dimanche 22 juillet 2018

Importance des connaissances préalables, cas de l’environnement personnel et inhibition des conceptions alternatives

David P. Ausubel écrivait en 1968 : Si j’avais à réduire toute la psychologie de l’apprentissage à un seul principe, je le formulerais ainsi : le plus important facteur susceptible d’influencer l’apprentissage est le bagage de connaissances que l’individu possède déjà. Informez-vous de cela et enseignez en conséquence.




(Photographie : Victor Salgado)




Une démarche de planification


Certains savoirs sont nécessaires à l'acquisition et à la compréhension de connaissances nouvelles plus complexes.

La détermination des connaissances préalables permet à l'enseignant de cibler le plus précisément possible les connaissances et habiletés nécessaires pour effectuer un nouvel apprentissage. Il ne peut se contenter découvrir, au jour le jour et sommairement, les contenus préalables de ses enseignements.

L’identification des connaissances préalables doit se faire dans le cadre d’une hiérarchisation et d’une planification à l’échelle des unités d’apprentissage considérées.




Une démarche d’enseignement


Les élèves assimilent mieux la nouvelle matière en faisant des liens avec des concepts qu’ils connaissent déjà. L’enseignant doit identifier ce que les élèves connaissent déjà. L'enseignant doit s'assurer que les élèves possèdent les connaissances préalables avant d'enseigner un nouveau concept, une nouvelle stratégie ou une idée maîtresse qui en demandent la maîtrise.

Le recours au questionnement ou à une tâche diagnostique permet de vérifier l'acquisition des connaissances préalables, de les réactiver et de valider ou d'infirmer la planification des contenus d'apprentissage.

Si une telle vérification s'avère non concluante, il peut être nécessaire de procéder à un nouvel enseignement de ces connaissances. Il faut rendre explicites et disponibles pour les élèves les connaissances antérieures dont ils auront besoin.

À défaut de cette maîtrise préalable de concepts et d'habiletés, l'élève sera porté à vouloir apprendre par cœur, sans véritablement comprendre ce qu'il fait.

En enseignement explicite, l'enseignant est constamment à l'affût du contenu de la pensée des élèves, de leurs modes de raisonnement et de leurs erreurs de compréhension, de sorte que le travail sur les connaissances (préalables ou non) se fait en continu par le questionnement. Diverses stratégies permettent à l'enseignant de revenir les manques de compréhension, les analyser et de les corriger.






Connaissances préalables et mémoire de travail


La mémoire de travail (voir cet article) a des capacités réduites en termes de nombre d’informations qu’elle peut stocker et de temps de stockage.

La mémoire de travail a également un rôle de filtre des informations qui parviennent au cerveau. Celui-ci est joué par un des sous-systèmes de la mémoire de travail selon le modèle de Baddeley et Hitch (1974).

Nous sommes constamment soumis à un flot de stimuli sensoriels. Le cerveau, qui ne peut fonctionner en mode multitâche (voir cet article), ne peut les traiter tous. Une sélection s’impose. Cette sélection est faite par la mémoire de travail, qui compare les informations sensorielles avec celles déjà stockées en mémoire à long terme. Elle détermine ainsi celles qui sont pertinente et méritent d’être stockées temporairement en mémoire de travail. Toute les autres informations sont oubliées.

Les connaissances préalables contribuent à la sélection des nouvelles informations pertinente à absorber. Elle démontre également que ces nouvelles connaissances peuvent être intégrées au mieux dans les " anciennes " connaissances en mémoire de travail.






Connaissances préalables et environnement personnel de l'apprenant


Intuitivement, on peut se dire que l’on devrait prendre l'environnement personnel de l'apprenant comme point de départ de l’enseignement.

Cette recommandation didactique n'a rien de nouveau, déjà dans le cadre de l’éducation nouvelle au début du XXe siècle, Ovide Decroly se référait déjà aux centres d'intérêt des élèves qui peuvent être utilisés pour développer des activités d'apprentissage. C’est l’idée que toute éducation devrait être enracinée dans l'histoire personnelle de l'enfant, afin de susciter sa motivation, son attention et son engagement.

C’est dangereux pour trois raisons

1) Tous les élèves ne disposent pas du même capital culturel de départ (voir article). Tous les élèves ne partent pas avec le même niveau de connaissances préalables sur toute une diversité de sujets.


