Transcription

Impact des TIC en éducation
Module 2 – Activité 2
Le cognitivisme
(Transcription de la vidéo)
Le cognitivisme – Définition du cognitivisme.
Diapositive 1.
Le cognitivisme est, encore aujourd’hui, le courant dominant en éducation. Les curriculums du
ministère, tout comme les principes de différentiation de l’apprentissage ou encore de profils cognitifs
proviennent directement de ce paradigme. Le paradigme cognitiviste est né dans les années 50, avec un
lien direct à l’apparition des ordinateurs qui permettaient d’aborder l’esprit et la conscience avec de
nouveaux outils de modélisation, grâce à l’apport de l’intelligence artificielle.
Diapositive 2.
Qu’est-ce que l’apprentissage selon un paradigme cognitiviste ? Et bien Tardif nous enseigne que c’est
un processus dynamique de construction des savoirs en faisant des liens entre les nouvelles
informations et celles déjà organisées, qui sont des représentations, ce qui est le concept clé du
cognitivisme. À la différence du béhaviorisme, l’organisation des connaissances n’est pas figée mais
dynamique, en fonction de l’expérience de l’élève, en suivant les différences interindividuelles, mais
aussi pour un même individu à des moments différents. Cette construction de connaissance à partir
d’informations demande des stratégies cognitives, mais aussi de la métacognition, sorte de stratégie sur
les stratégies, qui correspond à apprendre à apprendre. Enfin, ces connaissances sont de plusieurs
sortes : déclaratives, associées au savoir académique, mais aussi procédurales en lien avec les schémas
physiques, épisodiques en lien avec la vie personnelle, et d’autres encore.
Diapositive 3.
Il est intéressant de regarder une des théories à l’origine du cognitivisme, puisqu’il s’agit de la théorie de
la communication selon Shannon et Weaver en 1947, deux ingénieurs des laboratoires Bell. Ce modèle
est intéressant, car il illustre une vision, présente encore aujourd’hui dans les curriculums par exemple,
des technologies. En effet, on y voit une métaphore de ce qui se passe au niveau électrique en termes
d’émetteur, de message et de récepteur, sur le plan de l’information : l’émetteur envoie une
information, celle-ci est en partie transformée par un bruit, pour arriver au récepteur qui la traite pour
en faire, sur le plan éducatif, une connaissance. Aujourd’hui dans les curriculums de l’Ontario, les
technologies sont présentées de la sorte : elles servent pour l’élève à produire de l’information, à la
diffuser, à la recueillir et à la traiter, selon la même métaphore du tube. Mais il existe d’autres
conceptions moins considérées que cette conception télégraphique, par exemple avec l’école de PaloAlto en 1976 qui propose une approche plus interactionnelle qui donnera vie au constructivisme comme
on le connait aujourd’hui.
1
Hiver 2017 - Pr. E. Duplàa
Impact des TIC en éducation
Diapositive 4.
Derrière l’apprentissage cognitiviste, il y a plusieurs éléments forts. En premier, les concepts clés : les
représentations, qui peuvent être par exemple dynamiques, individuelles ou sociales ; les modèles, car si
le béhaviorisme refuser d’entrer dans la boite noire, le cognitivisme se fonde là-dessus en tentant de
modéliser l’élève, tant sur le plan des connaissances préalables que sur le plan de la dynamique
d’apprentissage, notamment afin de proposer des tâches adaptées, en lien avec de la résolution de
problème.
Deux périodes sont importantes dans le paradigme cognitiviste : des années 50 aux années 80, où
l’analogie est totale entre l’humain et l’ordinateur. L’ordinateur est le cerveau, l’application est l’esprit.
Plus tard, on a bien compris les limites d’un modèle si naïf, et depuis les années 80 on considère plus
une complémentarité entre l’humain et l’ordinateur.
Au final, le cognitivisme s’intéresse aux grand processus de la cognition, de la boite noire donc : la
mémoire, déclarative, procédurale, de travail, l’attention, la perception ou l’apprentissage. À titre
d’exemple, vous pouvez faire l’expérience de l’empan mnésique qui suit sur la page du cours, et qui met
en valeur comment le résultat généralisé d’une expérience de psychologie cognitive à des impacts sur
l’organisation de vos documents, de vos interfaces mais aussi de l’apprentissage de vos élèves.
