mardi 24 mai 2022

Apprendre par des exemples en enseignement explicite

Les élèves ont la capacité d’apprendre des concepts et toute qualité de ceux-ci à travers des exemples, et de généraliser à de nouveaux cas rencontrés par la suite. 

L’enseignement par les exemples a pour enjeux d’optimiser ce processus et d’éviter ambiguïté et confusion.

(Photgraphie : Jason Lowder)




Enjeux


Les exemples doivent montrer l’étendue et les limites du concept enseigné.

L’enseignement par les exemples vise deux objectifs principaux : 
  • La communication reçue par l’élève à travers les exemples doit être précise et sans ambiguïté. Elle ne permet qu’une seule interprétation logique.
  • L’apprentissage permis par les exemples permet à l’élève d’appliquer ce qu’il a appris à une large gamme de situations.

Lorsque nous enseignons à l’aide d’exemples, nous devons nous assurer que :
  • Les exemples communiquent clairement la différence entre les exemples [ou exemples positifs] et les contre-exemples [ou exemples négatifs] du concept. Les élèves doivent pouvoir percevoir précisément les limites et les frontières du concept ou de la catégorie.
  • Les exemples rendent compte de toute la gamme du concept que nous voulons que les élèves saisissent. 
  • Un test rigoureux permet d’évaluer le succès de la séquence d’enseignement et la compréhension de l’élève. Il évalue la capacité de l’élève à généraliser et il se compose d’éléments qui n’ont pas été présentés de la même manière initialement.



Constats logiques sur l’usage d’exemples


1 : Il est logiquement impossible d’enseigner un concept par la présentation d’un seul exemple.


L’enseignement par les exemples nécessite toujours un ensemble d’exemples. Il est logiquement impossible de présenter un seul exemple d’un concept de base qui ne présenterait qu’une seule qualité. 

Un exemple seul ne permet pas de cerner les caractéristiques d’un concept tout en écartant les éléments qui n’en sont pas. Le problème est que si nous ne présentons aux élèves qu’un seul exemple, il risque d’associer la catégorisation du concept à d’autres éléments non pertinents que les qualités sur lesquelles nous voulons qu’il se concentre.

Un exemple de n’importe quel concept englobe un grand nombre de caractéristiques. L’ensemble des caractéristiques d’un exemple ne sera jamais identique à celui contenu dans un autre exemple. S’ils l’étaient, ils seraient logiquement exactement les mêmes. En raison de cette différence inhérente entre des exemples distincts, nous sommes en mesure de faire des observations sur un exemple qui ne peuvent pas être faites sur un autre.

Lorsque les élèves observent les différences et les similitudes entre des exemples, ils deviennent en mesure d’exclure les qualités non pertinentes qui sont présentes dans un exemple et évitent de se concentrer sur des éléments non pertinents.




Par exemple, lors de l’enseignement de l’ultrastructure cellulaire, les élèves doivent être confrontés à de multiples modélisations en deux ou trois dimensions et à des photos de cellules au microscope optique ou électronique.




2 : Il est logiquement impossible de présenter un groupe d’exemples positifs qui ne communiquent qu’une seule interprétation.


Si nous ne présentons que des exemples positifs à un élève, nous ne pouvons qu’impliquer l’interprétation souhaitée. En effet, un ensemble d’exemples positifs peut toujours créer plus d’une interprétation possible. 

Si nous voulons être précis et éviter des interprétations erronées chez nos élèves, une séquence d’exemples nécessitera des exemples négatifs afin de démontrer les limites d’un concept. 

Les plus petites différences fournissent les plus grandes informations. Si un très petit changement se produit et qu’il est associé à un changement de catégorie, ce changement doit en être la cause.

De plus, comme il s’agit d’un très petit changement, la cause identifiée est très précise. Le changement marque la frontière entre les exemples positifs et les exemples négatifs.