2) Le but de l'éducation est d'ouvrir les enfants au monde. Si, en tant qu'enseignant, on se concentre trop longtemps sur l'environnement personnel étroit de l'enfant, il y a un risque qu'il perde de l'intérêt, parce qu'il n’y a rien de nouveau pour lui.


3) La pauvreté, des conditions socio-économiques ou affectives défavorables ont un effet négatif sur les capacités intellectuelles d'une personne. Il peut être négatif de trop utiliser l'environnement personnel comme point de départ de l'apprentissage de l'élève. Lorsque l’on ramène les élèves vers leur soucis personnels, il y a un impact sur la charge cognitive ce qui se traduit par une baisse de leur capacité de mémoire de travail. Celle-ci est alors en partie aspirée par leurs soucis réveillés et l’anxiété qui les accompagnent. A l’opposé, si on leur permet d'oublier leur situation, en ne faisant pas référence à leur environnement






Les conceptions alternatives résistent aux stratégies d’enseignement


Si l'enseignant doit déterminer les connaissances et habiletés préalables à l'apprentissage d'un nouveau contenu, il doit également prendre conscience de ce que l'élève apporte au processus d'apprentissage peut l’aider mais aussi nuire à sa compréhension, faire obstacle à l'apprentissage et générer des difficultés.


Les élèves possèdent des conceptions erronées qui les amènent à produire des erreurs. Celles-ci ne peuvent être ignorées car elles sont présentes durablement en mémoire à long terme.

De nouvelles conceptions alternatives peuvent les y rejoindre dès qu’un l'élève a répété une erreur à plusieurs reprises dans sa tête. Il est par la suite difficile de les désapprendre.







Modèle théorique des conceptions alternatives


D’après le mémoire de Guillaume Malenfant-Robichaud (2018), actuellement, aucun modèle théorique ne parvient à faire consensus sur les conceptions alternatives, notamment après correction par un changement conceptuel.

Pour certains, un changement conceptuel réussi entraîne le remplacement ou la transformation de la conception alternative.

Pour d’autres, il s’agit plutôt d’une compétition entre la conception alternative et le concept scientifique.

Des études récentes semblent toutefois indiquer que les conceptions alternatives ne sont pas effacées après le changement conceptuel et qu’elles coexistent avec les conceptions scientifiques résultant d'un nouvel apprentissage. D’autres études, utilisant l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) ont montré que l’activation dans les régions cérébrales reliées à l’inhibition était significativement plus importante chez les experts que chez les novices. Les experts devraient inhiber leurs conceptions alternatives pour répondre correctement à des tâches contre-intuitives.

Tous ces résultats appuient l’hypothèse de la coexistence des conceptions et du rôle de l’inhibition dans l’expertise. Il y aurait donc coexistence des conceptions alternatives en mémoire aux côtés des conceptions scientifiques.

L’enseignement est concerné et cela montre la prévalence des conceptions. Il est important de tenir compte et de favoriser le développement de la capacité des élèves à inhiber, bloquer les conceptions alternatives à l’avantage des conceptions scientifiques qu’ils apprennent.

Des études indiquent également que les conceptions alternatives demeurent présentes dans le cerveau et qu’elles peuvent se manifester lorsque le contrôle cognitif est atténué (fatigue, stress, charge cognitive extrinsèque trop importante).






Se prémunir des conceptions alternatives !

L’enseignant explicite est muni de pratiques définies et d'approches éprouvées pour guider l’apprentissage des élèves, repérer les erreurs de compréhension et empêcher celles-ci de perdurer et de s’installer durablement.

Corriger une conception alternative n’est pas un apprentissage banal, car celles-ci font très certainement partie de schémas cognitifs et ne sont pas isolées. Elles sont susceptibles d’être récupérées dans une variation de contextes différents.

Le problème peut être mineur s’il s’agit d’une discrimination incorrecte. Si l’élève applique une procédure ou un savoir-faire qui ne correspond pas au contexte de la nouvelle matière enseignée. Dans un sens, il est bon que l'élève ait essayé de transférer et d'appliquer des connaissances préalables à une situation différente, mais il est important de montrer explicitement à l'élève que l'analogie qu'il croit avoir raison est, en fait, fausse. Il faut les aider à comprendre dans le détail pourquoi ça ne fonctionne pas.

