dimanche 18 juillet 2021

Changement conceptuel : la théorie de la résubsumption

Les recherches qui ont porté sur une validation empirique de l’hypothèse générale du conflit cognitif propre au constructivisme n’ont pas pu montrer de bénéfices substantiels en matière d’apprentissage lié. Cela suggère la nécessité d’une hypothèse alternative.

(Photographie : smalltownghosts)



Le fait de considérer les connaissances comme un modèle cohérent sur lequel se heurtent et se confrontent des conceptions nouvelles à la manière de l’évolution des théories scientifiques présente des limites. Ce n’est peut-être pas la meilleure approche pour l’apprentissage.

Il existe une autre visée perspective sur le changement conceptuel. Elle ne considère pas non plus les connaissances comme formant un modèle cohérent, structuré et intégré, mais plutôt un ensemble d’éléments reliés.



Processus cognitifs et éléments de connaissance


Le principe est de ne plus considérer les connaissances comme formant un modèle intégré testé comme une entité dans le cadre de situations nouvelles d’enseignement. 

L’intérêt se porte plutôt sur les mécanismes des processus cognitifs. Ceux-ci pourraient se dérouler pareillement en présence ou en absence de conflit cognitif. 

Dans cette perspective, la connaissance est conceptualisée comme un ensemble peu organisé d’éléments individuels. Ces éléments sont parfois appelés primitives phénoménologiques, ou p-prims.

Au cours de l’apprentissage, les p-prims subissent des modifications et des révisions progressives. Au fur et à mesure, l’ensemble de la collection d’un individu évolue vers un chevauchement et une plus grande similitude avec le modèle normativement correct. Dans ce type de théorie, le conflit cognitif jouera tout au plus un rôle mineur. 

Le défi théorique est de comprendre comment de multiples révisions mineures d’éléments de connaissance que possède un individu peuvent aboutir à un apprentissage non monotone. 

Comment de nombreux petits pas peuvent-ils amener une personne à passer d’une conception telle que le fait de penser que la Terre est plate, à une conception contradictoire, celle de considérer que la Terre est sphérique ? 




Théorie de la résubsumption


Stellan Ohlsson a énoncé la théorie de la résubsumption comme réponse à ce défi théorique.

En français, le verbe subsumer signifie selon le CNRTL « penser le particulier sous le général (un individu sous une espèce, une espèce sous un genre) ; considérer un fait comme compris sous une loi. »

L’enjeu de la théorie de la résubsumption est d’expliquer comment un changement cognitif non monotone peut se produire en l’absence d’un conflit cognitif. 

Une idée centrale de cette théorie est similaire au changement de catégorie ontologique développé dans une série d’articles par Micheline Chi et ses collègues.

Un objet, un événement ou un phénomène subsumé sous un concept, un schéma ou une théorie (informelle) donnés peut être compris différemment en étant assimilé ou subsumé sous un concept, un schéma ou une théorie (informelle) autres.

La théorie de la résubsumption situe les changements cognitifs de ce type dans un contexte de traitement plus large qui contient plusieurs autres composants et principes clés.

Première idée : les êtres humains sont des apprenants omniprésents.

  • Nous encodons en permanence les contenus de communications ou d’expériences.
  • Nous élaborons progressivement des concepts, des schémas ou des théories pour donner un sens au monde qui nous entoure. 
  • Ce processus d’encodage omniprésent est typiquement monotone :
    • Les concepts, schémas et théories informels générés sont normalement cohérents les uns avec les autres. 
    • Ils sont normalement activés pour soutenir le traitement cognitif dans les domaines qui les ont engendrés. 

Deuxième idée : les concepts, schémas et théories qui sont construits pour donner un sens à un domaine d’expérience ou de discours peuvent s’appliquer également dans une certaine mesure à un autre domaine. Cela reste vrai même si l’apprenant n’a pas considéré cet autre domaine au moment où les structures de connaissances ont été construites. 

