vendredi 26 juin 2020

Conditions limites à la pratique de récupération. Quand et comment l’utiliser en classe ?

La pratique de récupération ou effet de test est fortement soutenue par plus d’un siècle de recherche en psychologie cognitive. Elle correspond à l’idée générale qu’il vaut mieux retrouver une information en mémoire que de l’étudier à nouveau pour générer un apprentissage durable.

Elle est l’une des deux seules techniques d’apprentissage, avec l’effet d’espacement, classées par Dunlosky (et ses collègues, 2013) comme ayant une grande utilité pour la pratique en classe et l’apprentissage autonome des élèves.


(Photographie : Yusuke Okada)



Selon la méta-analyse d’Adesope (et ses collègues, 2017), la taille d’effet des études en laboratoire est de 0,62, celle des études en classe de 0,67. Ces résultats suggèrent que l’enthousiasme pour la récupération est largement justifié.

Dans un article, Robert Coe (2020) émet cependant quelques réserves face à l’aveuglement et aux raccourcis envers une approche qui n’est pas automatiquement une panacée.



Types de tâches d’apprentissage


De nombreuses études sur la pratique de récupération se concentrent sur des contenus verbaux relativement simples, par exemple des listes de mots, pour certains jumelés, un mot correspondant à un autre. (Dunlosky et coll., 2013).

De fait, certains spécialistes en sciences cognitives font preuve de scepticisme et se demandent si la récupération améliore également les performances dans les tâches complexes et pour des contenus nettement plus interactifs :


  1. Van Gog et Sweller (2015) affirment que l’effet de test diminue à mesure que la complexité du contenu d’apprentissage augmente. L’effet de test peut même disparaître lorsque la complexité du contenu d’apprentissage est très élevée. Nous allons développer leur point de vue dans le cadre de cet article, car il est important.
  2. Rohrer et ses collègues (2019) notent que les avantages de la pratique de récupération doivent encore être démontrés pour les tâches en mathématiques autres que l’apprentissage de connaissances factuelles.
  3. Une méta-analyse d’Adesope et ses collègues (2017) constate que l’effet moyen dans le cas d’une tâche de transfert (0,53) est légèrement plus faible, mais guère différent de celui rencontré dans une tâche de rétention (0,63).
  4. Pooja K. Agarwal (2019) a réalisé une recherche sur le développement de processus de réflexion complexes. Ceux-ci sont nécessaires dans le cadre de la résolution de problèmes ou de tâches de transfert. Elle a conclu qu’ils ne peuvent être améliorés par une pratique de récupération qui ne se concentrerait que sur des connaissances factuelles même si elle permet de construire une base de connaissances. Par contre, ils peuvent être améliorés lorsque l’effet de test se fonde sur des tâches de transfert et des problèmes ou sur des tests mixtes. 

Dès lors, diverses questions deviennent légitimes dans le cadre de l’utilisation de la pratique de récupération en classe.

  • Quelles sont les conditions limites à l’usage de la pratique de récupération ?
  • Quels types de traitement et de tâches doit-elle inclure ? 
  • Comment expliquer les variations observées au niveau de l’efficacité en fonction du type de tâches ?





Pratique de récupération et tâches complexes


Il est intéressant de se pencher sur l’analyse faite par Van Gog et Sweller (2015) sur l’effet de test face à l’effet du problème résolu dans le cadre conceptuel de la théorie de la charge cognitive.

Les tâches complexes, ou tâches de transfert ou problèmes sont des activités d’apprentissage à forte interactivité entre les éléments.

Dans la démarche classique d’un enseignement explicite, il y a une progression naturelle au sein d’une matière :

  • Les informations à faible interactivité sont utilisées comme activité de démarrage à l’apprentissage des tâches plus significatives. Ces dernières sont considérées comme étant celles réellement pertinentes et la finalité des apprentissages. 
  • Peu à peu, le curseur se déplace vers la réalisation de tâches complexes. Celles-ci génèrent une plus grande interactivité que des questions de connaissances plus délimitées.
Est-ce que l’effet du test s’applique également aux tâches pertinentes sur le plan éducatif ? La question est importante. Celles-ci sont plus proches des objectifs ultimes de l’éducation, c’est-à-dire l’apprentissage à partir de tâches plus complexes ou à partir de contenus plus complexes. Comment la pratique de récupération s’associe-t-elle au principe d’une découverte guidée qui suit un enseignement explicite pour des élèves novices ?

