dimanche 1 octobre 2017

Vision d'ensemble des impacts positifs de l'entremêlement sur l'apprentissage des élèves

Après avoir défini l'entremêlement comme une technique favorisant l'apprentissage de la discrimination (voir article), après avoir mis en évidence les caractéristiques et les avantages d'un enseignement qui l'intègre (voir article), voici une troisième partie où sont explorés les impacts positifs de l'entremêlement sur l'apprentissage :

(photographie: Axel Hütte)


Il est intéressant de creuser plus loin les implications de l’apprentissage entremêlé et comprendre pourquoi ça marche :



Favorise la pensée profonde


L'élève est confronté constamment à des situations différentes qu’il doit identifier avant de les résoudre, avec les savoirs et procédures précédemment appris. L’application des différents savoirs est entremêlée dans le temps ce qui permet de mettre en évidence les distinctions-clés qui facilitent l'apprentissage.

Une plus grande diversité des tâches permet aux élèves d'extraire l'information la plus pertinente, de discriminer, d’identifier plus naturellement l'invariant de chaque type de tâches. 

Tout essai de pratique donné contient à la fois des informations pertinentes pour la réalisation de la tâche en question et d’autres non liées à celle-ci. En entremêlant les différents types d'exercices, les informations non pertinentes à la tâche apparaîtront comme moins cohérentes. Cela permettra aux élèves d'apprendre à supprimer les associations parasites et attirera leur attention sur les invariants qui seront par la suite plus facilement détectables et repérables.




Favorise l'acquisition de compétences


L'élève est exposé aux différents types de problèmes et d’exercices, rapidement après la pratique guidée, ce qui le force à aborder la compétence visée dans toute sa complexité et ne pas simplement la survoler avec l’illusion de la maîtriser. 

L'élève est amené à considérer la matière vue comme un tout global avec différents éléments reliés entre eux et interconnectés, plutôt que comme une somme d’éléments épars et particuliers aux liens logiques ténus. La connaissance nouvelle est dès lors un élément d’un tout cohérent ancré dans les connaissances antérieures qui seront toujours mobilisées. Elle est perçue également comme un prérequis des connaissances futures qui feront naturellement encore appel à elle.



Favorise l'élaboration


L’élaboration, que ce soit sous forme d'interrogation élaborative ou d'auto-explication (voir article), est considérée comme l'un des moyens les plus efficaces d'acquérir de nouvelles connaissances solidement interconnectées au sein de schémas cognitifs.

L'entremêlement favorise l’élaboration car l’élève est appelé à se réexpliquer la matière afin de résoudre le problème, afin de déceler quelle est la marche à suivre. Déterminer le « pourquoi » entraîne des échanges précieux entre mémoire de travail et mémoire à long terme, renforçant cette dernière. 

La charge cognitive essentielle apportée et favorisée par l'entremêlement impose l’établissement de liens de plus en plus efficaces dans l’acquisition de la compétence. Les approches de résolution qui fonctionnent et permettent le succès sont renforcées, celles qui se révèlent inefficaces ou infructueuses, sont peu à peu déforcées. 



Diminue le caractère répétitif


Comme les élèves changent fréquemment de tâches, la pratique se révèle bien moins répétitive et mécanique, ce qui minimise l'ennui, stimule effort et curiosité. Cela peut augmenter le niveau d'engagement et de motivation des  élèves pendant la pratique si un taux de succès suffisant est au rendez-vous. 



Favorable à l'apprentissage coopératif


La réalisation de séries d’exercices variés permet un travail autonome des élèves qui vont évoluer à leur rythme. De ce fait, cela favorise les échanges fructueux entres élèves, ainsi que leur coopération durant la pratique autonome. 

Les périodes dévolues à la résolution d’exercices sont moins régulièrement entrecoupées de périodes où un point de matière isolé serait modelé et soumis à une pratique guidée avant d’être exercé de manière séquentielle. L'entremêlement permet de réaliser une pratique autonome plus approfondie qui intègre de fait la révision plus rapidement.

Plutôt que de travailler par groupes, on peut inciter les élèves à des collaborations temporaires et fluctuantes lors de la pratique autonome. Les élèves les plus rapides peuvent expliquer leurs démarches à d’autres élèves qui rencontrent des difficultés et cela pour un bénéfice commun. L’enseignant peut alors être plus disponible pour suivre individuellement les élèves en plus grande difficulté.



Favorable aux interférences contextuelles légères


L’interférence contextuelle est un phénomène qui regroupe les situations d’apprentissage pour lesquelles l’interférence durant l’entrainement bénéficie à l’apprentissage. Faire face à des difficultés et les résoudre résulte en un apprentissage plus important. 

L’interférence contextuelle, une forme de difficulté rencontrée pendant la pratique, provoque des oublis et donc un fort engagement attentionnel pour se souvenir, ce qui ancre davantage les souvenirs en mémoire à long terme. 

