3. Questions de recherche

Université de Genève
Faculté de Psychologie et des Science de l’Education
TECFA (TEChnologie de la Formation et de l’Apprentissage)
Mémoire de Diplôme d’Etudes Supérieures Spécialisées
STAF
Sciences et Techniques de l’Apprentissage et de la Formation
LE CONTRÔLE SUR LE DÉROULEMENT DE L’ANIMATION INFLUENCE-T-IL LE
NIVEAU D’EFFICACITÉ COGNITIVE DE L’ANIMATION ?
Animation sur le potentiel d’action réalisée par le CENTEF (Centre des Technologies pour
l’Enseignement et la Formation)
Sara Tassini
[email protected]
Sous la direction du Prof. Mireille Bétrancourt
Jury
Mireille Bétrancourt, Professeur à la FAPSE (Faculté de Psychologie et Science de
l’Education), Université de Genève, directrice.
Pierre Dillenbourg, Professeur à l’EPFL (Ecole Polytechnique Fédéral de Lausanne),
directeur du CRAFT (Centre Romand d’Appui pour la Formation et ses Technologies)
Lionel Clavien, Collaborateur pédagogique à l'Institut suisse des médias pour la formation
et la culture (educa.ch).

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R E M E R C I E M E N T S
Je tiens à remercier en premier lieu Mireille Bétrancourt pour sa généreuse
disponibilité et pour son grand professionnalisme. Elle a su mettre a disposition ses
connaissances, lesquelles m’ont énormément appris et m’ont permis d’avancer dans
ma recherche.
Mes remerciements vont également à Olivier Haeflieger pour avoir créé les
animations, au directeur du Centef Bahram Zaerpour pour m’avoir accordé
l’opportunité de les utiliser dans la présente étude.
Merci à tous les protagonistes ayant participé à la phase expérimentale de la
recherche, à savoir Karin Allenbach et tous ses amis géologues, les étudiants du
Tecfa, les copains du théâtre et les collègues du Centef, lesquels m’ont accorder leur
précieux temps.
Merci également à Andrea Marzoli pour son soutien morale et technique et à David
Tripodi qui m’a éclairée sur la langue de Molière.
Sara

3
R é s u m é
L’utilisation d’animations dans les documents multimédia, grâce aux possibilités
technologiques accrues, est devenue essentielle, même si les études qui ont permis
de mettre à jour un véritable gain des animations sur les graphiques statiques
standards sont encore rares. En se référant à la littérature, nous proposons que
l’usage d’animations pouvant être contrôlées par l’étudiant (rythme de défilement,
direction) allègerait considérablement la difficulté de l’apprentissage.
Cette étude expérimentale concerne un site Web de support à la formation médicale,
l’objectif étant d’analyser l’effet de la possibilité, pour l’utilisateur, de contrôler le
défilement de l’animation sur son efficacité cognitive.
Grâce à la collaboration du Centef
1
, nous avons eu la possibilité d’utiliser une
animation sur le « potentiel d’action » qui a été créée pour "eBioMED.ch" ; un projet
du campus virtuel suisse (CVS) visant principalement à introduire à large échelle
l’apprentissage par problème (APP) dans la formation en sciences de la vie à l’aide
des nouvelles technologies.
L'expérience relatée dans ce mémoire a pour objectif de tester l'efficacité d'un
dispositif de contrôle sur le défilement d'une animation expliquant le processus du
potentiel d’action. Nous avons proposé trois versions de la même animation, ne
différant que par leur dispositif de contrôle (no contrôle, pause, contrôle total). Notre
hypothèse est que le fait de donner à l'utilisateur un contrôle simple sur la vitesse de
défilement de l'animation permet de diminuer la charge de traitement des informations
et ainsi de faciliter l'apprentissage et d'améliorer l'expérience subjective. Néanmoins,
la possibilité de contrôler également la direction de défilement ne devrait pas induire
de bénéfices supplémentaires.
M o t s c l e f
Animations multimédia, contrôle, apprentissage, modèle mental, traitement cognitif,
charge cognitive.
1
. Ce projet est piloté par le CENTEF, centre des Technologies pour l’Enseignement et la
Formation de l’Université de Lausanne