Il est judicieux d’utiliser, dans le cas de ces représentations erronées ancrées, l’effet d’hypercorrection. Il a été montré qu’après un feedback sur leurs réponses données, des apprenants corrigent plus volontiers les erreurs de mémoire pour lesquelles elles étaient fortement sûres d'elles-mêmes que les erreurs de mémoire pour lesquelles elles étaient peu sûres d'elles-mêmes. Mais même cet effet peut ne se faire ressentir que sur une courte période. La probabilité que l'erreur revienne à long terme, une fois la correction oubliée, reste significativement élevée.

Pour éviter cela, il est important de donner aux élèves suffisamment d'exercices qui leur demandent d'extraire les bonnes réponses de leurs connaissances préalables. Plus on leur demande fréquemment de se rappeler les bons renseignements, plus il est probable qu'ils éviteront leurs conceptions alternatives par la suite.






Inhiber les conceptions alternatives !


Plutôt que de parler de corrections de conceptions alternatives, on trouve l’expression de changement conceptuel qui traduit le changement de structure conceptuelle vers des concepts scientifiques que représente l’apprentissage des élèves.

L’enseignant ne doit plus simplement enseigner la nouvelle conception. Il doit aussi guider ses élèves et les aider à̀ surmonter leurs conceptions alternatives et reconnaitre les contextes où leur utilisation est erronée.

Cette conception rend caduque le principe du conflit cognitif classique propre à l’approche constructiviste, car il ne s’agit pas d’un remplacement de conceptions, mais d’une coexistence qu’il faut gérer en intégrant des stratégies d’inhibition.

La reconnaissance de la coexistence des conceptions suppose une organisation différente de l’enseignement. L’enseignant ne cherche plus à modifier ou effacer les conceptions alternatives, mais tentera plutôt de développer la capacité d’inhibition de ses élèves afin qu’ils puissent bloquer l’utilisation de leurs conceptions alternatives lorsque le contexte est inapproprié. Il devra alors modifier la planification de son enseignement afin d’employer les stratégies adaptées à ce nouvel objectif.

Le principe de l’inhibition permet également de considérer que le fait de fournir une bonne réponse pour un élève ne constitue pas une preuve d’un apprentissage définitif. Il s’agit plutôt d’un premier pas dans un processus marqué par plusieurs allers-retours entre la conception alternative et le concept scientifique.

Tout ceci offre de vastes pans potentiels de recherche en éducation et pose la question également de la conception des programmes (curriculum). En effet certains concepts, particulièrement en sciences gagneraient à être introduits tôt et une fois introduits ils nécessitent un réinvestissement régulier pour renforcer les conceptions scientifiques au détriment des conceptions alternatives.


On en est donc au statut d’hypothèses, à étudier et évaluer, que relève Guillaume Malenfant-Robichaud dans son mémoire, comme l’utilisation d’alertes émotives pour souligner la présence de pièges intuitifs, où l’entrainement des élèves à reconnaître les réponses erronées afin de favoriser l’utilisation des conceptions scientifiques.

L’apprentissage de l’inhibition semble pouvoir potentiellement contribuer à améliorer la capacité des élèves à surmonter les erreurs dues à leurs conceptions alternatives. Il semble évident également que l’enseignant doit constamment renforcer le concept scientifique afin de garantir la durabilité du changement conceptuel.



Mis à jour 06/12/18

Bibliographie


Gauthier, C., Bissonnette, S., & Richard, M. (2013). Enseignement explicite et réussite des enlevés. La gestion des apprentissages. Bruxelles : De Boeck.

Gauthier, C., L'Enseignement Explicite. Fondements et pratiques. Symposium Efficacité de l'enseignement. Fondements et Pratiques. HEP Bejune, Suisse (2013)

Harry Fletcher-Wood, Cognitive science and formative assessment in practice, Routledge, 2018

Pedro De Bruyckere, The ingredients for great teaching, Sage, 2018

Guillaume Malenfant-Robichaud, Inhibition et capacité à surmonter certaines conceptions alternatives en chimie, Mémoire, UQAM, 2018

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