La question qui se pose est de savoir dans quelle mesure laisser les élèves les résoudre sans guidage dans le cadre de la pratique de récupération ne pose pas une difficulté en matière de charge cognitive. Cela aurait comme conséquence que la pratique de récupération pourrait être moins efficace si elle est réalisée isolément pour ce type de tâche.

Elle serait par conséquent plus efficace lorsque les mêmes tâches sont intégrées au sein d’une pratique autonome ou coopérative, ou lors de devoirs. Dans ces dernières situations, l’élève va disposer d’un guidage.




Quelques études remarquables


Dans une recherche réalisée par Van Gog et ses collègues (2015), différentes expériences ont été effectuées présentées sur l’effet de test lors de l’acquisition de compétences de résolution de problèmes par l’étude de problèmes résolus.

Ils ont étudié les effets de différents types de tests après l’étude de problèmes résolus. Ceux-ci ont été vérifiés sur les performances immédiates et retardées, par différents tests de résolution de problème.

Types de test :

  1. Le rappel libre de l’exemple : les élèves résolvent les mêmes problèmes lors du test.
  2. La résolution d’un problème identique à l’exemple : les caractéristiques de surface du problème sont proches et la procédure de résolution est la même
  3. La résolution d’un problème isomorphe : les caractéristiques de surface diffèrent, mais la procédure de résolution est la même.

Ces tests sont différentes formes de pratique de récupération. Ils ont été comparés à une condition où les élèves continuent à travailler au départ de problèmes résolus.

L’expérience a été réalisée trois fois avec des étudiants universitaires (1-2-3) avec des problèmes de diagnostic de défauts dans les circuits électriques. La quatrième expérience a été menée avec des élèves de l’enseignement professionnel (4) qui ont appris à résoudre des problèmes de calcul de probabilité.

Les tests pratiques des expériences 1 et 2 ont immédiatement suivi l’étude d’un seul exemple, dans les expériences 3 et 4, le test pratique a été effectué après l’étude de quatre exemples. Aucune des expériences n’a montré un effet de test par rapport à la condition de comparaison. Celle-ci qui consistait à étudier des problèmes résolus durant le même temps offrait un meilleur rendement.

Dans trois expériences, Leahy (et coll. 2015) a également étudié l’effet de test dans l’apprentissage à partir de problèmes résolus. Leurs participants étaient des élèves du primaire :

  • Le groupe 1 a étudié des problèmes résolus sur la lecture des horaires de bus.
  • Le groupe 2 a étudié alternativement un exemple et résolu un problème de test pratique. 

Aucun effet de test sur un test immédiat avec le groupe 2 n’a été mis en évidence. À l’inverse des attentes, le groupe 1 a surpassé le groupe 2 lors d’un test donné peu après.

Pour vérifier si l’effet de test se manifestait quand même à plus long terme, Leahy et ses collègues (2015) ont mené une troisième expérience. Dans celle-ci le test final a eu lieu une semaine après la phase d’apprentissage. Bien que l’effet inversé ait disparu, l’expérience 3 n’a montré aucun effet de test non plus.

Des résultats de recherche antérieurs (Van Gog et Kester, 2012) vont dans le même sens

Au total huit expériences confirment ce résultat. Elles comportent trois types différents de tâches de résolution de problèmes, trois types différents de populations d’étudiants et divers types de tests pratiques. Même lorsque la réussite au test initial est augmentée grâce à une phase d’étude précédente plus longue, rien n’y fait. Rien ne prouve que l’effet de test s’applique à l’acquisition de compétences de résolution de problèmes face à l’alternative qui est l’étude de problèmes résolus.



Interactivité ou procéduralisation


Si la grande interactivité des éléments susceptibles de créer une charge cognitive importante est le principal suspect de cet état de fait, une autre hypothèse existe.

Peut-être que la cause est en réalité plutôt à rechercher du côté de la nature procédurale des tâches de résolution de problèmes ?

Les tests de connaissances simples pour lesquels l’effet de test est indéniable reposent sur la mémoire déclarative. L’acquisition d’une compétence de résolution de problèmes nécessite de passer du codage déclaratif initial à la mémoire procédurale en passant par des processus de construction de schémas et d’automatisation. L’effet de test pourrait ne pas contribuer à cette procéduralisation.

