mercredi 6 octobre 2021

Cartes conceptuelles et apprentissage significatif

Une carte conceptuelle est une représentation graphique d’un domaine de connaissances dans laquelle des liens sémantiques sont établis entre des concepts. 

Une carte conceptuelle est un schéma ou un graphique qui représente visuellement des connaissances sous forme de relations entre des concepts. 

(Photographie : littlestar8492)




La plupart des cartes conceptuelles représentent des concepts sous forme de cases ou de cercles. Ces concepts sont structurés de façon hiérarchique. Ils sont reliés entre eux par des lignes ou des flèches. Celles-ci sont accompagnées de mots de liaison qui expliquent les liens entre les concepts.




Origine 


Les cartes conceptuelles ont été développées en 1972 dans le cadre du programme de recherche de Joseph D. Novak à la Cornell University. Elles sont nées dans le sillage de recherches sur les mécanismes liés aux changements dans les connaissances scientifiques des enfants. Ces recherches étaient inscrites dans le cadre de la psychologie de l’apprentissage de David Ausubel.

L’idée fondamentale de la psychologie cognitive d’Ausubel est que l’apprentissage se fait par l’assimilation de nouveaux concepts et la création de liens dans le cadre des connaissances préalables de l’apprenant. 

L’idée de représenter les connaissances sous la forme d’une carte conceptuelle est née de la nécessité de trouver un meilleur moyen de représenter la compréhension des enfants. C’est ainsi qu’est né un nouvel outil destiné au départ seulement à la recherche, mais qui s’est étendu à de nombreuses autres utilisations.




Caractéristiques


Les cartes conceptuelles sont des outils graphiques permettant d’organiser et de représenter les connaissances. Elles peuvent se rapporter à une situation, à un domaine de connaissances ou à un événement que nous essayons de comprendre.

Les cartes conceptuelles ont des caractéristiques spécifiques qui les différencient des autres outils graphiques. Elles comprennent divers éléments constitutifs typiques :

Des concepts :

  • Les concepts sont généralement représentés dans des cercles ou des cases d’un certain type.
  • Le concept est une régularité perçue dans des événements ou des objets, ou une collection de ceux-ci.
  • Le concept est désigné par un terme ou un symbole.


Des mots de liaison :

  • Les mots de liaison se trouvent sur les lignes reliant les concepts entre eux.
  • Ils spécifient la relation entre deux concepts. 
  • Ils sont aussi concis que possible et contiennent généralement un verbe. 


Des propositions

  • Les propositions sont des formulations sémantiques composées de deux concepts ou plus, reliées par des mots de liaison. 
  • Les concepts et les mots de liaison sont les bases de la création de connaissances dans un domaine. 


Une structure hiérarchique

  • Une carte conceptuelle se lit de haut en bas.
  • Les concepts les plus généraux et ouverts sont placés en haut de la carte conceptuelle.
  • Les concepts les plus spécifiques et précis sont placés en dessous, de façon hiérarchique. 
  • La structure hiérarchique d’un domaine particulier de connaissances dépend également du contexte dans lequel ces connaissances sont appliquées ou considérées. 


Une question centrale

  • Au sein de la structure hiérarchique, la question centrale doit être placée tout en haut de la carte conceptuelle.
  • Elle sert de référence et définit le problème que la carte conceptuelle entend résoudre


Le parking

  • Dans le cadre de la conception d’une carte conceptuelle, le parking représente une liste temporaire identifiant les concepts clés destinés à être inclus. 
  • Les concepts sont retirés du parking et incorporés au fur et à mesure dans la carte conceptuelle 


Des liens transversaux

  • Les liens transversaux sont des relations entre des concepts déjà inclus dans la carte conceptuelle.
  • Les liens transversaux nous aident à voir comment un concept dans un domaine de connaissance représenté sur la carte est lié à un concept dans un autre domaine représenté sur la carte. 


La figure 1 montre un exemple de carte conceptuelle qui décrit la structure des cartes conceptuelles et illustre les caractéristiques ci-dessus. 




Avantages de la carte conceptuelle


Une carte permet de :

  • Faciliter la compréhension grâce à un format à la fois visuel et textuel
  • Rendre explicites et clairs les liens entre des concepts
  • Offrir une vue globale, organisée et synthétique d’un domaine spécifique de connaissances
  • Intégrer les concepts nouveaux et les connaissances préalables 
  • Favoriser la compréhension de nouveaux concepts et de leurs liens
  • Communiquer clairement des idées complexes
  • Récupérer un ensemble de connaissances
  • Vérifier l’apprentissage




Nature des apprentissages.


