Utiliser l'interrogation élaborée et l'auto-explication pour améliorer l'apprentissage des élèves

Les différentes stratégies d’élaboration que sont l’interrogation élaborée, l’auto-explication, le double codage et l’utilisation d’exemples concrets, sont des atouts pour favoriser l’apprentissage des élèves. 

Nous allons explorer les deux premières dans cet article. 

(Photographie : Florian Painke)

La notion d’élaboration

La définition du terme "élaboration" en psychologie cognitive est relativement large et correspond à l’action d’ajouter des informations en mémoire selon deux axes :

• Encourager l’organisation, la connexion et l’intégration de nouvelles connaissances avec les connaissances déjà acquises.
• Cela facilite la récupération des nouvelles connaissances ultérieurement. 
• Cela aide à mémoriser les nouvelles connaissances et à être capable de les distinguer des connaissances préalables. 
• Réfléchir sur les connaissances à un niveau plus profond, donner plus d’importance au sens. 
• Plus de liens pertinents sont crées à l'intérieur d'un schéma et entre schémas.
• Cela favorise la mémorisation à long terme de l’information, car le traitement est plus important et approfondi.

L’élaboration est une stratégie d'apprentissage génératif. L’élaboration doit nous faire prendre conscience d’une idée importante, celle que l’apprentissage est avant tout un processus de construction de connaissances. 

Elle se distingue d'une simple récupération de connaissances ou d'une applications basique de procédures déjà exercées précédemment. Elle amène l'élève à faire des liens entre ses différentes connaissances, à expliquer un processus ou un phénomène, ou à aborder des situations nouvelles (problèmes).

Il est de l’intérêt des enseignants pour stimuler l’apprentissage de leurs élèves, de leur donner régulièrement des opportunités de générer de nouvelles versions de ce qu’ils comprennent et connaissent déjà, et de les enrichir. Avec l'élaboration, nous aidons nos élèves à donner du sens à leurs connaissances en les amenant à les mobiliser dans de nouvelles situations.

Ce traitement les aide à renforcer les schémas cognitifs des élèves, ce qui facilitera des récupérations ultérieures, augmentera leur fluidité, leur interconnection, leur profondeur et leur disponibilité. Parallèlement, nous permettons également aux élèves d’identifier des faiblesses ou des incohérences dans leurs schémas et d'y remédier. 

La stratégie de l’interrogation élaborée

Les humains sont des créatures curieuses par nature, à l’écoute et à la recherche d’explications sur les phénomènes dont ils sont témoins, sur les observations qu’ils font du monde qui les entoure. Cette tendance gagne à être mise à profit pour promouvoir l’apprentissage. 

L'interrogation élaborée est une stratégies cognitive d'apprentissage dans laquelle un élèves qui a déjà acquis certaines nouvelles connaissances dans un nouveau domaine s'emploie à les structurer en créant des liens entre ces connaissances et avec des connaissances préalables. Pour le réaliser, il répond à des questions sur le comment et le pourquoi, et fait des analogies ou des comparaisons. 

La clé de l’interrogation élaborée est d’inciter les élèves à produire une explication pour un élément de connaissance explicitement énoncé. Par conséquent, elle intervient essentiellement à la suite d’un modelage et dans toutes les phases ultérieures d’un enseignement explicite. Stratégiquement, elle prend de plus en plus d'importance dans le cadre de la vérification de la compréhension et de l'évaluation formative au fur et à mesure que l'on progresse dans l'enseignement et l'apprentissage de nouveaux contenus. 

L’interrogation élaborée consiste à (se) poser des questions et essayer d’y répondre dans le cadre d’une matière enseignée. Les démarches se font au niveau de l’acte de ;

• La récupération de connaissances précédemment apprises
• La compréhension qui permet d'établir de nouveaux liens.

L’enjeu est de mieux comprendre pourquoi et quand ça fonctionne, comment les différents concepts, procédures et règles sont articulés entre eux et avec les connaissances préalables. L'interrogation élaborée est une stratégie d'apprentissage génératif dans la sens où elle permet le constructions de nouvelle connaissances sous forme de liens.

Les effets de l’interrogation élaborée sont souvent plus importants lorsque :

1. Les explications générées sont précises plutôt qu’imprécises, plus exactes qu'inexactes.
2. Lorsque les connaissances antérieures sont assimilées en profondeur plutôt que superficielles et incomplètes, ce qui permet de faciliter la création de liens significatifs.
3. Lorsque les élaborations sont autogénérées par l'élève plutôt que fournies par l'enseignant ou par un support de cours. C’est-à-dire que l’élève construit ses propres réponses plutôt qu’il les retrouve dans ses notes ou dans les interventions d’autres élèves ou de l’enseignant. 

