samedi 10 octobre 2020

Avantages d’une utilisation régulière de quiz en classe au service de l’apprentissage des élèves

Lukas K. Sotola et Marcus Crede (2020) sont à l’origine d’une méta-analyse portant sur la recherche consacrée aux quiz. Plus précisément, ils se sont intéressés à l’association entre l’utilisation fréquente de quiz à faibles enjeux dans des classes réelles et les résultats scolaires des élèves concernés.

(Photographie : Peter Mandelkow)

La pratique du quiz d’entrée


La pratique du quiz d’entrée consiste à consacrer les premières minutes d'un cours à un test court. Les élèves se voient attribuer quelques questions rapides (savoirs, savoir-faire ou compétences).

Les questions portent sur la matière en cours ou sur des contenus plus anciens afin de les réactiver.

Celles-ci sont affichées sur un écran ou leur sont données sur une feuille. Les élèves y répondent à cours fermé, mais peuvent toutefois ouvrir leur cours plutôt que de rester complètement bloqués (la pratique est toutefois déconseillée).

Après environ cinq minutes, ils déposent leurs crayons. L’enseignant affiche alors la résolution. Il repasse alors rapidement sur chaque question et demande aux élèves qui ont trouvé la bonne réponse de lever le doigt. Il répond aux questions éventuelles.

Le cours commence alors normalement. Cette pratique est généralement bien accueillie par les élèves.

Cette forme de tests courts, fréquents et à faibles enjeux, est largement promue dans le cadre de l’évaluation formative et de la pratique de récupération. Elle permet à l’enseignant de récupérer et de fournir aux élèves un retour d’information sur leur compréhension des sujets précédemment abordés en classe. 


Cadre de la méta-analyse


La question posée était d’établir et clarifier si l’usage de quiz fréquents, courts et à faible enjeu en classe peut être considéré comme une pratique d’enseignement efficace. 

Le bénéfice est établi clairement lors d’études en laboratoire, mais :

  • Les effets observés en laboratoire sont souvent beaucoup plus faibles lorsqu’ils sont reproduits dans le contexte d’une classe en situation réelle.
  • Les classes réelles sont sensiblement différentes des situations créées par les expériences en laboratoire.
  • Les résultats des études sur l’efficacité des quiz de classe ont jusqu’ici donné des résultats qui semblaient incohérents. Ceux-ci se contredisent parfois à première vue, par manque de clarté sur les différents paramètres : profil des élèves, caractéristiques de la rétroaction, fréquence et format des quiz, etc. 

Les études sélectionnées ont été réalisées en classe en incluant celles faites à la fois dans les classes de psychologie et de non-psychologie. Leur synthèse provient de 52 expériences différentes en classe réelle (N = 7864). Ils ont choisi d’exclure les études comprenant un groupe actif.

Lors d’une étude hypothétique sur l’effet des quiz dans un cours :

  • Le groupe expérimental reçoit des quiz en classe
  • Le groupe de contrôle « pur » reçoit un enseignement dans le cours sans aucune intervention
  • Le groupe de contrôle actif reçoit un traitement alternatif, comme la lecture de ses notes de cours pendant la même durée que celle que prend le groupe expérimental pour répondre au quiz.

Ne pas prendre en considération la comparaison avec un groupe de contrôle actif est pertinent en ce qui concerne l’écologie de classe. Il s’agit véritablement de comparer la réalisation de quiz à son absence, c’est-à-dire à la situation où l’enseignant continue à donner cours normalement plutôt que d’intégrer un quiz.



Pratique du quiz et science de l’apprentissage


La pratique du quiz est conforme aux cadres théoriques de l’apprentissage en psychologie cognitive.

Son efficacité trouve sa justification à travers deux effets identifiés :

  • L’effet de test ou pratique de récupération
  • L’effet d’apprentissage potentialisé par le test



Quiz et effet de test


Il existe de nombreuses explications théoriques à l’effet de test interprétables dans le contexte des quiz. Elles reposent toutes sur le principe du quiz en tant que pratique de récupération de connaissances précédemment apprises en mémoire à long terme. 


Le principe du transfert approprié


Les quiz n’améliorent généralement les performances des élèves que dans la mesure où les tests utilisés pour mémoriser le contenu (par exemple, les quiz) et le test de récupération finale sont de format similaire et se recouvrent. Les quiz permettent d’habituer les élèves aux formats des questions. 

Une nuance à apporter est qu’en général les quiz à rappel libre (lorsque les questions sont ouvertes) ont plus d’impact en matière d’apprentissage que des quiz à rappel indicé (des questions très ciblées et précises). Ces derniers ont plus d’impact que des tests de reconnaissance (test à choix multiples), car les premiers peuvent induire un effort de récupération plus élevé que les seconds.