Notre cerveau traite et stocke plus que des concepts et des propositions. Il a une capacité nettement plus développée de se souvenir des images, même s’il en oublie rapidement certains détails. Les visages par exemple sont particulièrement mémorables. 

Cette capacité a ses limites comme l’ont montré Nickerson et Adams (1979). Par exemple, nous regardons des pièces de monnaie avec une fréquence relativement somme toute élevée depuis des années. Il est intéressant de noter que les sujets à qui les chercheurs ont demandé de dessiner une pièce de monnaie ont omis plus de la moitié des caractéristiques ou les ont situées au mauvais endroit.

La capacité de l’homme à se souvenir des sons est également remarquable. Un musicien peut être capable de jouer des centaines de chansons sans lire la moindre partition. Nous sommes de même capables de reconnaître de multiples morceaux de musique sans jamais avoir dû faire un effort particulier de mémorisation pour y arriver. Là encore, nous avons affaire à des souvenirs qui ne sont pas codés sous forme de concepts ou de propositions. 




Fondements psychologiques des cartes conceptuelles


De multiples concepts sont déjà acquis par les enfants entre la naissance et l’âge de trois ans. Au fur et à mesure de leur développement, ils reconnaissent des régularités dans le monde qui les entoure. Ils commencent à identifier des termes ou des symboles linguistiques pour ces régularités (Macnamara, 1982). 

Cet apprentissage précoce des concepts est avant tout un processus d’apprentissage par la découverte, où l’individu discerne des modèles ou des régularités dans des événements ou des objets. Il les reconnaît comme étant les mêmes régularités étiquetées par des personnes plus âgées avec des mots ou des symboles. Il s’agit d’une capacité phénoménale qui fait partie de l’héritage évolutif humain. 

Après l’âge de 3 ans, l’apprentissage de nouveaux concepts et propositions est fortement médiatisé par le langage. Il s’effectue principalement par un processus d’apprentissage par réception ou imitation avec ajustements. De nouvelles significations sont obtenues en posant des questions et en obtenant des éclaircissements sur les relations entre des concepts et propositions connus et de nouveaux concepts et propositions. 

Ausubel fait deux distinctions indépendantes :

  • •Une première disitnction existe entre les processus d’apprentissage :
    • Dans un apprentissage par la découverte, les attributs des concepts sont identifiés de manière autonome par l’apprenant. 
    • Dans un processus d’apprentissage guidé par l’enseignant, les attributs des concepts sont décrits à l’aide du langage et transmis à l’apprenant.
  • Une seconde se produit entre :
    • L’apprentissage par cœur (arbitraire)
    • L’apprentissage significatif. 




L’apprentissage significatif répond à quatre conditions :


L’apprenant doit posséder les connaissances antérieures pertinentes nécessaires à la compréhension et à l’établissement des nouveaux apprentissages. 

Les contenus enseignés sont clairs et synthétiques :

  • La matière à apprendre doit être claire sur le plan conceptuel. Elle est présentée avec un langage et des exemples en rapport avec les connaissances antérieures de l’apprenant. 
  • Les cartes conceptuelles apportent une contribution utile dans le sens où : 
    • Elles identifient les grands concepts généraux avant d’aborder des concepts plus spécifiques
    • Elles contribuent à l’enchaînement des tâches d’apprentissage par le biais de connaissances progressivement plus intégrées qui peuvent être ancrées dans des cadres conceptuels en cours d’adaptation et de développement. 

L’apprenant doit choisir d’apprendre de manière significative. 

  • La seule condition sur laquelle l’enseignant ou le mentor n’a qu’un contrôle indirect est la motivation des élèves. Les élèves posent le choix d’apprendre en essayant d’incorporer de nouvelles significations à leurs connaissances antérieures, plutôt que de simplement mémoriser par cœur des connaissances isolées. 
  • Le contrôle indirect sur ce choix se situe principalement dans les stratégies pédagogiques utilisées et les stratégies d’évaluation utilisées.
    • Les stratégies pédagogiques qui mettent l’accent sur l’établissement de liens entre les nouvelles connaissances et les connaissances existantes de l’apprenant favorisent un apprentissage significatif. 
    • Les stratégies d’évaluation qui encouragent les apprenants à faire le lien entre les idées qu’ils possèdent et les nouvelles idées favorisent également un apprentissage significatif. 