Une étude remarquable sur les avantages de l’interrogation élaborée

Wood, Pressley et Winne (1990) ont réalisé une étude auprès d’élèves (âgés de 8 à 14 ans). 

Ils leur ont lu neuf histoires décrivant chacune la vie et les habitudes d’un animal, par exemple, la mouffette tachetée de l’Ouest, la baleine bleue, le manchot empereur, etc. : 

• Dans une condition de contrôle, les élèves ont simplement lu chaque histoire, qui exposait six informations sur l’animal. 
• Dans une condition d’interrogation élaborée, les élèves devaient fournir une explication pour chacune des six informations contenues dans l’histoire. Par exemple, l’une des informations était que la mouffette tachetée de l’Ouest élit domicile dans un terrier creusé dans le sol. Les élèves soumis à la condition d’interrogation élaborée devaient expliquer pourquoi cet animal vivait dans un terrier (par exemple, il le fait pour se protéger et protéger sa famille). 

Lors d’un test final, les élèves ont été évalués par rapport aux connaissances relatives aux animaux qu’ils avaient découverts par la lecture. Ils ont été invités à se rappeler le nom des animaux auxquels chaque élément de connaissance correspondait. 

Les élèves qui s’étaient livrés à une interrogation élaborée tout en étudiant ont pu relier davantage de connaissances aux animaux concernés que les élèves qui n’avaient fait que lire les documents. 

Mécanismes et processus liés l’interrogation élaborée

Quels mécanismes ?

Les questions élaborées inciteraient les apprenants à récupérer leurs connaissances antérieures et à produire des explications. 

Répondre aux questions pourrait favoriser le traitement organisationnel. Nous amenons les apprenants à remarquer les similitudes entre plusieurs termes ou concepts. Cela favoriserait très probablement l’encodage distinctif en demandant aux apprenants de trouver des réponses explicatives uniques qui rendent plus mémorables les éléments spécifiques. 

Les questions donnent aux apprenants l’occasion d’ajouter des détails et d’enrichir l’encodage du matériel qu’ils apprennent. 

Quelles questions pour quels objectifs ? 

Les questions à se poser dépendent en partie du sujet traité.

Dans le cadre d’un cours scientifique, ou de n’importe quel cours basé sur des savoirs intégrés, nous pouvons avoir des questions du type :

1. Comment cela fonctionne-t-il ? Une description d’un processus complet est alors attendue. Nous pouvons aussi avoir des questions plus partielles — dans ce cas une explication est attendue avec une mise en contexte de l’élément précité, — telles que : 
1. Comment fonctionne tel élément ? 
2. Quel est le rôle de tel élément ? 
3. Comment se passe telle étape ?
2. Pourquoi est-ce que cela se passe comme ça ? Une justification est attendue en lien avec les causes et conséquences.
3. Quelles sont les similarités et les différences entre ces ceux éléments ? (Par exemple en biologie comparer le système nerveux au système endocrinien, comparer une réaction acide-base à une réaction d’oxydoréduction en chimie, etc.) Cette piste revient à poser des questions qui demandent explicitement aux élèves de comparer différents concepts et différentes idées à l’intérieur du même domaine de matière. L’idée est ici de l’aider à se construire plus amplement ses capacités de discrimination. 

Ce sont des exemples de questions, beaucoup d’autres peuvent être posées. On renverra sur le sujet du questionnement socratique abordé ici.

Ce qui est important dans la détermination de ces questions c’est qu’elles doivent amener les élèves à expliquer les idées principales et à faire des connexions entre différentes idées. 

Chaque fois l’objectif est que l’élève, non seulement cite les éléments de connaissance attendus, mais surtout :

1. Qu’il les situe et les explique dans le contexte de la question
• Le but est de favoriser la conceptualisation et faire des allers-retours entre le concret de l’application et l’abstraction des concepts manipulés.
2. Qu’il apporte des éléments de justification. 
• L’enjeu est d’inciter l’élève à construire sa capacité de raisonnement dans le domaine considéré. Au plus la pensée est structurée, au plus les schémas cognitifs deviennent complexes, interconnectés, accessibles et résistants à l’oubli (voir article sur les schémas cognitifs).

Quels enjeux et quels avantages ? 

L’enjeu primaire est d’amener les élèves à faire des connexions entre anciennes et nouvelles connaissances, ce qui rend les éléments mémorisés plus faciles à récupérer par la suite. De même, cela évite le risque de confusions ultérieures.

Amener les élèves à utiliser ces stratégies augmente la profondeur et la durabilité de leurs apprentissages. À la fois pour de nouvelles connaissances qui approfondissent les anciennes et pour des connaissances qui vont devoir faire évoluer les conceptions antérieures.

Un avantage de cette technique est sa flexibilité. Elle peut être toute aussi bien réalisée seule sous forme de devoirs, ou par deux lors de partages par paires (voir article). Elle peut également se concevoir en petits groupes (selon les modalités de l’apprentissage coopératif) ou à l’échelle de la classe (lors de la vérification de la compréhension).

