TECFA Technologies pour la Formation et lApprentissage Micromondes

TECFA Technologies pour la Formation et l’Apprentissage Micromondes et simulations Constructivisme et cognitivisme Micromondes : les concepts de base, l’efficacité Simulations : modèles et conditions d’utilisation Cours Environnements Informatisés d’apprentissage 2005 -2006 – Mireille Bétrancourt

L ’approche béhavioriste Stimulus Réponse R = f (S) Apprentissage = association entre une situation et un comportement Cours Environnements Informatisés d’apprentissage 2005 -2006 – Mireille Bétrancourt

Les illusions d ’optique Cours Environnements Informatisés d’apprentissage 2005 -2006 – Mireille Bétrancourt

Quelle est la couleur de ces mots ? vert bleu rouge jaune Cours Environnements Informatisés d’apprentissage 2005 -2006 – Mireille Bétrancourt

Le constructivisme Au départ était l’action… et la réflexion sur l’action. Voir la métaphore de Rieber assimilation accommodation Cours Environnements Informatisés d’apprentissage 2005 -2006 – Mireille Bétrancourt

L ’approche cognitiviste L’approche cognitiviste Mémoire Perception Input attention Traitement émotion Sélection Organisation Réponse Noë ! Output régulation ? ? Cours Environnements Informatisés d’apprentissage 2005 -2006 – Mireille Bétrancourt

Architecture de la mémoire Mémoire à long terme Baddeley, 1983 ; 2002 Connaissances Mémoire de travail Centre exécutif Boucle Calepin Module articulatoire intégrateur visuo-spatial Buffer sensoriel Cours Environnements Informatisés d’apprentissage 2005 -2006 – Mireille Bétrancourt

Les différents types de mémoire Connaissances déclaratives épisodiques sémantiques Connaissances procédurales Connaissances heuristiques ou décisionnelles Cours Environnements Informatisés d’apprentissage 2005 -2006 – Mireille Bétrancourt

Schéma de l ’architecture cognitive Informations Connaissances générales spécifiques Représentations matérielles et symboliques construction de connaissances Activités automatisées Activitation de règles Raisonnements épistémiques pragmatiques Résolution de problèmes Suites d ’actions Cours Environnements Informatisés d’apprentissage 2005 -2006 – Mireille Bétrancourt Evaluation

Les micromondes Cours Environnements Informatisés d’apprentissage 2005 -2006 – Mireille Bétrancourt

Seymour Papert “ Most of his [Piaget's] followers in education set out to hasten (or at least consolidate) the passage of the child beyond concrete operations. My strategy is to strengthen and perpetuate the typical concrete process even at my age. Rather than pushing children to think like adults, we might do better to remember that they are great learners and to try harder to be more like them. ” (Papert, 1993, p. 155) Cours Environnements Informatisés d’apprentissage 2005 -2006 – Mireille Bétrancourt

Le constructionisme Logo puis Lego-Logo Epistemology and Learning Group, MIT, Boston. http: //lcs. www. media. mit. edu/groups/el/projects/legologo/ Cours Environnements Informatisés d’apprentissage 2005 -2006 – Mireille Bétrancourt

Cours Environnements Informatisés d’apprentissage 2005 -2006 – Mireille Bétrancourt http: //www. lego. com/dacta/robolab/conceptofprogram. htm

Les micromondes spécialisés Le plus connu : Cabri-géomètre Voir les projets faits avec le logiciel Micromonde Pro Cours Environnements Informatisés d’apprentissage 2005 -2006 – Mireille Bétrancourt

Logo et les autres • « Outils à penser » (réification de représentations mentales) • Apprendre en construisant et à partir de ses erreurs • Pédagogie de type ‘projet’ • Environnement passionant (surtout lego-logo) • Philosophie constructiviste • Possibilité d’utilisation sur de longues périodes • Découverte intelligente de l’informatique Cours Environnements Informatisés d’apprentissage 2005 -2006 – Mireille Bétrancourt

Arguments contre • Capacités de réflexion sur l’action difficiles et non spontanées • Sans un tutorat léger mais pertinent, les élèves progressent peu. • Logo : passage par un langage qui nécessite d’autres compétences que logique • conception techniquement difficile, utilisation couteuse en termes de temps • Transfert sur d’autres types de problèmes ? « La philosophie est devenue religion, le penseur est devenu gourou. » (Pierre Dillenbourg) Cours Environnements Informatisés d’apprentissage 2005 -2006 – Mireille Bétrancourt

Les micromondes pourquoi, comment ? Stratégie pédagogique Activités constructivistes Apprentissage par la découverte mais avec étayage Pédagogie par projet Domaines d’application Raisonnement de type résolution de problèmes Règles formelles qui peuvent être inférées d’un résultat visible Résultat Un apprentissage fortement ancré dans l’action et l’expérience Une représentation opératoire du domaine Des stratégies de raisonnement Cours Environnements Informatisés d’apprentissage 2005 -2006 – Mireille Bétrancourt