L’apprenant est interrogé de manière à stimuler un apprentissage significatif

  • Les questions à réponses courtes sur basées sur une récupération de connaissances ou sur le rappel textuel de définitions ou de descriptions spécifiques, exigent rarement plus qu’un apprentissage par cœur. Elles sont utiles au début d’un processus d’apprentissage.
  • Cependant, si le questionnement s’arrête à ce niveau, il peut ne pas soutenir le développement d’un apprentissage significatif qui demande d’assimiler les connaissances dans des cadres existants. 
  • Un questionnement efficace doit rapidement amener l’élève à s’engager dans un traitement élaboratif ou génératif. Celui-ci lui demande de manipuler, d’appliquer, de traiter et d’organiser les nouvelles connaissances avec ses connaissances préalables.




Distinction entre apprentissage par cœur et apprentissage significatif


Dans l’ensemble, il est important de reconnaître que les individus varient dans la quantité et la qualité des connaissances pertinentes qu’ils possèdent. Ils se différencient également par leur intérêt et l’étendue de leur motivation à chercher des moyens d’intégrer de nouvelles connaissances à leurs connaissances préalables.  

Pour ces raisons, la distinction entre le par cœur et le sens n’est pas une simple dichotomie, mais peut être sur comme un continuum. 

Nous avons tendance à assimile parfois de manière erronée l’apprentissage par cœur et l’apprentissage significatif avec des approches pédagogiques qui peuvent varier sur un continuum. Celui-ci va de l’enseignement magistral en passant par l’instruction directe, l’enseignement explicite ou la découverte guidée, jusqu’à des approches socioconstructivistes de découverte autonome où les élèves perçoivent les régularités et construisent leurs propres concepts. 

Les méthodes d’enseignement par instruction directe et par découverte peuvent autant l’une que l’autre conduire à un apprentissage par cœur ou à un apprentissage très significatif, selon la disposition de l’apprenant et l’organisation des contenus et des activités pédagogiques. 

Il existe une notion erronée selon laquelle le fait de mettre les élèves dans une démarche de projet ou d’apprentissage actif centré sur eux garantit un apprentissage significatif. En réalité, lorsque les élèves ne possèdent pas au moins une compréhension conceptuelle rudimentaire du phénomène qu’ils étudient, l’activité risque de n’apporter que peu ou pas de connaissances pertinentes. Elle risque de n’être qu’une simple exécution qui n’établie que des conaissances superficielles.




Cartes conceptuelles et mémoire de travail


La mémoire de travail est le système le plus critique pour l’incorporation des connaissances dans la mémoire à long terme. Les relations entre deux ou trois concepts nouveaux sont à la limite de sa capacité de traitement.

Le stockage et la récupération des informations apprises par cœur a toujours lieu dans la mémoire à long terme, tout comme pour les informations apprises de manière significative. La différence est que dans l’apprentissage par cœur, il y a peu ou pas d’intégration de nouvelles connaissances avec les connaissances existantes, ce qui entraîne deux conséquences négatives :

  • Premièrement, les connaissances apprises par cœur ont tendance à être rapidement oubliées, à moins d’être régulièrement répétées et récupérées. 
  • Deuxièmement, la structure de connaissances ou la structure cognitive de l’apprenant n’est pas améliorée ou modifiée pour éliminer les idées erronées. Ainsi, les idées fausses persistent, et les connaissances apprises ont peu ou pas de potentiel d’utilisation pour un apprentissage ultérieur ou pour la résolution de problèmes ou de tâches complexes. 

Par conséquent, pour structurer de grands ensembles de connaissances, nous avons besoin d’une séquence ordonnée d’interactions et d’échanges entre la mémoire de travail et la mémoire à long terme. Celle-ci se déroule au fur et à mesure que les nouvelles connaissances sont reçues et traitées.

L’une des raisons pour lesquelles la cartographie conceptuelle est utile pour faciliter un apprentissage significatif est qu’elle nous sert de modèle ou d’étayage. Elle aide à organiser les connaissances et à les structurer, même si la structure doit être construite pièce par pièce avec de petites unités de cadres conceptuels et propositionnels en interaction. 

