Changement conceptuel : limites à l’hypothèse du conflit cognitif comme moteur de l’apprentissage

Selon le modèle théorique du constructivisme, l’apprenant construit ses connaissances par un processus actif. L’apprentissage nécessite une activité propre de l’apprenant qui se traduit par une réorganisation des connaissances dont le conflit cognitif est l’élément médiateur.

(Photographie : wombling)

Nous pouvons nous interroger sur la validité et les limites de ce modèle plus particulièrement sur le rôle du conflit cognitif. 

Le principe du conflit cognitif

Rencontrant de nouvelles informations, l’apprenant peut se retrouver confronté à des incohérences, des contradictions, des incompatibilités avec ses conceptions. Un conflit est mis en évidence avec son propre système de pensée et ses connaissances personnelles. C’est ce que nous appelons le conflit cognitif. La perturbation cognitive générée peut mener à la construction de nouvelles connaissances en remplacement des conceptions initiales.

Cette structure de connaissances modifiée deviendra compatible avec les informations nouvelles, initialement perturbantes. La cohérence est ainsi rétablie et le conflit cognitif est réglé. Un apprentissage a eu lieu à travers le processus.

Selon l’approche du socioconstructivisme, les interactions sociales viennent jouer un rôle primordial dans cette construction de connaissances. Cette perspective remet dès lors en question la légitimité des modèles pédagogiques se focalisant sur un apprentissage individuel. Le socioconstructivisme met en évidence l’enjeu des dimensions sociales dans la formation de compétences. L’accommodation de la structure de connaissances initiale aura plus de chance de se produire lorsqu’elle a lieu dans le cadre d’interactions sociales qui prennent la forme d’un conflit sociocognitif.

Dans la perspective du conflit sociocognitif, c’est la confrontation entre des avis divergents d’apprenants lors de l’interaction sociale qui permet la construction de nouvelles connaissances. Lorsque deux apprenants confrontent leurs avis divergents, c’est là que leurs progrès individuels deviendraient les plus notables : 

1. Dans le cadre d’interactions sociales, un apprenant est confronté à un point de vue sur un sujet donné qui n’est pas compatible avec le sien. Cela entraine chez lui un premier déséquilibre. 
2. L’apprenant est susceptible de prendre en considération le fait que d’autres positions sont possibles sur le sujet donné. C’est le phénomène de décentration cognitive.
3. Dans un troisième temps, l’apprenant s’engage dans un processus afin de tenir compte conjointement des deux points de vue. Il se trouve alors dans une situation de déséquilibre entre sa position personnelle remise en question et la proposition d’autrui.
4. La résolution cognitive du conflit se termine lorsque l’apprenant accepte la validité de l’une ou de l’autre position. 
5. La solution produite est normalement plus adaptée à la situation que la proposition antérieure de l’apprenant. Elle est le résultat d’une restructuration cognitive qui est le bénéfice du conflit et prend la forme d’un apprentissage. 

Implications du conflit cognitif pour l’enseignement

Selon l’hypothèse du conflit sociocognitif, les enseignants devraient élaborer des situations d’apprentissage qui permettent par des interactions sociales, prenant la forme d’une coopération, l’émergence d’un conflit sociocognitif. 

L’enseignant crée des conditions pour que ses élèves apprennent ensemble. Pour aboutir à cette finalité, il les forme à la coopération, les confronte à des mises en situation et favorise par là l’émergence d’un conflit sociocognitif.

L’efficacité des interactions et du cadre va être influencée positivement par le développement de certaines attitudes relationnelles et communicationnelles de la part des participants : empathie, bienveillance, écoute ou acceptation des erreurs et des désaccords. 

La situation proposée est elle-même très importante, car elle doit permettre de faire émerger le conflit cognitif et aboutir à sa résolution. Dans le cadre de celle-ci, les enseignants introduisent un conflit cognitif dans lequel les élèves sont confrontés à des observations qui falsifient des idées préexistantes afin de les forcer à effectuer ce changement conceptuel (Limon, 2001).

Apprentissages monotones ou non monotones et changement conceptuel

Apprentissages monotones ou non monotones

Dans le cadre du changement conceptuel, nous pouvons distinguer deux formes d’apprentissages : monotones ou non monotones. 

L’apprentissage qui apporte de nouvelles connaissances à la mémoire de l’apprenant avec peu ou pas de changement dans ses connaissances préalables est considéré comme monotone. La base de connaissances de l’apprenant s’accroît régulièrement, sans bouleversement de ses conceptions. De même, lorsque l’apprenant a peu de connaissances préalables dans le domaine concerné, l’apprentissage qui en découle est essentiellement monotone. 