4
1.INTRODUCTION ................................................................................................................... 5
2 CADRE THEORIQUE ............................................................................................................ 6
2.1 LA THÉORIE COGNITIVE ET LE TRAITEMENT MULTIMÉDIA. ......................... 6
2.1.1 La compréhension du texte. ....................................................................................... 6
2.1.2 La compréhension de l’image.................................................................................... 7
2.2 LE MODÈLE DE SCHNOTZ ....................................................................................... 8
2.2.1. Un modèle intégrateur de la compréhension du texte et de l’image. ....................... 8
2.2.2 Acquisition des connaissances avec les nouvelles technologies. ............................ 12
2.2.3 Etude expérimental .................................................................................................. 13
2.2.4 Perspectives ............................................................................................................. 14
2.3 LA THÉORIE DE LA CHARGE COGNITIVE. ......................................................... 15
2.3.1 La charge cognitive extrinsèque. ............................................................................. 16
2.3.2. La charge cognitive germane. ................................................................................. 17
2.4 LE MODÈLE DE MAYER. ......................................................................................... 20
2.4.1 Expériences et principes généraux. ......................................................................... 23
2.4.2 Le modèle de Narayanan et Hegarty. ...................................................................... 26
2.4.3 Expériences et principes généraux. ......................................................................... 28
2.5 ANALYSE ET COMPRÉHENSION DES SYSTÈMES DYNAMIQUES. ............. 30
2.5.1 De l’efficacité des graphiques statiques et dynamiques. ......................................... 35
2.5.2 Contrôle et interactivité. .......................................................................................... 38
3. QUESTIONS DE RECHERCHE: .................................................................................... 39
3.1 HYPOTHESES GENERALES : ...................................................................................... 41
3.2 VARIABLES INDÉPENDANTES ................................................................................... 43
3.3 VARIABLES DÉPENDANTES ....................................................................................... 43
3.4 HYPOTHESES OPERATIONNELLES : .................................................................. 44
3.4.1Performance de transfert ........................................................................................... 44
3.4.2 Temps d’étude ......................................................................................................... 44
3.4.3 Nombre de visionnements de l’animation ............................................................... 44
3.4.4 Appréciation subjective de la tâche ......................................................................... 44
4. L’EXPERIENCE : ................................................................................................................ 46
4.1 Matériel à l’écran :......................................................................................................... 46
L’animation multimédia ....................................................................................................... 46
4.2 Matériel sur support papier ............................................................................................ 50
4.2.1 Pré-test : ................................................................................................................... 50
4.2.2 Test d’appréciation : ................................................................................................... 50
4.2.3 Test de rétention et de compréhension: ....................................................................... 51
4.3 METHODE DE RECHERCHE : .................................................................................... 52
4.3 METHODE DE RECHERCHE : .................................................................................... 52
4.3.1 PARTICIPANTS : ........................................................................................................ 52
4.3.2 LA PROCÉDURE ...................................................................................................... 52
4.3.3 GRAPHIQUE DE LA PROCEDURE ..................................................................... 54

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1.INTRODUCTION___________________________________________
Dans cette étude on s’intéresse aux processus cognitifs de traitement de
l’information multimédia et à l’effet de facteurs de présentation de ces informations
sur les processus cognitifs impliqués. Ces données nous permettront de générer des
recommandations pour la conception de documents multimédia efficaces.
La littérature postule que la compréhension de phénomènes dynamiques requiert la
formation d’un modèle mental qui représente non seulement les éléments systèmes et
leurs relations à l’état statique, mais qui également permet de faire tourner
mentalement ce système. Dans ce contexte, on peut penser qu’une animation
permettra de construire plus facilement une représentation du fonctionnement
dynamique du système.
Les animations sont-elles efficaces ? Comment les concevoir afin que elles soient un
matériel pédagogique efficace ?
Les animations poseraient 3 types de difficultés cognitives à l’utilisateur:
(Bétrancourt et al, 2001)
 Attentionnelles: détecter quels sont les éléments en mouvement, ce qui a
déclenché leur mouvement, qui n’est pas une tâche facile même lorsque l’on
peut ralentir ou stopper l’animation.
 Computationnelles: liées aux opérations mentales que l’on peut appliquer sur
les graphiques animés : par exemple, il est très difficile de visualiser la
trajectoire d’un point d’après son mouvement.
 Mnésiques: comprendre l’enchaînement causal des mouvements du système
demande d’avoir mémorisé les positions absolues et relatives de chaque
élément à différentes étapes de l’animation.
Ces difficultés entraînent une charge de traitement importante. Notre hypothèse est
que l'animation peut faciliter la compréhension de phénomènes dynamiques
seulement si l'interface fournit à l'utilisateur les moyens de diminuer la charge
cognitive. Un moyen simple de faire cela est de permettre à l’utilisateur de contrôler le
déroulement de l’animation.