Notre cerveau travaille pour organiser les connaissances dans des cadres hiérarchiques. Les approches telles que l’enseignement explicite qui facilitent ce processus améliorent considérablement la capacité d’apprentissage de tous les apprenants. 




Construire de bonnes cartes conceptuelles


Pour apprendre à construire une carte conceptuelle, il est important de commencer par un domaine de connaissances qui nous est très familier. 

Les structures des cartes conceptuelles dépendent du contexte dans lequel elles seront utilisées, il est préférable d’identifier un ensemble de contenus que nous essayons de mettre en évidence de manière intégrée. 

Une bonne façon de définir le contexte d’une carte conceptuelle est departie de la construire d’une question centrale. C’est une question qui spécifie clairement le problème ou la question que la carte conceptuelle vise à aider à résoudre. 

Construire une bonne carte conceptuelle est une compétence complexe. Lorsqu’ils apprennent à construire des cartes conceptuelles, les novices ont tendance à s’écarter de la question centrale et à construire une carte conceptuelle qui peut être liée au domaine, mais qui ne répond pas à la question. 

Étant donné un domaine sélectionné et une question ou un problème défini au sein de celui-ci, l’étape suivante consiste à identifier les concepts clés qui s’y appliquent. En général, 15 à 25 concepts suffisent. 

Nous pouvons dresser une liste de ces concepts (un parking). À partir de cette liste, nous pouvons établir un ordre de classement. Celui-ci va du concept le plus général, le plus inclusif, pour ce problème ou cette situation particulière, en haut de la liste, au concept le plus spécifique, le moins général, en bas de la liste. Cet ordre permet de commencer le processus de construction de la carte. 

Il est important de reconnaître qu’une carte conceptuelle n’est jamais terminée. Une fois la carte préliminaire construite, il faut rechercher des liens croisés. Ce sont des liens entre les concepts de différents segments ou domaines de connaissances sur la carte. Ces liens aident à illustrer comment ces domaines sont liés les uns aux autres. L’établissement de liens croisés est important dans la mesure où ils montrent que la personne qui a conçu la carte conceptuelle comprend les relations entre les sous-domaines de la carte conceptuelle.  Ils aident également à développer la compréhension et l’apprentissage de la personne qui utilise la carte conceptuelle




Spécificité des cartes conceptuelles face aux cartes mentales


Ce qui différencie les cartes conceptuelles d’autres formes de représentation c’est l’idée même que les concepts et les propositions sont les fondements de nouvelles connaissances et d’un sens général.

Par cela, es cartes conceptuelles et les cartes mentales sont fondamentalement différentes. 

Les cartes conceptuelles sont le bon outil pour apprendre, comprendre et visualiser des connaissances. Les connaissances générales se trouvent en haut de la carte, avec des concepts connexes qui sont hiérarchisés en dessous.

Les idées sont généralement générées de façon externe et représentent une vue générale des connaissances théoriques, de sorte que leur application est plus formelle et partageable. Une bonne carte conceptuelle est utilisable et également profitable pour tout élève de même niveau.

Les cartes mentales sont le bon outil pour un brainstorming, pour visualiser de nouvelles idées, organiser des réunions ou gérer des tâches et des projets. Elles sont utilisées pour développer un ensemble d’idées et sont spécifiques aux personnes qui les génèrent. Leur application est plus souple. Elles contiennent un seul mot ou une seule image au centre de la carte, avec des idées connexes rayonnant vers l’extérieur dans toutes les directions. Elles appartiennent plus aux personnes qui le sont conçues et sont moins partageables et utiles pour une personne extérieure. En ce sens, les cartes mentales supportent moins un apprentissage significatif que les cartes conceptuelles dont c’est la fonctione première.




Bibliographie

Novak, J. D. & A. J. Cañas, The Theory Underlying Concept Maps and How to Construct and Use Them, Technical Report IHMC CmapTools 2006-01 Rev 01–2008, Florida Institute for Human and Machine Cognition, 2008,

Nickerson, R. S. & Adams, M. J. (1997). Long-term memory for a common object. Cognitive Psychology, 11, 287-307. 

Macnamara, J. (1982). Names for things : A study of human learning. Cambridge, MA: M.I.T. Press.

https://www.enseigner.ulaval.ca/ressources-pedagogiques/cartes-conceptuelles

https://www.lucidchart.com/pages/fr/comment-creer-une-carte-conceptuelle

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