  • Par exemple, le principe de la sélection naturelle, une fois découvert dans le contexte de la biologie évolutive, pourrait s’avérer applicable aux marchés économiques, au système immunitaire humain ou à d’autres systèmes. 
  • La possibilité d’applications multiples et imprévues des structures de connaissances créées dans un domaine à d’autres domaines crée la possibilité qu’une personne se retrouve capable de penser à un domaine de deux manières différentes. 
  • Les deux concepts, schémas ou théories informelles, s’appliquent tous deux à un seul et même domaine. Dès lors, ils sont susceptibles d’être activés en parallèle et d’entrer en concurrence pour le contrôle de l’action ou du discours relatifs à ce domaine. 
  • La compétition de réponses est susceptible d’être résolue par l’accumulation de preuves qu’une structure de connaissances ou un mode de pensée a une plus grande utilité cognitive que l’autre. Dans ce cas, elle conduit plus souvent à des solutions de problèmes réussies, à des réponses correctes, à des arguments convaincants, à la réalisation effective d’objectifs, à des prédictions correctes, etc. 
  • Avec le temps, la conception alternative peut s’avérer avoir une utilité cognitive toujours plus élevée que la conception originale, et elle devient la façon normale de penser de la personne dans le domaine concerné. 

Dans le cadre de la théorie de la résubsumption, le passage à une conception différente est principalement motivé par les avantages et les forces de la nouvelle conception. Il ne l’est pas par les problèmes ou les faiblesses de la conception précédente. L’insatisfaction de l’apprenant par rapport à une conception antérieure est remplacée dans ce compte par sa satisfaction par rapport au compte alternatif. Le changement conceptuel s’apparente plus à la réponse à une opportunité qu’à la réparation d’une chaise cassée. 




Spécificités et particularités de la théorie de la résubsumption


La théorie de la résubsumption présente des différences et des similitudes avec les perspectives de la connaissance en tant que théorie (telle l’hypothèse du conflit cognitif) et de la connaissance en tant qu’éléments.

Selon la théorie de la résubsumption, les représentations de la connaissance sont abstraites. Elles ne sont pas liées au domaine dans lequel elles ont été créées, mais peuvent être articulées par rapport à des phénomènes concrets provenant de différents domaines. 

Les processus cognitifs de base postulés par la théorie de la résubsumption ne sont pas nécessairement logiques :

  • Les règles d’inférence sont remplacées par un simple encodage en mémoire. 
  • La récupération de l’information dans son contexte s’étend à de la diffusion dans d’autres contextes.
  • La compétition de réponses est basée sur l’utilité cognitive et non sur la preuve de la véracité.

S’il y a un conflit cognitif dans le cadre de la théorie de la résubsumption il est de nature différente. Il ne joue pas le même rôle dans la théorie de la résubsumption que dans la vision de la connaissance en tant que théorie (hypothèse du conflit cognitif) :

  • Les conflits ne sont pas des contradictions logiques, mais des compétitions entre les structures de connaissances pour la possibilité de s’appliquer.
  • L’insatisfaction par rapport à la conception préalable d’un domaine ne joue aucun rôle. 
  • Le passage à une théorie alternative pour un domaine est motivé par les forces et les succès de la théorie alternative. Il ne l’est pas par les insatisfactions ou les résultats problématiques associés à la conception antérieure du domaine par la personne.

Selon la théorie de la résubsumption, les conflits cognitifs ne seraient pas, après tout, nécessaires au changement conceptuel. 




Poser la question de la validité de la théorie de la résubsumption 


La théorie de la résubsumption est proposée comme une alternative à l’hypothèse générale du conflit cognitif. 

Nous l’avons vu dans un précédent article, la mise en scène du conflit cognitif en classe telle que promue par une approche constructiviste, ne conduit qu’à des résultats d’apprentissage faibles dans le cadre des recherches effectuées.

Cependant, le succès de l’apprentissage d’une matière réelle dans des scénarios d’enseignement réels dépend de multiples facteurs : 

  • La motivation
  • Les connaissances préalabmes
  • Les stratégies d’apprentissage
  • Les croyances épistémologiques
  • Les attitudes
  • Les stratégies des enseignants
  • La formation des enseignants
  • Etc. 

Aucun de ces facteurs n’est suffisant en soi pour garantir la réussite de l’apprentissage, mais l’apprentissage sera faible si l’un d’entre eux est absent ou n’est pas mis en œuvre de manière satisfaisante. 

Partons de l’idée que l’apprentissage faible est dû à un autre facteur que l’absence de conflit cognitif. Dès lors, il ne faut pas s’attendre à ce que l’ajout d’une intervention conflictuelle tout en maintenant constant le reste du scénario d’apprentissage améliore l’apprentissage. 

Le problème des déterminants multiples des résultats d’apprentissage est d’autant plus difficile à résoudre que le scénario d’apprentissage est complexe, ce qui rend certaines études en classe difficiles à interpréter bien qu’écologiquement valables. 