Diapositive 5.
Au final, le cognitivisme a de très grands points positifs : par rapport au béhaviorisme, il a permis
d’entrer dans la boite noire et d’investiguer sur le processus d’apprentissage, en réalisant des modèles
de connaissances différenciés, et des modèles dynamiques des élèves. Il a donc permis de modéliser la
complexité avec un certain succès. Par contre, l’approche informationnelle reste très limitée : il n’y a pas
d’information pure qui serait transformée en connaissance grâce au processus d’apprentissage, mais
c’est plutôt un processus bidirectionnel entre acteurs, qui met en jeu des dimensions affectives et
sociales, parfois inconscientes, peu considérées par le cognitivisme. Le cognitivisme considère les
différences individuelles dans le processus d’apprentissage, mais pas le contexte du processus. Enfin, il
reste le problème du sens, de la sémantique : le sens de l’information est-il dans l’information même,
dans l’auditeur, dans l’émetteur, dans le lien des deux ? Question difficile à laquelle le cognitivisme a
peine à répondre.
Le cognitivisme – Quelques exemples.
Diapositive 1.
SI le cognitivisme rayonne dans tous les niveaux de l’éducation, il est bien sûr très important au niveau
de l’application des technologies, et en particulier au niveau des logiciels éducatifs. Nous présentons ici
deux domaines en exemple, les mathématiques et les langues.
Diapositive 3.
Le premier exemple est le logiciel cognitiviste Pépite, développé au laboratoire LIUM dans les années 90.
Si on regarde le fonctionnement de Pépite, l’élève doit résoudre des problèmes de mathématiques,
mais au lieu de répondre à des questions fermées (ce qui serait béhavioriste), il doit en plus justifier sa
réponse, et le système peut traiter la réponse de manière intelligente, …
Diapositive 4.
… pour faire un diagnostic automatique de l’élève qui est donné à l’enseignant. On voit donc bien ici
qu’on entre dans la boite noire, pour construire un modèle de l’élève et de ses connaissances fondé sur
le détail du processus d’apprentissage.
2
Hiver 2017 - Pr. E. Duplàa
Impact des TIC en éducation
Diapositive 5.
Autre exemple, le logiciel Cabri qui est sorti des laboratoires de Grenoble dans les années 2000 pour
être commercialisé. Voyez les arguments de vente : paramétrage à volonté, suivi qualitatif, notes
détaillée, etc. Tout cela automatiquement, par intelligence artificielle. Tous ces plus cognitivistes sont là
pour faire des diagnostics et des parcours d’apprentissage automatiquement personnalisés, ce qui est le
premier but de l’apprentissage cognitiviste avec les technologies.
Diapositive 6.
Enfin, dernier exemple à propos des langues avec le logiciel commercial Gymglish. Tous les jours, vous
recevez des exercices personnalisés en anglais, puis une correction automatique. Vos traces permettent
de vous soumettre de nouveaux exercices, le lendemain, adaptés à votre apprentissage. Encore ici, vous
voyez la trace du cognitivisme dans la particularisation des parcours de manière automatique.
Dans tous ces exemples, on voit bien la force du cognitivisme, mais on voit aussi ses limites : aucune
prise en compte des dimensions non cognitives, comme l’affect, les émotions ou la dimension sociale de
la connaissance. On ne prend pas en compte le contexte de l’élève pendant qu’il apprend devant son
ordinateur, même si les logiciels tentent de s’adapter à l’apprentissage de chaque élève.
Le cognitivisme – Ergonomie des interfaces.
Diapositive 1.
L’ergonomie est un des domaines qui a le plus bénéficié de la psychologie cognitive, car l’entrée dans la
boite noire a permis d’adapter de mieux en mieux la composition des bureaux, des écrans et des
interfaces.
Diapositive 2.