L’interrogation élaborée est surtout un outil majeur dans la dynamique de la vérification de la compréhension en enseignement explicite. Elle permet d’aller plus loin qu’une simple vérification ou qu’une simple restitution. Elle renforce la compréhension et la consolidation en mémoire de la matière considérée selon le principe de la pratique de récupération.

Les élèves vont être d’autant plus aidés par l’interrogation élaborée qu’ils possèdent déjà des connaissances sur la matière considérée en mémoire de travail. Le comment et le pourquoi sont alors particulièrement utiles pour approfondir la compréhension et améliorer la consolidation en cours d’apprentissage. De même, il ne présente pas d’intérêt au niveau des apprentissages de les interroger sur des connaissances qui n’ont pas encore été vues par l’enseignant.

Limitations propres à l’interrogation élaborée

Pour l’enseignant, il y a un enjeu à bien comprendre avec l’interrogation élaborée. Elle est beaucoup plus utile aux enseignants pour développer la compréhension des élèves que pour introduire un nouveau sujet. Cependant, elle est souvent un outil de choix pour introduire un sujet en pédagogie constructiviste. La faille de cette approche quand nous l’appliquons à l’enseignement est qu’elle ne prend pas en compte les spécificités de la mémoire de travail. Cette dernière peut être considérée comme un espace de stockage ou un processus de traitement conscient. La plupart des élèves ne pourront pas traiter d’emblée de nouvelles informations complexes.

La capacité à élaborer correctement dépend également de la qualité des connaissances antérieures liées aux nouvelles informations abordées. Si elle est basse, l’interrogation élaborée n’aide pas autant et elle est même susceptible de se révéler défavorable.

Une autre limitation est que son effet est lié à la qualité des réponses générées par les élèves. Il faut que celle-ci soit adéquate pour que la démarche soit profitable. Cependant, la recherche a montré que l’obtention de réponses même imparfaites pouvait toutefois être plus profitable que de ne pas du tout adopter la démarche.

L’interrogation élaborée est surtout pertinente pour développer la compréhension une fois les connaissances enseignées. En ce sens, les conclusions de la recherche vont dans le sens de l’utilisation qui en est faite dans le cadre de la vérification de la compréhension en enseignement explicite. Elles correspondent également aux démarches liées à l’évaluation formative. 

Liens entre métacognition et interrogation élaborée

Comme l’explique Arthur Shimamura dans son livre MARGE (2018), il est intéressant d’élaborer, mais il est également important d’évaluer sa compétence en apprentissage.

Savoir ce que nous savons est un processus que les psychologues nomment la métacognition :

• Il s’agit de surveiller ses propres processus d’apprentissage, par exemple en se demandant et en vérifiant si de nouvelles connaissances ont été réellement comprises.
• Il s’agit également de pouvoir décider s’il nous faut plus de temps pour étudier.

L’élaboration ou effet de génération est à la fois un moyen de renforcer l’apprentissage et un moyen de vérifier si les connaissances ont été apprises le matériel.

En effet, si un élève n’est pas capable de reformuler dans ses propres mots ce qu’il a précédemment appris, alors il lui sera plus sage de consacrer plus de temps à l’étude des contenus.

Favoriser l’interrogation élaborée chez nos élèves  

Une attitude systématique de l’enseignant permet à l’interrogation élaborée de devenir une habitude chez l’élève, une routine bénéfique. Cela peut passer par les actions suivantes :

1. Poser systématiquement des questions d’élaboration lors le la vérification de la compréhension plutôt que de simples questions de restitution ou d’application directe.
2. Inciter les élèves à faire des connexions entre leurs connaissances antérieures, leurs expériences personnelles et les nouveaux concepts à étudier, pour voir de quelle manière ils sont similaires et de quelle manière ils sont différents.
3. Introduire des questions d’élaboration à l’intérieur des notes de cours.
4. Énoncer les titres dans les supports de cours sous forme de questions d’élaboration
5. Présenter les objectifs d’apprentissage sous forme de questions d’élaboration. De cette manière, les élèves peuvent s’en servir directement pour leur élaboration.
6. Proposer aux élèves des questionnaires pour leur permettre de s’entrainer, éventuellement des exemples d’évaluations des années précédentes. 
7. Aider les élèves à concevoir des questions d’interrogation élaborée sur la matière en cours et vérifier la pertinence de ces questions. Leur fournir une rétroaction leur apprendra à utiliser cette technique de manière autonome. 
8. Dans tous les cas, vérifier que les réponses qu’apportent les élèves aux questions d’interrogation élaborée sont exactes et bien construites. 
9. Inciter les élèves à créer des flashcards avec toutes les questions pertinentes qu’ils rencontrent à travers le cours. 

