu ou qui rele vent du de fi. (Bandura et Locke, 2003)

Organisation générale du système cognitif humain Mémoire de travail Mémoire À long terme Mémoire de travail : capacité limitée (empan, durée du maintien) Mémoire à long terme : capacité illimitée, maintien des informations si renforcement de la trace, indices de récupération Association performante si apprentissage

Organisation générale du système cognitif humain Mémoire de travail Performances très limitées en situation de double tâche Performances affectées en cas de stress, de fatigue, de peur ….

Les performances limitées de la mémoire de travail …. (…. celle qui sert aux élèves lors du traitement des informations nouvelles présentes dans l’environnement d’apprentissage) Double tâche Sweller, 1994 Empan mnésique Miller, 1956 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 Temps Simple tâche Double tâche 10 8 6 4 items 5 items 6 items 7 items 8 items 9 items Erreurs 4 2 0 Simple tâche Double tâche

Organisation générale du système cognitif humain Mémoire à long terme (Squire, 2004) La mémoire sémantique et la mémoire procédurale (celles qui stockent les connaissances) : - Nécessitent des situations d’apprentissage adaptées - Sont très sensibles à la profondeur de traitement

Quels sont les facteurs qui permettent les apprentissages ? Estime de soi – Confiance en soi Dimension affective Dimension conative (d’engagement) permet Engagement dans la tâche conditionnent Apprentissages Dimension cognitive : ergonomie de l’environnement d’apprentissage (NKambou, Delozanne & Frasson, 2007)

Quels sont les facteurs qui permettent les apprentissages scolaires ? Sur la dimension conative : L’espérance de succès La motivation Perception du but de l’activité Perception du lieu de l’échec Perception de sa compétence pour réaliser l’activité Perception de la stabilité de l’échec Perception de la contrôlabilité de l’activité Perception de la contrôlabilité de l’échec Ce sont des perceptions ! (Huart, T. , 2001)

Quels sont les facteurs qui permettent les apprentissages ? Sur la dimension cognitive : Les quatre piliers de l’apprentissage La prise en compte des caractéristiques du système cognitif L’attention L’engagement actif Théorie de la charge cognitive Le retour d’information Profondeur de traitement La consolidation Fréquence de rappel des informations (Dehaene, 2013) (Sweller, 1996)

Quels sont les facteurs qui permettent les apprentissages ? La zone proximale d’apprentissage Optimum Trop loin : pas de connaissances suffisantes pour traiter le matériel Trop près : - pas d’intérêt, de surprise, d’enjeu - Jugement métacognitif négatif Connaissances préalables Metcalfe, 2009 Metcalfe et Kornell, 2005 Koriat, 1997

Qu’est ce qu’on apprend ? Différents formats de connaissances Domaine de validité Général Concept Méthode Domaine de connaissance Procédural Déclaratif Connaissance spécifique d'un événement ou d'une situation Savoir-faire Automatisme Trace littérale Particulier Musial, Pradère et Tricot (2011)

Qu’est ce qu’on apprend ? L’autonomie Focus de l’activité Sélection parmi des tâches en instances Définition d’objectifs et de stratégies Contrôle du bon déroulement de la tâche Prise d’information dans l’environnement Enseignement = disparition du guidage

Implications dans la démarche de conception des environnements d’apprentissage Pour que les élèves apprennent, il faut leur construire des environnements d’apprentissage …. Efficaces : qui permettent de faire apprendre ce qui doit être appris (ne pas confondre: les buts et les moyens, les formats de connaissance) Efficients : qui permettent un apprentissage de connaissances durables et transférables (prendre en compte les caractéristiques du système cognitif) Attrayants : qui motivent, qui valorisent, qui permettent de mobiliser l’attention, qui donnent de l’autonomie Instructional design : Création, conception et aménagement des environnements d’apprentissage (Merill et al. , 1996)

Comment construire des environnements d’apprentissage performants pour apprendre des connaissances secondaires ? Une démarche de conception rationnelle : - Définir le but de l’apprentissage (quel format de connaissance ? , …) Programme, référentiels et niveaux taxonomiques - Définir des moyens (didactique, matériels, organisation du temps et de l’espace) - Ultilité, utilisabilité, acceptabilté (Nielsen, 93) - Risque - Définir des tâches (les activités demandées aux élèves) Psycho-ergonomie

Deux exemples pour illustrer : Les ilots Oui L’attention sélective durant les TP ! Non

Ce qu’il faut retenir pour créer, concevoir et aménager des environnements d’apprentissage à l’Ecole : Apprendre des connaissances secondaires (dont on a pas besoin ici et maintenant) nécessite du temps, des efforts et de la motivation. Pour que l’Ecole soit bénéfique à tous les élèves, voici quelques incontournables : - Mobiliser les propriétés naturelles des humains pour s’engager dans les apprentissages (la communication, la curiosité, la surprise, l’enjeu, le défi, …) - Attirer la curiosité, composante essentielle pour l’adaptation aux situations nouvelles (Stagl, 1995) et générer des apprentissages (éthologie) - Favoriser l’engagement dans la tâche : Motivation et espérance de succès - Susciter le sentiment d’auto-efficacité (jugement métacognitif positif) - Etre dans la zone proximale d’apprentissage

Références bibliographiques Geary, D. C. (2008). An evolutionarily informed education science. Educational Psychologist, 43, 279 -295. Merrill, M. David, Drake, Leston, D. , Lacy, Mark J. Pratt, Jean A. & the ID 2 Research Group. (1996). Reclaiming instructional design. Educational Technology, 36, 5 -7. Metcalfe, J. (2009). Metacognitive judgments and control of study. Current Direction in Psychological Science, 18, 159 -163 Sweller, J. (1994). Cognitive load theory, learning difficulty and instructional design. Learning and Instruction, 4, 295 -312. Chanquoy, L. , Tricot, A. & Sweller, J. (2007). La charge cognitive. Paris : A. Colin. Huart, T. (2001). Un éclairage théorique sur la motivation en contexte scolaire : un concept éclaté en multiples facettes. Cahiers du Service de Pe dagogie expe rimentale. Universite de Lie ge. 7 -8/2001 221

Pour bien enseigner la mécatronique à Thomas, il faut bien connaître la mécatronique … … et il faut bien connaître Thomas Merci pour votre attention