Une étude de De Jonge et ses collègues (2015) vient apporter un éclairage intéressant à la question et semble soutenir l’idée que l’interactivité des éléments représente la contribution essentielle au phénomène observé. Celui-ci consiste en la disparition de l’effet de test pour les tâches complexes :

  • Dans leur première expérience, ils ont fait apprendre à des étudiants universitaires un texte scientifique complexe et relativement long (1070 mots et 60 phrases) sur les trous noirs. Les participants ont étudié ce texte, présenté à leur propre rythme, une phrase à la fois au milieu d’un écran d’ordinateur, pendant 15 minutes.
  • Ensuite, la moitié des participants a continué à étudier le texte pendant 15 minutes supplémentaires.
  • L’autre moitié a passé un test à compléter, dans lequel le texte leur a été présenté à nouveau, mais où une partie de chaque phrase a été omise. Les participants ont dû la remplir. 
  • Après la phase de réétude ou de test, la moitié des participants de chaque condition a passé le test final. Celui-ci présentait le même test de comblement des lacunes que lors de la phase d’apprentissage. Ils l’ont passé au bout de 5 minutes, tandis que l’autre moitié a passé le test final au bout d’une semaine. 
  • Les résultats n’ont montré aucun effet de test.

De Jonge et ses collègues ont mené une seconde expérience. Dans celle-ci, ils ont utilisé le même contenu, mais ont maintenant présenté les phrases dans le désordre, ce qui a réduit l’interactivité des éléments du contenu. Il est intéressant de noter que les phrases étant apprises de manière isolée, sans référence à d’autres éléments du texte. Cette expérience a permis de constater un effet de test, mais seulement dans le sens où le test a ralenti le taux d’oubli par rapport à la réétude.

Ainsi, l’interactivité des éléments dans le premier test semblait avoir annulé l’effet de test par rapport à une étude supplémentaire.

Van Gog et Sweller (2015) citent une autre étude de Smith et coll. (2013) qui confirme cette observation.

Il semble que la complexité des contenus d’apprentissage peut réduire, voire éliminer l’effet de test.

Mais cette idée n’est pas nouvelle.

Dans son étude parue en 1914, Kühn a rapporté des preuves que les effets bénéfiques sur la mémoire de la récitation par rapport à la relecture diminuaient à mesure que la complexité des contenus d’apprentissage augmentait. L’avantage de la récitation diffère considérablement selon le type de matériel étudié. Plus le matériel est insensé et moins il est lié, plus l’avantage de la récitation est grand par rapport à la lecture. Ainsi, la supériorité de la récitation est plutôt faible pour l’apprentissage des versets, environ deux fois plus grande pour l’apprentissage des séries de mots, et plus grande encore pour l’apprentissage des syllabes absurdes.

La conclusion est que l’effet de test diminue à mesure que l’interactivité des éléments du contenu à apprendre augmente. Plusieurs études laissent penser que pour des contenus encore plus complexes, il pourrait disparaître complètement.




D’où vient l’effet de test ?


Bien que l’effet de test soit empiriquement bien établi, les raisons pour lesquelles les tests sont bénéfiques pour la mémoire ne sont pas bien comprises.

L’effet de test n’est pas net. L’effet de test peut se manifester directement, par l’acte d’extraction lui-même, et indirectement, par l’étude future qu’il initie à la suite du retour d’information.

Voir articles :

  1. Effets bénéfiques indirects de la pratique de récupération
  2. Quels sont les effets bénéfiques directs de la pratique de récupération ?
  3. Six principes pour expliquer les bénéfices de la pratique de récupération

Pourquoi l’effet de test disparaît pour des contenus complexes ? 


Premièrement, les tests par rappel libre améliorent la rétention en raison de l’organisation des informations qui se produit pendant le rappel. 


La récupération soit :

  • Crée des associations utilisables au sein de contenus là où il n’y en avait pas
  • Remarque des associations qui étaient déjà présentes et qui n’avaient pas été mises en évidence

L’effet de test serait lié à la prise de conscience des relations entre les éléments lors de la récupération, ce qui se traduit en un encodage de celles-ci.

De fait, cet effet ne fonctionne plus lors de l’apprentissage d’informations complexes dont les éléments sont déjà fortement liés entre eux, lorsque les contenus sont déjà organisés.


Deuxièmement, en ce qui concerne les éléments jumelés (par exemple la nomenclature en chimie ou le vocabulaire dans une seconde langue). La pratique de récupération mettrait l’accent sur l’établissement d’associations entre des éléments. 


Il a été suggéré que les tests peuvent renforcer les traces de mémoire :

  • Directement lorsque la récupération est réussie
  • Indirectement, par le biais d’un retour d’information qui amène l’apprenant à étudier l’association une nouvelle foi.

En l’absence de rétroaction, il a été démontré que la récupération initiale permet de déterminer si un effet de test se produit lors d’un test retardé par rapport à la réétude. Un effet de test n’apparait que pour les éléments récupérables, mais pas pour les éléments irrécupérables.