 Cela ne veut pas dire que des tests à choix multiples n’ont aucun intérêt dans le cadre des quiz. Cela signifie qu’il est important qu’établir la réponse nécessite un traitement cognitif plus important que de la simple reconnaissance.



La récupération élaborée


Les quiz ont un effet d’autant plus marqué que la récupération d’informations en mémoire à long terme exige d’un élève qu’il les retrouve à travers des liens connectant différentes informations. 

Il s’agit d’amener l’élève à élaborer, car de cette manière, l’information recherchée renforce ses associations à des concepts qui lui sont liés. Cela peut éventuellement renforcer et enrichir un réseau d’associations dans le cerveau. De nombreux cheminements de réflexion peuvent alors mener l’élève à la bonne réponse. En effet, de nombreuses connexions se sont formées entre le concept cible et d’autres concepts au cours du processus de recherche de mémoire. L’information cible devient plus facile à retenir et à récupérer par la suite.



L’efficacité des indices et médiateurs


Les quiz améliorent la mémoire en offrant des possibilités de renforcer l’association entre un indice dans la question et une cible dans la réponse. Nous renforçons ainsi l’association de diverses connaissances en mémoire avec des éléments médiateurs. Le fait de passer un quiz sur le contenu amène à générer des médiateurs et cela améliore leur mémoire de ce contenu.

Selon cette perspective, les élèves qui sont testés sur un contenu crucial ne vont pas seulement générer des médiateurs au départ, mais vont également éventuellement en changer. En effet, ceux qu’ils ont choisis au départ pourraient ne pas leur permettre de se souvenir correctement de l’information lors du quiz.

En revanche, les élèves qui se contentent d’étudier les informations et ne passent pas de quiz ne se voient pas confrontés à des incapacités ou à des erreurs de récupération. Ils ne sont dès lors pas confrontés à la nécessité de remplacer leurs médiateurs actuels par des médiateurs plus efficaces pour augmenter leurs performances à l’avenir.



Mémoire d’étude et mémoire de test


Rickard et Pan (2018) proposent une hypothèse théorique intéressante sur l’effet de test. 

Selon celle-ci, le fait d’étudier n’améliorerait qu’un seul type de mémoire, ce qu’ils appellent la mémoire d’étude. Le fait de se tester améliore à la fois la mémoire d’étude et un second type de mémoire, qu’ils appellent la mémoire de test. 

La mémoire d’étude est un encodage qui se produit simplement à la suite de la présentation d’une information. 

La mémoire de test, en revanche, a deux composantes : 

  • Une mémoire de repères, qui se réfère au fait d’avoir encodé une réponse à un certain repère (par exemple, le lien entre une question de test et une réponse)
  • Une association entre la mémoire de repères et la réponse correcte. 

Dans cette perspective, les tests conduisent au renforcement à la fois de la mémoire d’étude et de la mémoire de test. Il faut à la fois s’engager dans le même processus psychologique que celui qui se produit lors de l’étude d’une information, tout en récupérant l’information de la mémoire.



Quiz et effet d’apprentissage potentialisé par le test


Tester des élèves sur certains contenus améliore leur mémoire pour les contenus testés, ce qui est l’effet de test.

Mais il existe un second effet moins connu, celui de l’apprentissage potentialisé par le test. L’apprentissage de contenus ultérieurs présentés à la suite d'un quiz aux élèves s’en retrouve également amélioré. 

En d’autres termes, tester les élèves sur une unité de cours devrait à la fois améliorer leur mémoire pour le contenu de cette unité et améliorer leur capacité à apprendre de nouveaux contenus enseignés dans la foulée.

Ainsi, lorsqu’un enseignant débute une heure de cours avec un quiz sur la matière antérieure, ses élèves vont mieux apprendre de nouveaux contenus ultérieurs que s’il ne l’avait pas fait.  

Les quiz en classe peuvent améliorer l’assiduité en classe. Celle-ci a une relation relativement forte avec les notes de la classe, car la performance aux quiz est corrélée positivement à la note finale de la classe.

Les explications théoriques de cet effet sont moins simples : 


L’amélioration des ressources


Le fait de passer régulièrement des quiz permet aux élèves de mieux comprendre la matière qui a été couverte et d’améliorer de fait leurs connaissances préalables. Avoir de meilleures connaissances préalables offre un avantage non négligeable pour accéder plus facilement à la nouvelle matière et mieux utiliser leurs ressources face à celle-ci.