Il est donc intéressant que l’enseignant prépare un ensemble de questions qu’il peut utiliser. Les objectifs pédagogiques en sont la meilleure source d’inspiration.

La structure narrative visuelle comme soutien à l’interrogation élaborée

(Source : Tom Sherrington)

Dans la plupart des matières, bon nombre de connaissances forment une structure narrative, une série d’événements, de processus, un ensemble de concepts ou d’éléments reliés par des rapports de cause à effet, d’opposition ou d’alternatives.

Nous pouvons explorer cette dimension pour faire de l’élaboration en tant que pratique de récupération. Nous pouvons par exemple donner à un élève un schéma non légendé comme celui-ci dessus sur le cycle de l’eau, ou lui donner une série de termes techniques en ordre alphabétique. Nous lui demandons alors d’adopter une structure narrative. Il s’agit de raconter une histoire, oralement ou par écrit qui explique les processus qu’illustre un schéma ou qui regroupe tous les termes techniques donnés dans un ordre précis.

L’enseignant vérifie alors la cohérence, la précision et le caractère complet ou non de l’élaboration proposée par l’élève. 

Les élèves sont alors amenés à adopter indépendamment des démarches élaborées : le quoi, le quand, le comment ou le pourquoi et d’ordonner, de structurer le tout dans une structure logique.

Avec ce genre d’exercices, les élèves sont confrontés à leurs illusions de connaissance éventuelles.

Engager nos élèves dans l’auto-explication

L’auto-explication a été plus spécifiquement étudiée dans le cadre des cours de mathématiques et de physique.

Elle implique le fait que les élèves essaient de s’expliquer à haute voix les étapes qu’ils appliquent lorsqu’ils résolvent un problème ou un exercice.

Elle est similaire au haut-parleur sur la pensée utilisée lors de l’étape de modelage en enseignement explicite. L’élève explicite maintenant toutes les étapes de sa pensée ce qui lui permet de débusquer toute zone d’ombre.

L’utilisation de cette pratique entraine une meilleure compréhension des concepts, en favorisant à la fois la compréhension ou simplement la mémorisation. Ce qui mène à de meilleurs résultats aux évaluations.

Trois autres applications voisines profitant de l’effet de l’auto-explication sont le fait de :

1. Suggérer aux élèves de s’entrainer en expliquant à voix haute leur matière comme s’ils devaient eux-mêmes l’enseigner. 
• C’est une bonne façon d’étudier, car pour être capable d’expliquer une matière comme si nous allions l’enseigner nécessite d’en avoir une bonne compréhension et une bonne connaissance. 
• Alors que beaucoup d’élèves avouent apprécier d’étudier en parlant à haute voix, nous avons ici une preuve de la pertinence de cette démarche lorsqu’elle sert à l’élaboration.
2. Le tutorat par les pairs est une manière d’enseigner qui consiste à utiliser les élèves comme co-enseignants. 
• Il a pour objectif, à travers leur coopération, de les amener à devenir progressivement leur propre enseignant, ainsi qu’à apprendre à contrôler et à autoréguler leurs apprentissages.
• Lorsqu’un élève explique à un autre élève, étape par étape, comment résoudre un exercice ou un problème, il est également dans l’auto-explication. Il en tire un bénéfice tout aussi important que l’élève qui reçoit l’explication. La collaboration entre élèves à l’intérieur de la classe trouve ici une preuve supplémentaire de son utilité.
3. Lorsque nous interrogeons un élève, il est utile de lui demander d’expliquer les démarches et les étapes par lesquelles il a abouti à cette réponse, dans son intérêt et dans celui du reste de la classe.

Mise à jour le 06/01/2023

Bibliographie

Dunlosky, J. et al., Improving Students’ Learning With Effective Learning Techniques: Promising Directions From Cognitive and Educational Psychology. Psychological Science in the Public Interest 14(1) 4–58 (2013)

Yana Weinstein, Megan Sumeracki, Understand how we learn, David Fulton, 2019.

Tom Sherrington, 10 Techniques for Retrieval Practice, 2019, https://teacherhead.com/2019/03/03/10-techniques-for-retrieval-practice/

Tom Sherrington, Rosenshine’s principles in action, John Catt, 2019

Arthur Shimamura, 2018, MARGE, A Whole-Brain Learning Approach for Students and Teachers

Jeffrey D. Karpicke and Garrett M. O’Day, Elements of Effective Learning, 2019, Chapter for M. J. Kahana & A. D. Wagner (Eds.), Oxford Handbook of Human Memory, Volume II: Applications. Oxford University Press.

Wood, E., Pressley, M., & Winne, P. H. (1990). Elaborative interrogation effects on children’s learning of factual content. Journal of Educational Psychology, 82(4), 741–748. doi:10.1037/0022-0663.82.4.741