Un exemple en biologie est la catégorisation entre cellules animales et végétales qui grâce à divers exemples des deux types permet de mettre en évidence les différences significatives. 



3 : Toute similitude partagée par les exemples positifs et négatifs exclut une interprétation possible.


Les exemples positifs et négatifs d’un concept doivent être traités différemment. Le langage, la catégorisation ou le signal utilisé pour identifier un exemple positif doit être différent du langage, de l’étiquette ou du signal utilisé pour identifier un exemple négatif. 

S’il existe une quelconque similitude entre les exemples positifs et négatifs, cette similitude ne peut logiquement pas déterminer si un exemple est positif ou négatif. Cela signifie que toute similitude n’est pas pertinente. Un élève ne doit pas se concentrer sur cette qualité, car elle ne l’aidera pas à distinguer les exemples positifs ou négatifs d’un concept.

La différence entre les deux exemples constitue la base logique de la définition du concept. Pour qu’une caractéristique soit à la base de la classification de l’exemple comme positif, cette caractéristique doit être présente dans tous les positifs et dans aucun négatif.

Par conséquent, les exemples négatifs ou contre-exemples sont régulièrement cruciaux pour l’enseignement :
  • Pour éliminer les interprétations incorrectes, l’enseignant doit démontrer que des qualités spécifiques ne sont pas pertinentes pour le concept enseigné. 
  • Pour ce faire, il peut présenter des exemples positifs et négatifs qui contiennent cette caractéristique non pertinente.
  • De cette manière, nous incitons les élèves à percevoir mentalement la non-pertinence de certaines qualités.

Un exemple en biologie est la distinction des différents types cellulaires.



4 : Un exemple négatif exclut un maximum d’interprétations lorsqu’il est le moins différent d’un exemple positif.


Si un exemple négatif est très similaire à un exemple positif, il exclura un plus grand nombre d’interprétations non pertinentes, car il y aura de nombreux aspects de similitude entre les deux. 

Toutes les caractéristiques qui existent à la fois dans le positif et le négatif ne peuvent logiquement pas être à la base de la différence entre eux.



Principes de juxtaposition


Il existe quelques principes généraux sur la façon d’ordonner, de séquencer et de juxtaposer les exemples. Plus ces principes sont respectés, plus la communication a de chances d’être claire et exemple d’ambiguïtés. Plus l’élève aura des chances de comprendre.



1) Le principe de formulation


Le principe de formulation nous impose d’utiliser la même formulation pour tous les éléments d’une séquence. Nous devons éviter toute variation dans le langage utilisé. Nous voulons minimiser les risques de confusion et de distraction inutile pour les élèves. 

Des différences de formulation infimes ou même substantielles peuvent sembler insignifiantes pour l’enseignant, car il a un statut d’expert dans la discipline qu’il enseigne. Par contre, elles peuvent avoir des effets catastrophiques pour les élèves, car ils sont novices dans le domaine enseignant. 

Dans la conception de ses séquences de cours, l’enseignant détaille exactement ce qui est communiqué, garantissant ainsi le respect de ce principe.