De plus, il y a également un effet attentionnel. Les élèves se concentreront davantage en classe et seront moins enclins à se lancer dans une errance mentale s’ils savent que le contenu couvert en classe pourrait apparaître dans un prochain quiz. Les ressources qui peuvent être consacrées à l’apprentissage sont optimisées.

Chan et ses collègues (2018) suggèrent que cela peut être dû à une réduction de l’interférence proactive dans la cadre de la théorie de l’interférence :

  • L’interférence proactive est un phénomène dans lequel des informations précédemment apprises entravent l’encodage des informations nouvellement présentées. 
  • Ils ont analysé la situation où des participants ont mémorisé plusieurs listes de mots avec des tâches de distraction entre l’étude de chaque liste. Ils ont pu montrer qu’il y avait moins d’intrusions d’éléments d’une liste antérieure dans la dernière liste. Le fait d’avoir été testé sur une liste précédente la solidifie en mémoire. Elle permet ainsi aux apprenants de passer moins de temps à se demander s’ils ont maîtrisé une liste précédente tout en essayant d’en mémoriser une nouvelle. Cela améliore la mémorisation de la nouvelle liste.

Selon Pastötter et ses collègues (2011), cet effet pourrait avoir lieu parce que le fait d’avoir été testé sur un contenu précédent augmente les ressources psychologiques disponibles pour se concentrer sur le nouveau contenu. Ils ont mis en évidence le phénomène à l’aide d’un électroencéphalogramme. Celui-ci mesurait la puissance alpha, une mesure physiologique liée à la charge de la mémoire de travail à un moment donné et à la difficulté de prêter attention. Ils ont constaté que les participants qui devaient passer des tests sur des listes de mots montraient des niveaux de puissance alpha plus faibles au début de l’apprentissage de chaque nouvelle liste. Ceux qui n’étudiaient que les listes montraient une puissance alpha accrue au cours des nombreux essais de l’étude. Cela suggère une charge de mémoire plus faible au début de l’apprentissage de chaque nouvelle liste. Ainsi, les quiz peuvent simplement mettre à disposition davantage de ressources psychologiques pour prêter attention au nouveau contenu que la simple étude.



Explications métacognitives


Les quiz peuvent sensibiliser les élèves à leur propre compréhension du matériel, ce qui leur permet d’identifier le matériel qu’ils ont le moins bien compris. Cela les motiverait à consacrer leur temps et leurs ressources attentionnelles à l’étude de la matière qu’ils n’ont pas bien saisie lors des quiz. Ceci est lié à l’hypothèse du changement de médiateur.

Les élèves vont d’emblée opter pour des stratégies plus efficientes lorsqu’ils sont testés régulièrement par des quiz. Les quiz peuvent induire des changements pertinents dans les stratégies d’étude sélectionnées ultérieurement. Cela se traduit naturellement par un meilleur rendement d’apprentissage pour les contenus nouveaux qui suivent des quiz.



Théories du contexte


Selon les théories du contexte, les quiz amélioreront la mémoire en créant un nouveau contexte qui est associé au rappel. Les élèves peuvent apprendre à associer des informations de rappel à un certain contexte (par exemple, une classe). 

Les tests créent un nouveau contexte de récupération, c’est-à-dire un contexte psychologique associé au rappel d’informations cibles créées par l’acte répété de récupération. 

Ce processus est beaucoup plus susceptible de se produire lorsque les personnes sont testées plutôt que lorsqu’elles se contentent d’étudier des informations. Le fait d’avoir ce contexte de récupération dans lequel un bloc d’informations cibles (par exemple, une unité dans un cours) permet aux personnes d’isoler plus facilement les recherches de mémoire. Ce faisant, ils passent par le processus d’apprentissage de nouvelles informations. 

Lorsque la dernière information est d’abord apprise, elle est associée au contexte d’étude, alors que la première information testée par un quiz est maintenant associée à son contexte de récupération. 

Cela suggère que le fait de devoir rappeler des contenus précédents lors d’un quiz améliore la mémoire pour des contenus plus récents. Les éléments antérieurs ne sont plus connectés à un contexte d’étude, mais à un contexte de récupération. Cela laissant au participant plus de place pour créer un nouveau contexte d’étude pour la mémorisation des nouveaux éléments.



Théories de l’intégration


Le fait d’avoir été testé récemment sur des informations antérieures aide les élèves à lier les anciens contenus aux nouveaux. Plus précisément, lorsque des personnes ont été testées sur des informations anciennes et qu’elles apprennent de nouvelles informations, elles peuvent rechercher spontanément des informations anciennes tout en étudiant les nouvelles informations. Cela peut alors les aider à établir des liens entre le nouveau et l’ancien contenu, facilitant leur catégorisation et leur intégration, améliorant ainsi la mémoire pour le nouveau contenu.