L’interférence contextuelle pose les conditions d’un effort et d’une attention optimale qu’on ne retrouve pas dans la pratique séquentielle. La pratique de l'entremêlement correspond à une mise en situation d'interférence contextuelle tandis qu'une pratique séquentielle minimise cet aspect.

La présence d'une interférence contextuelle est ainsi un élément-clé de la pratique entremêlée. Il s’agit du bénéfice d'apprentissage observé lorsque les éléments à apprendre sont mélangés au hasard entre les séquences d’apprentissage, plutôt que répétés au sein d’une même séquence. 

Les avantages du mélange des activité ne sont apparents qu'une certaine période de temps après la pratique, ce qui indique que les effets sont principalement à long terme. 

C’est également la raison pour laquelle la pratique séquentielle continue à être privilégiée par beaucoup car elle fournit des bénéfices immédiats même si temporaires. 



Précautions face aux interférences contextuelles élevées


La notion d’interférence contextuelle permet aussi de comprendre pourquoi la pratique entremêlée a une efficacité réduite, nulle ou négative avec des tâches plus complexes (voir Wulf & Shea, 2002). A mesure que s’accroit la complexité, les élèves bénéficient davantage de l'occasion de répéter et d'affiner leurs réponses sur des essais successifs. Un juste équilibre entre approche séquentielle et entremêlée permet d’optimiser l’enseignement dans ce cas de figure.



Entremêlement et neurosciences


L'interférence contextuelle est très similaire à un phénomène observé lors de la formation des réseaux neuronaux appelé "interférences catastrophiques" (McCloskey & Cohen, 1989). Lorsqu’un réseau est formé à un ensemble de critères, puis est passé à un nouvel ensemble de critères, il perd l'accès à ce qu’il avait formé pour le premier ensemble de critères, préférant optimiser complètement sa performance à la nouvelle tâche. 

La solution à ce problème consiste simplement à entremêler les deux ensembles de critères, afin que le réseau soit forcé d'optimiser son comportement aux deux tâches. Les deux types de problèmes cessent de constituer deux entités séparées mais forment une seule entité regroupant deux types distinguables.

D’autres recherches semblent montrer que l'apprentissage humain présente également ce comportement (Mirman & Spivey, 2001). L’apprentissage séquentiel aurait tendance à former des ensembles de connaissances déconnectés les uns des autres tandis que l’apprentissage entremêlé aiderait à former un ensemble cohérent de connaissances.

Des recherches en neurosciences (Kantak et al, 2010) laissent supposer que la pratique entremêlée et la pratique séquentielle, en tout cas pour les tâches motrices, stimulent préférentiellement des zones différentes du cerveau. L'entremêlement implique le cortex préfrontal. La pratique séquentielle implique le cortex moteur primaire.

Quand on sait que le cortex préfrontal est le siège de différentes fonctions cognitives dites supérieures (notamment le langage, la mémoire de travail, le raisonnement, et plus généralement les fonctions exécutives), c’est significatif d'une profondeur de traitement nettement plus intense dans le cas de l'entremêlement.



(mise à jour le 22/06/19)

Bibliographie 


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McCloskey, M., & Cohen, N. J. (1989). Catastrophic interference in connections networks: The sequential learning problem. In G. H. Bower (Ed.), The psychology of learning and motivation: Advances in research and theory (Vol. 24, pp. 109–165). San Diego: Academic Press.

Kantak, Shailesh & Sullivan, Katherine & Fisher, Beth & Knowlton, Barbara & Winstein, Carolee. (2010). Neural substrates of motor memory consolidation depend on practice structure. Nature neuroscience. 13. 923-5. 10.1038/nn.2596.

Mirman, D., & Spivey, M. (2001). Retroactive interference in neural networks and in humans: the effect of pattern-based learning. Connection Science, 13, 257-275.

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Rau, M. A., Aleven, V., & Rummel, N. (2010, June). Blocked versus interleaved practice with multiple representations in an intelligent tutoring system for fractions. In International Conference on Intelligent Tutoring Systems (pp. 413-422). Springer Berlin Heidelberg.

Rohrer, D., Dedrick, R. F., & Stershic S. (2014). Interleaved Practice Improves Mathematics Learning. Journal of Educational Psychology 2015, Vol. 107, No. 3, 900–908

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Wulf, G., & Shea, C. H. (2002). Principles derived from the study of simple skills do not generalize to complex skill learning. Psychonomic Bulletin & Review, 9, 185-211.

Carpenter, S. K. (2014). Spacing and interleaving of study and practice. In V. A. Benassi, C. E. Overson, & C. M. Hakala (Eds.), Applying the science of learning in education: Infusing psychological science into the curriculum (pp. 131-141). American Psychological Association.

Rohrer, D. (2012). Interleaving helps students distinguish among similar concepts. Educational Psychology Review, 24, 355-367.

Aurore Dupays. Apprentissage en résolution de problèmes : influence du mode d’instruction. Psychologie. Université de Franche-Comté, 2011.

François Maquestiaux, Psychologie de l’attention, DeBoeck, p 250-253, 2017

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