Lorsque l’apprenant possède déjà un certain nombre de connaissances dans le domaine spécifique considéré, il devient plus probable dans certains domaines comme la psychologie ou les sciences, que plus, de nouvelles informations contredisent cette connaissance préalable. L’apprentissage peut alors impliquer des interactions compliquées entre les différents modèles.

Beaucoup de connaissances naïves existent dans différents domaines comme la physique, la biologie ou la psychologie. Lorsque l’apprenant doit passer outre ou rejeter ses connaissances antérieures naïves, sa base de connaissances se réduit tout en s’élargissant, de sorte que l’apprentissage est non monotone.

Certaines conceptions naïves doivent être inhibées pour laisser la place à d’autres conceptions scientifiques qui peuvent les contredire. Ce dernier type de changement cognitif est appelé généralement changement conceptuel. Il implique une prise de conscience de l’apprenant du changement en cours.

Ainsi les apprentissages non monotones impliquent un changement conceptuel chez l’apprenant qui est typiquement associé au risque de conceptions erronées. L’enseignant doit y être attentif l’enseignant lorsqu’il accompagne l’apprentissage de ses élèves dans un cadre d’enseignement adaptatif.

Théories du changement conceptuel

Il existe de multiples théories portant sur le changement conceptuel. Certaines vont se baser sur la connaissance en tant que théorie et fondement. C’est le cas de l’hypothèse générale du conflit cognitif. Il y a alors une transformation dans la façon dont les concepts sont reliés, définis ou appliqués.

D’autres théories vont considérer une coexistence des différentes conceptions qui sont mises en concurrence, l’une devenant privilégiée à l’autre dans un cadre de récupération ou d’élaboration. L’autre conception toujours présente en mémoire, coexiste, mais se trouve alors inhibée.

Dans le cadre de la théorie de la resubsumption, le changement conceptuel est vu comme un processus de reclassification ou de réinterprétation d’un concept en le reconsidérant dans un cadre conceptuel différent ou révisé. 

Par exemple, en physique, le passage du modèle géocentrique (où la Terre est le centre de l’univers) au modèle héliocentrique (où le Soleil est le centre) a nécessité une resubsumption. Le concept de mouvement planétaire a été replacé dans un nouveau cadre qui explique mieux les données observées et permet une compréhension plus précise du système solaire.

Lorsque les élèves rencontrent de nouvelles preuves qui contredisent leurs connaissances antérieures, ils peuvent avoir besoin de s’engager dans une resubsumption des concepts. Par exemple, un élève peut apprendre que les baleines sont des mammifères et non des poissons. Il doit alors reconsidérer le concept de baleines, qui passe d’un type de poisson à un type de mammifère. Il intègre cette nouvelle compréhension dans son cadre plus large de classification zoologique.

Le rôle de l'insatisfaction dans le changement conceptuel

Nous possédons de nombreuses connaissances intuitives et informelles sur notre environnement. Chaque ensemble de connaissance sur un domaine particulier peut ainsi être considéré comme une théorie. Par exemple les enfants vont se créer la théorie selon laquelle le soleil tourne autour de la terre ou sur le fait que les corps lourds tombent plus vite que les corps légers.

Le processus de changement conceptuel, de conceptions naïve vers des conceptions scientifiques partage par conséquent des caractéristiques structurelles avec le changement de théorie dans le domaine des sciences.

Les apprenants doivent être insatisfaits de leur conception actuelle avant d’être prêts à acquérir une nouvelle conception. L’insatisfaction est provoquée par une accumulation d’anomalies. Les anomalies sont des situations dans lesquelles la conception actuelle des apprenants ne conduit pas à des explications ou à des solutions de problèmes réussies. Alternativement, une conceptions scientifique qui leur est présentée permet de résoudre toutes ces anomalies.

Dès lors, le processus du changement conceptuel est déclenché par des résultats cognitifs négatifs : certaines prédictions ne fonctionnent plus.

Ces résultats cognitifs négatifs peuvent prendre différentes formes :

• Une contradiction directe observée
• Une réfutation par quelqu’un d’autre : par exemple défendue par un enseignant, un autre apprenant ou un texte de référene 
• L’incapacité à prédire ou expliquer avec succès un phénomène
• Un décalage entre des croyances actuelles et uneobservation directe
• Des attentes non satisfaites
• L’incapacité à résoudre un problème pertinent
• Etc.

En général, la difficulté à faire fonctionner une conception est la principale condition qui déclenche la recherche ou la construction d’une nouvelle conception. L'apprenant passe alors d'une théorie de la connaissances qui apparait insuffisante vers une nouvelle théorie de la connaissances qui offre des réponses satisfaisantes.