Facteurs d’inefficacité des quiz


Il existe également des hypothèses théoriques selon lesquelles l’usage régulier de quiz de classe pourrait ne pas être efficace.

Les quiz peuvent être administrés peu de temps après que les contenus ciblés ont été enseignés et reposer souvent sur des questions à choix multiples. Dans ces conditions, les élèves vont principalement s’appuyer sur leur mémoire à court terme et sur des processus de reconnaissance.

L’effet négatif sur l’apprentissage s’expliquerait alors pour deux raisons. 

  • Premièrement, la reconnaissance à court terme de la bonne réponse sera probablement plus facile que le rappel à long terme. Ainsi, les élèves peuvent développer une évaluation positive inexacte de leur compréhension de la matière, ce qui entraine un excès de confiance en soi et une réduction du temps passé à étudier et à être attentif au cours. 
  • Deuxièmement, il y a une inadéquation entre des objectifs à court et à long terme. À court terme, il s’agit des processus cognitifs requis pour obtenir de bons résultats aux tests en classe, comme la mémorisation superficielle et la reconnaissance à court terme. À long terme, il s’agit de processus cognitifs requis pour obtenir de bons résultats aux examens ultérieurs comme la mémorisation en profondeur et à long terme. Elle peut entrainer que les élèves qui ont été exposés aux tests en classe obtiennent de moins bons résultats aux examens qu’ils n’auraient pu le faire autrement. 



Modérateurs de l’efficacité des quiz en classe


  1. Les quiz de classe sont plus efficaces lorsque les élèves en perçoivent l’utilité pour leur réussite ultérieure. L’effort et l’attention portés aux questions des quiz sont susceptibles d’être plus importants dans ce cas, ce qui rend plus probable l’activation des mécanismes qui sous-tendent l’effet de test. 
  2. Lorsque les quiz sont proposés en classe plutôt que sous forme d’autoévaluation libre à l’extérieur de la classe, ils sont plus susceptibles d’être réalisés sérieusement par les élèves et contribuer ainsi à leurs apprentissages.
  3. Les quiz en classe sont plus efficaces lorsque le retour d’information est immédiat plutôt que différé. Il est donc plus pertinent et efficace pour l’enseignant de projeter les solutions attendues à la fin du quiz, que de reprendre les feuilles des élèves et les corriger individuellement pour le prochain cours. Un retour d’information immédiat indiquant que des contenus n’ont pas été bien compris permet aux élèves de poser des questions de clarification. Ces élèves seront alors plus attentifs aux nouveaux contenus présentés en classe.
  4. Les quiz en classe sont plus efficaces lorsque les questions ont un format de réponse construit. Elles nécessitent la génération d’une réponse. Ils sont moins efficaces lorsque les questions ont un format à choix multiples (c’est-à-dire qu’elles nécessitent la simple reconnaissance d’une réponse correcte). Les formats de réponse construits ont tendance à donner lieu à des questions qui nécessitent un plus large éventail de processus cognitifs. Il s’agit notamment de l’élaboration autour des connaissances, de la synthèse ou de la pensée divergente. À l’opposé, de nombreuses questions à choix multiples ont tendance à ne susciter que des niveaux inférieurs de fonctions cognitives telles que la mémoire et la reconnaissance. Les questions à réponses construites devraient donc permettre aux élèves d’évaluer plus précisément leur compréhension du matériel et se révéler plus efficaces que les questions à choix multiples. 
  5. Les quiz en classe sont plus efficaces lorsqu’ils sont administrés à haute fréquence (par exemple, lors de chaque cours) plutôt qu’à basse fréquence (par exemple, une fois par semaine). L’évaluation à haute fréquence permet aux élèves d’avoir un retour plus fréquent sur leur compréhension du contenu et leur permet d’ajuster plus rapidement leurs approches d’apprentissage si les résultats des quiz sont faibles. La haute fréquence favorise chez les élèves la fixation d’objectifs proximaux par opposition aux objectifs distaux. Les objectifs proximaux et le retour d’information sur l’atteinte des objectifs devraient améliorer la capacité des élèves à détecter les écarts entre leur perception de leur compréhension et la réalité de leur compréhension. Par la suite, ils peuvent adapter leur comportement en conséquence.



Conclusions de la méta-analyse et implications en classe


Les quiz de classe sont associés à des résultats scolaires modérément supérieurs. Il existe une taille d’effet d = 0,42 entre l’utilisation de quiz et les résultats scolaires ce qui indique que l’usage régulier de quiz a un impact notable. Les effets qui ont été si bien démontrés en laboratoire semblent bien se généraliser sur le terrain.