Au départ, l’ergonomie concerne l’organisation du poste de travail, au sens large. Le mot vient du grec
Ergon, le travail, et Nomos, la règle. Il s’agit donc d’étudier comment adapter au mieux, dans une usine,
dans un bureau ou autre, l’environnement au travailleur et à la tâche qu’il a à accomplir. Avec la
psychologie cognitive est née l’ergonomie cognitive, qui allait plus spécifiquement à l’adaptation du
poste de travail non plus à l’ensemble du corps, mais à tout ce qui touchait les fonctions mentales :
organisation des fonctions des machines à écrire, forme et fonctions de la souris d’ordinateur,
organisation du système d’opération, etc. L’entreprise Windows a été une des plus importantes dans le
domaine, en proposant un ordinateur non plus organiser directement sur la mémoire machine, mais
avec l’intermédiaire des fenêtres (windows) qui permettait une meilleure gestion cognitive. Enfin,
l’ergonomie logicielle, ou des interfaces, est celle qui s’occupe de l’organisation des documents et des
logiciels ou applications comme on les voit à l’écran.
Diapositive 3.
L’ergonomie est toujours associée à l’utilisabilité du système. Il s’agit du « comment » utiliser un outil.
C’est différent de l’utilité, qui est en lien avec le « pourquoi » utiliser l’outil. Par exemple, si je dois faire
un calcul mathématique (utilité), je dois savoir comment utiliser une calculatrice (utilisabilité) pour faire
le calcul. L’idéal est que vos documents ou applications soient si ergonomiques que vous n’ayez jamais
besoin de produire de documentation sur le « comment utiliser tel ou tel logiciel ».
L’ergonomie n’est pas une science, car elle est l’art de s’adapter aux particularités cognitives des
utilisateurs et elle n’est jamais vraie partout et tout le temps, il y a toujours des particularités. Par
exemple, en occident où on lit de gauche à droite, vous organiserez vos écrans selon une activité qui va
3
Hiver 2017 - Pr. E. Duplàa
Impact des TIC en éducation
de haut en bas et de gauche à droite. Le bouton retour sera par exemple à gauche et le bouton suivant à
droite. Mais ce ne sera pas pareil dans un pays arabe, où on lit de droite à gauche, ou encore au Japon.
L’ergonomie n’est pas une science donc, cependant ses règles sont issues de plusieurs expériences de
psychologie cognitive en laboratoire, comme par exemple les critères de Bastien et Scapin.
Diapositive 4.
Vous pouvez lire ces critères et des exemples dans la liste de lecture obligatoire. Nous présentons ici les
4 principaux pour des enseignants.
Un premier critère important est le guidage : l’information doit être organisée logiquement à l’écran
pour que l’utilisateur comprenne instantanément ce qu’il doit faire. Par exemple, il faut regrouper ses
items de menus, selon qu’ils ont le même sens ou le même format.
Un deuxième critère est la charge de travail. Il ne faut pas avoir plus de 5 items de menu, comme
mentionné dans l’expérience de l’empan mnésique, il ne faut pas de texte long, il faut que tout soit
lisible et compréhensible facilement.
Diapositive 5.
Un troisième critère est celui de l’homogénéité et de la cohérence : il faut toujours que les mêmes
choses soient aux mêmes endroits. Tout changement dans les éléments à l’écran doit signifier
sémantiquement quelque chose. Par exemple, on ne change pas de couleur de police d’un écran à
l’autre, à moins qu’il y ait un changement de catégorie dans le sens.
Un dernier critère est celui de la signifiance des codes : toute image doit avoir du sens, et doit être en
accord avec le sens. Par exemple, vous ne prendrez pas l’image d’une fleur pour symboliser le bouton
« envoyer un courriel »… vous prendrez une lettre.
Tous ces critères sont importants et vont très en détail dans la réalisation d’un document ou d’un écran.
Ceci-dit, s’ils décrivent bien une adaptation au processus cognitifs, ils ne prennent pas en compte le
contexte ou l’émotionnel de l’usager, ce qui est propre à l’approche cognitive.
Le cognitivisme – Le constructionnisme.
Diapositive 1.
Nous allons maintenant parler de constructionnisme. Plutôt que de vous présenter le constructivisme ou
le socioconstructivisme, qui sont des formes de cognitivisme que vous avez probablement vu au cours
de votre formation, le constructionnisme met plus l’accent sur le contexte, notamment social, et il est à
l’origine du mouvement des bricoleur, dit Maker, qui est au cœur de 3e module. Si le constructionnisme
est un cognitivisme, il s’est développé en opposition relative au constructivisme, pour replacer les
dimensions sociales et contextuelles au cœur de l’acte d’apprentissage.
Diapositive 2.