Apprentissage et cognitivisme Cours Environnements Informatisés d’apprentissage 2005 -2006 – Mireille Bétrancourt

Une bonne représentation mentale Importance des informations reçues en entrée Cours Environnements Informatisés d’apprentissage 2005 -2006 – Mireille Bétrancourt

Les principes d ’apprentissage La résolution de problème La Tour de Hanoï Cours Environnements Informatisés d’apprentissage 2005 -2006 – Mireille Bétrancourt

Les principes d ’apprentissage Apprendre en contexte Expérience de Baddeley sur la mémorisation en condition terrestre et sous-marine Notion de cognition située Cours Environnements Informatisés d’apprentissage 2005 -2006 – Mireille Bétrancourt

Les principes d ’apprentissage Effet d ’attention Murdock (1965) • Mémorisation de carte pendant tâche de tri (Murdock (1965) • Les perfomances de rappel diminuent quand la difficulté de la tâche de tri augmente Cours Environnements Informatisés d’apprentissage 2005 -2006 – Mireille Bétrancourt

D’autres concepts plus récents Cognition distribuée L’outilisé prend en charge une partie des fonctions cognitives Métacognition Mise à distance, prise de conscience, régulation. Cours Environnements Informatisés d’apprentissage 2005 -2006 – Mireille Bétrancourt

Les principes d ’apprentissage Principes nés du cognitivisme • • • Utiliser des situations de résolution de problème Organiser le matériel en unités signifiantes Maintenir l’attention Donner des contextes réalistes et signifiants Utiliser des formats de présentation riches et expressifs (multimédia, interactivité) Cours Environnements Informatisés d’apprentissage 2005 -2006 – Mireille Bétrancourt

Animations et simulations Cours Environnements Informatisés d’apprentissage 2005 -2006 – Mireille Bétrancourt

Animations et simulations Démonstrations Cours Environnements Informatisés d’apprentissage 2005 -2006 – Mireille Bétrancourt

Animations et simulations Démonstrations Simulations interactives Cours Environnements Informatisés d’apprentissage 2005 -2006 – Mireille Bétrancourt

L ’animation Le présupposé L’animation devrait faciliter la compréhension de phénomènes dynamiques Les résultats Résultats mitigés Très souvent, l’animation n ’est pas plus efficace qu ’un graphique statique Bétrancourt & Tversky, 2000 Cours Environnements Informatisés d’apprentissage 2005 -2006 – Mireille Bétrancourt

Difficultés conceptuelles a toilet works Cours Environnements. How Informatisés d’apprentissage 2005 -2006 – Mireille Bétrancourt

Difficultés perceptives Trajectoire du point ? Cours Environnements Informatisés d’apprentissage 2005 -2006 – Mireille Bétrancourt

Difficultés perceptives Kaiser, Profitt & Whelan, 1992 Cours Environnements Informatisés d’apprentissage 2005 -2006 – Mireille Bétrancourt

L’animation : des obstacles. . . Difficultés de traitement du mouvement Pas de support à la conceptualisation L’information est transitoire Cours Environnements Informatisés d’apprentissage 2005 -2006 – Mireille Bétrancourt

Simulations : risques et difficultés La réussite à la simulation n’implique pas la compréhension du phénomène Démarche hypothético-déductive ou essai-erreur ? Retour réflexif ? Persistence des conceptions erronées Le développement d’un modèle complexe est coûteux (cf. Stella) Cours Environnements Informatisés d’apprentissage 2005 -2006 – Mireille Bétrancourt

Dans quelles situations d’apprentissage ? Pour supporter le processus de visualisation et de représentation mentale Pour provoquer un conflit cognitif Pour faire explorer un phénomène Pour des raisons pratiques Cours Environnements Informatisés d’apprentissage 2005 -2006 – Mireille Bétrancourt

L’animation : précautions d ’usage N ’utiliser que lorsque les transitions entre les étapes ne peuvent être déduites par l’apprenant Juste équilibre entre réalisme et abstraction Deux principes : sobriété adéquation au modèle conceptuel Cours Environnements Informatisés d’apprentissage 2005 -2006 – Mireille Bétrancourt

Simulations : précautions d ’usage Associer à une activité qui guide l’exploration Susciter la réflexion sur l’action La formalisation des règles n’implique pas forcément la compréhension du phénomène Cours Environnements Informatisés d’apprentissage 2005 -2006 – Mireille Bétrancourt

Pour aller plus loin Voir la rubrique pointeurs sur les micromondes et simulations Voir les infos complémentaires dans la rubrique micromondes. Cours Environnements Informatisés d’apprentissage 2005 -2006 – Mireille Bétrancourt