Il a été démontré que le retour d’information améliore principalement le rappel différé des articles initialement irrécupérables, mais a peu d’effet sur les articles initialement récupérés.

La réussite de la tentative de récupération n’est pas importante, à condition que le retour d’information sur la bonne réponse ou une possibilité d’étude ultérieure soient fournis.



Processus de l’effet de test


Il s’agit d’un processus en deux étapes :

  1. Les informations connexes, contenues dans la question sont activées.
  2. La réponse est disponible, soit par une récupération réussie, soit par un retour d’information. À ce moment-là, les liens entre l’indice, les médiateurs et la cible peuvent être renforcés.

Il ne semble pas que quelque chose change dans le fait que la réponse soit réussie ou non pour que le lien soit renforcé.

Il est possible que le retour d’information soit souvent une condition préalable pour trouver un effet de test avec des contenus à faible interactivité des éléments. Cela suggère que l’effet indirect du test par les possibilités de réétude peut être plus puissant que ne le sont les effets directs.




Interactivité et rétroaction


La rétroaction semble donc jouer un rôle capital comme élément associé à la pratique de récupération.

C’est cohérent avec l’idée que pour que celle-ci fonctionne à plein régime, nous devons être occupés à oublier ce que nous avions précédemment étudié.

La rétroaction va permettre de rétablir les associations en mémoire et la partie récupérée plus difficilement va également entrainer un renforcement. En effet, selon la new theory of disuse de Bjork, la force de stockage augmente quand la force de récupération est faible. De même, la force de stockage ne fait qu’augmenter.


Tout ceci est cohérent avec les résultats précités, mais amène cependant à faire une nuance vis-à-vis de l’interactivité des éléments, car dans les expériences précitées, il n’y avait pas de rétroaction.

Dès lors, il est possible qu’un retour d’information ou des possibilités de réétude après le test  (Van Gog et ses collègues. 2015) aient augmenté le niveau de réussite du test de pratique initial grâce à une phase d’étude plus longue dans les expériences 3 et 4, mais n’aient toujours pas généré d’effet de test.

L’effet de test repose donc sur la génération d’associations entre les éléments, établie lors de la récupération. Le processus est moins nécessaire lorsque ces associations sont inhérentes au contenu, ou si le contenu est tel que les élèves apprenants sont susceptibles de rechercher des associations lors de la lecture du support afin de le comprendre.

Nous sommes en réalité très proche de l’idée de Fiorella et Mayer, qui est de voir l’apprentissage comme un processus génératif.


L’avantage de la pratique de récupération pour les contenus à faible interactivité réside principalement dans les processus d’élaboration qui établissent des relations entre les éléments d’information.

Cela pourrait expliquer pourquoi la pratique de récupération est moins efficace lorsque ces relations sont inhérentes au contenu ou encouragent la recherche d’associations lors de la lecture.

Le revers de la médaille est que pour les contenus complexes qui contiennent de nombreux éléments d’information en interaction, la réétude, voire la relecture peuvent être plus efficaces que pour les contenus à faible interactivité !

Un contenu à forte interactivité nécessite d’établir des liens entre divers éléments pour être pleinement compris. Il est beaucoup moins probable que les élèves aient l’impression que le matériel leur est familier après une phase d’étude initiale. Ils pourraient consacrer plus de temps (si cela est sous leur contrôle) et d’efforts à la réétude.

Par contre, un contenu simple à interactivité faible donnerait l’impression d’être connu et les élèves ne s’investiraient que superficiellement dans une réétude, souffrant par la suite des conséquences d’une illusion de connaissance.

La motivation à s’engager pourrait être un facteur déterminant et dépendant en partie de la complexité des contenus. Nous serions plus prompts à nous engager sérieusement pour des contenus complexes et tentés de survoler des contenus simples lors d’une réétude.

En d’autres termes, l’effet du test n’est peut-être pas tant la conséquence de processus bénéfiques se produisant pendant le test, mais plutôt de processus sous-optimaux pendant la reprise de l’étude. La pratique de récupération assure un engagement et un traitement cognitif plus fort que ne le fait une réétude.

En résumé, il semble que la complexité des contenus d’apprentissage réduise ou élimine l’effet de tests, soit :

  • En réduisant l’efficacité des tests par rapport à la reprise des études parce que le traitement organisationnel offert par les tests ne présente plus d’avantage.
  • En augmentant l’efficacité de la réétude par rapport aux tests de récupération. Celle-ci offrirait un traitement plus conséquent des relations entre les éléments. 
    • La complexité des contenus maintient plus aisément la motivation et l’engagement lors de la réétude. 
    • Lorsque les contenus sont simples, le maintien de l’engagement et de la profondeur du traitement sont plus difficiles à assurer lors d’une réétude.