À l’origine, le constructionnisme se distingue du constructivisme par son appui sur le contexte social. Si
dans le constructivisme, on tient compte de l’individu et de sa construction personnelle dans
l’apprentissage, dans le constructionnisme on ajoute une prédominance du contexte et du lien social
dans l’apprentissage. Par exemple, un document de cours est une information qui doit être traitée pour
devenir une connaissance selon le cognitivisme. Ce traitement est une construction à partir des
connaissances déjà présentes pour le constructivisme. De plus, ce traitement peut être réalisé
socialement pour le socioconstructivisme. Pour le constructionnisme, un document de cours est avant
4
Hiver 2017 - Pr. E. Duplàa
Impact des TIC en éducation
tout une expression sociale de l’enseignant vers ses élèves, dans un contexte donné. L’information est
éminemment sociale donc.
Le mieux est de reprendre la définition selon Papert lui-même : Si on refuse les modèles de transmission
de connaissances basés sur le séquençage en pipeline lorsque nous parlons de nous ou lorsque nous
échafaudons des théories sur ce qui se passe dans les salles de classe, alors il faut s'attendre à ce que je
ne puisse pas vous faire part de mon idée du constructionnisme. Agir ainsi reviendrait à le banaliser. Au
lieu de cela, je dois me limiter à vous inciter à des expériences (y compris verbales) susceptibles de
favoriser votre propre construction personnelle de quelque chose qui s'en rapproche. Ce n'est qu'ainsi
que vous aurez quelque chose de suffisamment riche en tête pour que cela vaille la peine d'en parler.
Diapositive 3.
Le plus bel exemple de constructionnisme est le langage éducatif de programmation Logo que vous
connaissez peut-être. On donne une séquence déclarative à réaliser, ici à un chat, mais originellement à
une tortue ou aujourd’hui à des automates simples, puis l’automate réalise physiquement cette
séquence, en bougeant à l’écran de manière procédurale. C’est donc un langage qui permet de
développer l’abstraction : le code déclaratif de la séquence est associé au déroulement procédural de
l’activité de l’automate. L’enfant peut ainsi rétablir autant qu’il le souhaite, par essaie-erreur, la
séquence déclarative afin d’avoir la séquence procédurale voulue.
Diapositive 4.
Le principe du logo est donc simple, il est d’associer des connaissances déclaratives et des connaissances
procédurales, ce qui est le cœur d’une activité de programmation. Il n’y a pas d’organisation des
connaissances prescrites, mais plutôt l’apprentissage se fonde sur la volonté de l’élève, sur ce qu’il veut
faire. Tout est orienté en fonction de la volonté de l’élève de produire un artéfact social qui exprime son
identité, qu’il pourra ensuite montrer, discuter ou améliorer, avec encore plus de bénéfices si la
production est collaborative.
Diapositive 5.
Aujourd’hui, de nombreuses applications éducatives ont repris les principes du constructionnisme et
elles sont très prisées des élèves. C’est le cas par exemple des micromondes comme Minecraft qui sont
excellent pour l’apprentissage des mathématiques, ou même parfois des sciences de la nature. Aussi, la
robotique pédagogique s’appuie sur les mêmes principes, mais au lieu d’être à l’écran, l’action
procédurale est dans le réel.
Dans ces exemples, le procédural sert à construire le déclaratif, par essaie-erreur, ce qui est très
motivant pour l’élève. Aussi, la connaissance n’est pas explicite, mais incarné dans les contraintes du
milieu (les cubes de Minecraft, les mouvements possibles en robotiques, etc.).
Diapositive 6.
Ainsi, les compétences que l’on peut développer avec ses applications constructionnistes sont très
importantes : l’abstraction d’abord, entre une connaissance déclarative et son implication procédurale,
la résolution de problème bien sûr, mais aussi la gestion de projet puisque l’élève a à s’organiser par luimême, en équipe. Des compétences comme la créativité et l’imagination peuvent aussi être visées, et
bien sur les habiletés sociales.
Le seul problème ici est qu’on s’éloigne de l’approche curriculaire où la connaissance est explicite, et
donc que le résultat d’apprentissage constructionniste est plus difficile à formaliser puisque la liberté
d’apprendre est donné à l’élève.
5
Hiver 2017 - Pr. E. Duplàa