Le problème des facteurs multiples est rendu encore plus insoluble lorsque les chercheurs choisissent d’étudier des scénarios d’apprentissage dans lesquels l’apprentissage est reconnu pour être généralement faible ou infructueux.

Supposons que le conflit cognitif soit en fait nécessaire pour un changement conceptuel. Alors l’absence de conflit prédit un apprentissage faible ou inexistant. 

Mais si un autre facteur dans le scénario d’apprentissage pertinent est également infidèle, alors l’apprentissage faible a deux causes. Dans ce cas, il est peu probable que l’ajout d’une intervention en cas de conflit améliore l’apprentissage. 

Nous ne pourrions alors ni valider ni invalider l’intervention d’ajout d’un conflit cognitif.

La manière d’éviter ces problèmes est d’étudier des situations simples dans lesquelles il y a moins de facteurs qui déterminent le résultat. De plus, ces facteurs peuvent être identifiés, mesurés ou contrôlés. 

L’idée est de partir d’une situation ou l’apprentissage par le conflit cognitif est réussi. La question est alors de savoir ce qui se passe lorsque le conflit cognitif est supprimé de la séquence d’enseignement, ce qui correspondrait à une situation du type de celles décrites par la théorie de la résubsumption.

Un autre défi est de s’assurer avec certitude de l’existence du conflit cognitif ou de son absence chez les apprenants.

Si l’apprentissage est considérablement ralenti ou moins précis, nous pouvons conclure que l’absence de conflit cognitif doit en être la cause, de sorte que le conflit est nécessaire après tout. 

Si l’apprentissage n’est pas affecté, nous pouvons conclure que le conflit n’est pas une condition nécessaire à un apprentissage réussi. 

Si l’apprentissage est ralenti en présence du conflit cognitif, nous pourrions en conclure qu’il n’est pas nécessaire, mais contre-productif.




L’inhibition et la persistance des conceptions antérieures


La recherche sur l’inhibition a mis en évidence que les conceptions antérieures ne disparaissent pas de la mémoire, même lorsque l’apprentissage est réussi. 

Les études sur le temps de réaction montrent que les idées fausses peuvent continuer à influencer le traitement cognitif, même chez les adultes et les experts. Cette conclusion implique que le processus clé engagé par un élément d’évaluation des connaissances après le test est la concurrence des réponses.

Une question ou un problème est susceptible d’activer à la fois la conception antérieure et la conception nouvellement acquise. La conception qui contrôle la réponse de l’élève est une question de force relative des chemins de recherche pertinents. 

Une conception bien ancrée est susceptible d’avoir une activation accrue sur une longue période. Une conception nouvellement apprise n’a pas de tels antécédents. Il faut s’attendre à ce que la conception antérieure l’emporte, au moins parfois, ce qui entraîne une réponse fausse qui donne l’impression que l’apprentissage a échoué ou n’a eu qu’un faible effet. 

Des idées fausses profondément ancrées dans la vie quotidienne peuvent dominer les réponses ultérieures, même lorsque la conception la plus correcte a en fait été encodée avec succès dans la mémoire. 

Ce processus impose une autre limitation à l’évaluation de la théorie de la résubsumption. Une réponse à cette difficulté consiste à étudier l’apprentissage de sujets qui ne sont pas profondément ancrés dans la vie réelle. 

Cependant, la conception erronée préalable doit être présente. Le désapprentissage doit précéder le réapprentissage. La dépendance à l’égard de la conception précédente devrait diminuer de manière significative avant que la dépendance à l’égard de la nouvelle conception ne commence à augmenter. 




Expériences de Ramsburg et Ohlsson (2016)


Ramsburg et Ohlsson (2016) se sont employés dans trois études expérimentales à démontrer la réalité psychologique d’un apprentissage non monotone réussi en l’absence d’informations falsifiées ou contradictoires. 

Étapes du scénario :

  1. Les participants apprennent à catégoriser un nouvel ensemble de stimuli par la procédure standard utilisée dans les expériences de catégorisation. Les participants regardent un membre potentiel de la catégorie. Ils déterminent s’il s’agit d’un membre ou non. Ils reçoivent un retour sur leur jugement et passent à la détermination suivante. Le processus se poursuit jusqu’à ce que l’apprenant passe un certain critère de maîtrise. C’est l’apprentissage initial.
  2. Après la phase d’apprentissage initial, la définition de la catégorie a été modifiée. Les participants n’ont pas été informés de ce changement et la procédure expérimentale n’a pas été interrompue. Pour continuer à classer correctement, l’apprenant doit désapprendre la définition initiale de la catégorie. Il change sa définition de la catégorie. Par conséquent, il doit maintenant commencer à classer les stimuli pertinents d’une manière qui contredit la catégorie initialement apprise. 