La complexité des contenus et des tâches pourrait ainsi constituer une condition limite de l’effet de test. L’effet de test et les avantages de la pratique de récupération diminuent, voire disparaissent avec les tâches d’apprentissage complexes à forte interactivité des éléments. Or, de telles conditions sont courantes en enseignement.


Difficultés dans la mise en œuvre en classe



Pour pouvoir utiliser et appliquer des connaissances à long terme, il est potentiellement efficace de s’entrainer à les récupérer. Pour autant, la mise en œuvre de la pratique de récupération en classe n’est pas toujours simple ni aisée.

Quels pourraient être les difficultés rencontrées ou les erreurs commises par l’enseignant ?

En voici quelques-unes :

  1. Les questions de récupération se concentrent uniquement sur le rappel de faits plutôt que d’exiger une réflexion plus poussée. En effet, ce type de question simple est plus facile à générer et à piloter pour l’enseignant.
  2. Les questions peuvent être trop faciles et renforcer la confiance en soi sans constituer un véritable défi. Or l’absence de challenge pour l’élève peut se traduire en un apprentissage et un investissement moindre dans l’étude du cours. 
  3. Trop de temps pourrait être alloué aux questionnements (quiz, tests formatifs, etc.) ce qui ferait perdre aux élèves le temps nécessaire pour voir toute la matière dans de bonnes conditions.
  4. Les élèves sont incapables de répondre aux questions posées, car soit elles sont trop complexes. Cela les démotive.
  5. Les élèves n’ont soit pas encore appris cette matière, soit ils l’ont déjà complètement oubliée. 
  6. L’enseignant ne prend pas la peine de donner une rétroaction détaillée face aux difficultés rencontrées par certains élèves suite à la pratique de rétroaction.
  7. Les élèves ne prennent pas au sérieux les occasions de pratique de récupération et ne fournissent pas d’efforts conséquents.



Conditions à la mise en œuvre en classe


Pour être correctement mis en place, la pratique de récupération, ses principes et ses enjeux doivent être correctement compris par l’enseignant.

L’enseignant doit faire preuve de compétences pédagogiques en rapport avec l’enseignement de la matière concernée et avec l’apprentissage de ses élèves.

L’enseignant doit par exemple être capable :

  1. De juger si les élèves ont appris les connaissances, savoirs, savoir-faire et compétences visées.
  2. De créer de bonnes questions qui correspondent aux objectifs et aux différents niveaux de réflexion attendus.
  3. De poser des questions suffisamment difficiles pour qu’elles correspondent à des difficultés désirables
  4. De concevoir des questions qui échantillonnent toute la matière sans laisser de zones d’ombres, c’est-à-dire sans négliger certaines parties essentielles de la matière
  5. De s’engager à organiser, planifier, intégrer les activités liées à la pratique de récupération au sein de ses cours 
  6. De planifier la fréquence et la distribution avec un rythme suffisant pour entretenir l’apprentissage de ses élèves (il est question de « multi testing et de planification de reprises à rythme expansé “ dans les projets CogniClasses, en France qui explorent ce principe).
  7. De faire adhérer les élèves à tout le processus en tant que partenaires en leur faisant bien comprendre ses principes et les bénéfices visés.  

Si l’une ou l’autre de ces conditions n’est pas respectée, alors le bénéfice de la pratique de récupération peut s’envoler. Certains élèves pourraient cependant en profiter. Si ce sont les élèves les plus doués qui en profitent et que les élèves qui rencontrent des difficultés n’en bénéficient pas alors cela se traduit concrètement par un accroissement des écarts qui est dommageable.

On peut en conclure que l’intégration de la pratique de récupération au sein d’un enseignement explicite ne s’improvise pas, mais doit être finement pensée et planifiée.

Il ne s’agit pas d’ajouter un temps supplémentaire en classe, qui serait celui de la pratique de récupération. Il est plus efficace de l’intégrer comme une dimension supplémentaire. Celle-ci apparait dans le prolongement des approches liées à la vérification de la compréhension, à la pratique cumulative et à l’évaluation formative.

De cette manière, elle peut être finement associée à un enseignement explicite. En la concevant de la sorte, on évite également la perte d’efficacité de l’effet de test liée aux tâches complexes. Dans cette optique, le risque qu’elle se traduise en un accroissement des écarts entre élèves est fortement réduit et même plutôt inversé.



Bibliographie


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