Dans ce cadre, l’hypothèse selon laquelle un changement cognitif non monotone est déclenché par un conflit cognitif est plausible :

Le principe de l’économie cognitive veut qu’une personne n’essaie pas de réparer une base de connaissances ou un système de croyances qui n’est pas brisé. Ce n’est qu’à ce moment là qu’il est rationnel de se construire une conception alternative : 

• Sans falsification ou contradiction, une personne manquerait vraisemblablement de motivation ou de raison pour changer ses conceptions.
• Le système cognitif ne remplacerait ses connaissances actuelles que si elles sont prouvées comme étant erronées.

Une forme de conflit cognitif apparait comme une condition préalable à un changement non monotone des conceptions. Dès lors, des gains d’apprentissage pourraient être renforcés en mettant délibérément en évidence un conflit cognitif, au lieu d’attendre qu'il se produise ou non, spontanément.

Pour transformer une conceptions erronées, il faut la mobiliser, l'activer et la déconstruire.

• L’enseignant peut faire prendre conscience à l’élève que sa conception actuelle est erronée ou incorrecte, soit par une mise en situation ou soit par un texte de réfutation.
• L’enseignant peut également démontrer que la conception antérieure ne tient pas compte des preuves pertinentes ou ne permet pas de prédire le résultat d’une expérience dans des conditions de laboratoire. Par exemple un enseignant peut utiliser une vidé montrant la chute de différents objet de formes ou de poids différents, dans un récipient ou on a fait le vide,  
• L'enseignant peut mobiliser des animations et des simulations pour aider à visualiser la conceptions nouvelles. Par exemple un enseignant peut utiliser une animation modélisant la rotation de la terre ou sa révolution autour du soleil. 

Un changement conceptuel en présence ou en absence de conflit cognitif

La principale conclusion des recherches qui ont tenté d’introduire un conflit cognitif pour améliorer l’apprentissage est que les conceptions erronées sont très résistantes au changement.

Ces conclusions sont à mettre en parallèle avec certaines recherches en neurosciences sur l’inhibition :

• Voir article : Importance des connaissances préalables et des préconceptions pour l’enseignement

Comme le précise Limon (2001), bien que dans certains cas, l’induction d’un conflit cognitif produise des bénéfices positifs, ces bénéfices sont généralement plus faibles que ce qui était attendu ou souhaité :

• Dans la majorité des études, il n’y a pas de bénéfice mesurable de l’intervention en cas de conflit cognitif.
• Le résultat le plus remarquable des études utilisant la stratégie de conflit cognitif est le manque d’efficacité des élèves pour parvenir à une forte restructuration de leurs connaissances, par conséquent, à une compréhension approfondie des nouvelles informations.

D’autres recherches ultérieures vont dans le même sens. Bien que les interventions cognitives de conflit cognitif puissent fonctionner dans certains scénarios d’apprentissage comme le promeut le constructivisme, les effets de ces interventions sont généralement faibles. Les effets sont meilleurs avec d’autres types d’enseignement plus guidés et plus directifs comme l’enseignement explicite.

Des recherches particulièrement intéressantes ont été menées par Jared T. Ramsburg et Stellan Ohlsson (2016) sur le sujet. Ils ont voulu vérifier l’hypothèse du conflit cognitif selon laquelle l’information qui contredit directement une conception antérieure est l’une des conditions préalables au changement conceptuel et à d’autres formes d’apprentissage non monotone.

Leurs recherches n’ont abouti qu’à de faibles résultats, et ce malgré des scénarios d’apprentissage incluant une situation de conflit cognitif.

Par contre, ils sont arrivés à des résultats signifiants à partir d’une hypothèse alternative. Ils ont démontré l’existence d’un changement de catégorie non monotone en l’absence de toute information contradictoire ou falsifiante, dans un paradigme d’apprentissage par catégorie appelé recatégorisation.  

Les implications de leurs résultats sont claires :

• La falsification directe n’est pas nécessaire pour l’apprentissage non monotone.
• L’utilisation du paradigme du conflit cognitif pourrait ralentir le processus.

Ils concluent que si leurs résultats s’étendent à des scénarios d’apprentissage plus complexes, les théories du changement conceptuel doivent inclure des processus cognitifs qui prédisent le changement même en l’absence de conflit cognitif ou de contradiction. 

L’absence relative d’effet de ces conflits dans un large éventail d’études falsifie l’hypothèse du conflit cognitif comme condition nécessaire à l’apprentissage. La difficulté du changement conceptuel doit résider ailleurs que dans le conflit, ou l’absence de conflit, entre les idées fausses et les sujets normativement corrects, contrairement à ce qu’avance le constructivisme. 

Mis à jour le 28/02/2024

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.