Pendant l’apprentissage de la cible, les participants ont été exposés à l’une des deux conditions de feedback suivante :

  • Les participants dans la condition complète ont continué de la même manière que lors de l’apprentissage initial. C’est-à-dire qu’ils ont vu à la fois des membres et des non-membres de la catégorie cible. Ils  ont reçu à la fois un feedback de confirmation (lorsqu’ils ont catégorisé correctement) et un feedback de falsification directe (lorsqu’ils ont catégorisé incorrectement).
  • Les participants de la deuxième condition, celle de la confirmation uniquement, ont reçu des membres modifiés de telle sorte que la catégorie initiale ne pouvait pas être directement falsifiée. Des éléments supprimés contenaient l’information cruciale sur l’appartenance à une catégorie selon la définition initiale, mais pas la nouvelle définition. Les participants de ce groupe n’ont donc pas rencontré d’informations leur permettant de falsifier leur catégorie initiale, mais ils ont par ailleurs reçu les mêmes informations que les participants de la condition complète. 


La question était de savoir ce qui se passe lorsque nous supprimons la possibilité de falsification. 

Si la falsification de l’information est essentielle, les participants dans la première condition devraient apprendre plus rapidement, plus précisément, ou les deux, que ceux dans la seconde condition. 




Résultats


Ramsburg et Ohlsson (2016) n’ont trouvé aucun effet mesurable de l’accès à la falsification d’informations dans le taux et la qualité du changement de catégorie non monotone dans les trois expériences. 

Ils n’ont trouvé aucune preuve, dans le cadre de trois expériences, que les possibilités de falsifier directement une définition de catégorie facilitaient systématiquement la capacité des participants à apprendre une nouvelle définition de cette catégorie. 

Ils ont établi que des informations contradictoires générant un conflit cognitif, ne sont pas une condition préalable à l’apprentissage dans un scénario d’apprentissage par catégorie qui implique une recatégorisation.

La suppression de tout conflit cognitif direct dans la séquence d’enseignement n’a pas entravé l’apprentissage de la catégorie cible. Ces résultats suggèrent fortement que le conflit cognitif n’était pas une condition préalable à l’acquisition réussie de la catégorie cible. 

Les chercheurs ont également observé l’effet attendu de la recatégorisation. L’état final des connaissances des participants comprenait des traces des définitions de la catégorie initiale et de la catégorie cible. 

En conclusion, ces résultats suggèrent que les apprenants peuvent adopter une nouvelle conception avec ou sans conflit cognitif.

Ils illustrent un cas de changement de catégorie non monotone réussi en l’absence de falsification ou de contradiction directe d’une catégorie antérieure. 

Ces résultats sont donc cohérents avec les études en classe qui ont trouvé des effets faibles ou inexistants des interventions incluant un conflit cognitif.

Ces conclusions peuvent avoir des implications pratiques en matière d’éducation. Éviter le conflit cognitif direct, mais offrir des possibilités d’apprentissage inductif pourrait favoriser le développement d’une conception correcte plus facilement qu’en démarrant par un conflit cognitif. Ainsi, les enseignants pourraient essayer d’introduire la nouvelle conception sans attirer l’attention sur la conception incorrecte. 

Pour commencer, la nouvelle conception est développée le temps que nécessite sa complexité. Les enseignants peuvent alors utiliser des tâches qui offrent aux apprenants la possibilité d’appliquer l’utilité du concept dans un cadre qui, autrement, aurait automatiquement abouti à l’application de la conception naïve. 

Nous évitons un conflit cognitif direct, mais en nous offrons la possibilité de renforcer l’utilité d’une conception scientifique. Dès lors, l’apprenant pourrait être plus disposé à accepter et à appliquer la conception correcte lorsqu’il est finalement confronté à un choix entre la conception correcte et sa conceptions antérieure naïve et erronée.




Bibliographie


Limon, M. (2001) On the cognitive conflict as an instructional strategy for conceptual change: A critical appraisal. Learning and Instruction, 11 (4—-5): 357-80.

Ramsburg, J. T. and Ohlsson, S. (2016) Category change in the absence of cognitive conflict. Journal of Educational Psychology, 108 (1): 98.

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