Les quiz semblent plus efficaces lorsqu’ils sont administrés à haute fréquence et lorsqu’un retour d’information est immédiatement fourni.

Il est important de fournir un retour d’information régulier qui se traduit par des objectifs temporels proximaux afin de maximiser les performances liés à l'usage de quiz. 

Les questions de quiz qui nécessitent la génération d’une réponse, par opposition à la reconnaissance d’une réponse correcte, peuvent être plus efficaces. Ceci est conforme aux travaux qui suggèrent que de nombreuses questions à choix multiples n’évaluent que des niveaux de compréhension inférieurs. Ils peuvent donc ne fournir aux élèves qu’un retour d’information moins précis sur leurs performances que les questions à réponse construite.

Les enseignant ont intérêt à utiliser la pratique de quiz en classe car elle est efficace, relativement peu exigeante en ressources et facile à mettre en œuvre.

Les quiz de classe semblent particulièrement utiles pour les classes dans lesquelles une grande partie des élèves ont des difficultés. Les chances d’échouer dans une classe sont considérablement réduites lorsque les quiz sont administrés. L’utilisation de quiz est associée à une nette augmentation des chances de réussir un cours.

Les résultats aux quiz sont fortement corrélés avec les résultats scolaires, de sorte que les résultats aux quiz sont relativement prédictifs des résultats aux examens ultérieurs. Les élèves et les enseignants devraient considérer les performances aux quiz comme un diagnostic raisonnable de la compréhension du contenu et comme une prédiction importante des performances ultérieures aux examens.

Les enseignants et les élèves devraient être encouragés à tenir compte du retour d’information que représentent les résultats des quiz. Les enseignants gagnent à consacrer plus de temps aux sujets sur lesquels les élèves ont obtenu de mauvaises performances lors des quiz. Les élèves doivent être encouragés à poser des questions de clarification et à se fixer des objectifs proximaux en étudiant davantage les sujets sur lesquels ils ont obtenu de piètres performances aux quiz.

Ce sont les élèves les moins performants qui sont les plus susceptibles de bénéficier le plus de l’inclusion des quiz en classe. Les élèves les plus performants n’en ont pas besoin, mais à leur adresse, les quiz peuvent également contenir une sous-question de dépassement facultative susceptible de s’adresser à eux.

Les élèves peu performants peuvent être particulièrement susceptibles d’avoir une confiance excessive en leurs capacités, et les quiz en classe peuvent être efficaces pour réduire cette confiance excessive. Cela peut les aider à adopter des comportements d’apprentissage appropriés : étudier régulièrement, rester attentif en classe, demander de l’aide aux enseignants.

Les quiz fournissent un retour d’information aux enseignants sur des sujets précédemment couverts qui sont susceptibles d’avoir été mal compris ou insuffisamment appris par un sous-ensemble raisonnable d’élèves. Cela permettra aux enseignants de revoir les concepts mal compris, un processus susceptible de profiter de manière disproportionnée aux élèves qui risquent d’échouer.

En conclusion, l’usage régulier de quiz en classe est une pratique d’enseignement efficace. Les enseignants peuvent s’attendre à ce qu’ils améliorent modérément les performances et l’apprentissage des élèves en moyenne. Ce faisant, les enseignants contribuent à la qualité de leur travail. Ils aident leurs élèves à évaluer dans quelle mesure ils saisissent la matière et dans quelle mesure ils obtiendront de bons résultats aux évaluations certificatives. L’usage régulier de quiz peut réduire le nombre d’élèves en échec, le tout à un coût réduit pour l’enseignant.



Bibliographie


Sotola, L.K., Crede, M. Regarding Class Quizzes: a Meta-analytic Synthesis of Studies on the Relationship Between Frequent Low-Stakes Testing and Class Performance. Educ Psychol Rev (2020). https://doi.org/10.1007/s10648-020-09563-9

Rickard, T. C., & Pan, S. C. (2018). A dual memory theory of the testing effect. Psychonomic Bulletin & Review, 25(3), 847–859. https://doi.org/10.3758/s13423-017-1298-4. 

Chan, J. C. K., Manley, K. D., Davis, S. D., & Spunzar, K. K. (2018). Testing potentiates new learning across a retention interval and a lag: a strategy change perspective. Journal of Memory and Language, 102, 83–96. 

Pastötter, B., Schicker, S., Niedernhuber, J., & Bäuml, K. T. (2011). Retrieval during learning facilitates subsequent memory encoding. Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition, 37(2), 287–297. https://doi.org/10.1037/a0021801.

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