Comment cela s’applique-t-il à la classe ?
  • Entre enseignants d’une même discipline dans un même établissement, il peut être utile de se mettre d’accord sur les définitions des différents concepts et de les standardiser.
  • Lorsque nous enseignons des concepts, nous essayons d’écrire ce que nous prévoyons de dire afin de voir si cette cohérence est présente dans les explications et le vocabulaire que nous utilisons :
    • Utilisons-nous plusieurs synonymes pour un même concept ? Dès lors les avons-nous tous enseignés clairement aux élèves comme synonymes ? Leur utilisation est-elle pertinente pour des novices et ne risque-t-elle pas d’entrainer des confusions ? Serait-il utile de minimiser l’usage des synonymes ou de le postposer ?
    • Expliquons-nous un concept ou un principe en utilisant un langage inutilement technique ou complexe, inadapté au niveau actuel de nos élèves ? 
    • Toute la communication délivrée aux élèves est-elle nécessaire ? Notre explication n’est-elle pas sinueuse et prolongée ? Peut-elle être plus claire et directe ?
  • Dans le choix des exemples, nous devons éviter que nos communications puissent être contredites par des exemples ultérieurs. 
    • Il convient donc de proscrire des raccourcis ou des méthodes de résolution qui ne fonctionnent que dans un nombre limité de cas et qui finiront par être invalidés dans un cours d’une année ultérieure. 
    • À ce titre, une approche plus systématique et procédurale prend plus de temps à installer, mais est un meilleur investissement à long terme pour installer une compréhension durable et des capacités de raisonnement chez les élèves.
    • Si une méthode de résolution ne fonctionne que pour un temps et dans un échantillon limité d’exercices alors, il vaut mieux opter pour une approche plus lente, mais qui conservera sa validité à long terme.



2) Le principe de mise en place


Les exemples et les non-exemples choisis pour l’enseignement initial d’un concept doivent partager le plus grand nombre possible de caractéristiques non pertinentes.

Les exemples positifs et négatifs ne doivent varier que d’une seule manière, tous les autres aspects et caractéristiques restent constants. Nous créons une situation dans laquelle les interprétations et les déductions sont contrôlées. Dès lors, nous nous assurons qu’une seule interprétation est possible pour les élèves.

Par exemple dans l’usage d’une formule, nous ne faisons varier qu’un paramètre à la fois pour mieux en analyser l’influence.






3) Le principe de différence


L’enseignant et l’apprenant doivent traiter différemment les exemples positifs et négatifs en utilisant un langage ou des appellations différentes. 

Le choix judicieux de contre-exemples est un facteur crucial pour aider les élèves à comprendre les limites ou les frontières d’un concept. Pour comprendre un concept, il est utile de comprendre ce qu’il n’est pas. 

Pour que le principe de différence soit le plus efficace possible, les exemples et les contre-exemples doivent être juxtaposés consécutivement, afin de rendre les similitudes et les différences les plus évidentes.

Pour bien comprendre cette notion, nous devons développer celles de conversion continue ou de conversion non continue. 

Voici un exemple :




Dans le set B, les exemples 2 et 3 séparent des deux exemples minimalement différents. Cette différence minimale n’est pas évidente et claire pour l’apprenant. Nous parlons dans ce cas de conversion non continue.

Dans le jeu A, les exemples positifs et négatifs sont présentés consécutivement, ce qui garantit que la différence est clairement communiquée à l’apprenant. Cette juxtaposition d’exemples différents garantit que l’élève se concentre sur la différence minimale qui est la seule base pour un changement de catégorie.

C’est ce que Engelmann appelle la conversion continue. Il s’agit de la méthode la plus efficace pour communiquer par le biais d’exemples et elle se produit lorsque nous passons d’un exemple à l’autre sans aucune interruption.

Notre enjeu est de rendre la communication de la notion claire et précise au niveau des exemples. Pour y parvenir, la conversion continue est logiquement supérieure à la conversion non continue.

Lorsqu’un exemple est converti en un autre, seuls certains détails d’un exemple sont modifiés pour créer l’exemple suivant. Un certain nombre de caractéristiques restent inchangées d’un exemple à l’autre :
  • Si la modification d’un exemple entraine un changement de catégorie (de négative à positive), les détails qui restent inchangés ne sont pas pertinents pour le changement d’étiquette. 
  • Si le changement d’un exemple n’entraine pas de changement de catégorie (l’exemple reste positif ou négatif), les détails qui changent ne sont pas pertinents pour l’étiquette.



4) Le principe de similitude


Afin de démontrer l’étendue et la portée d’un concept, nous devons juxtaposer des exemples aussi différents que possible. Si nous essayons d’enseigner le concept de chien, nous choisissons des exemples qui représentent la plus grande variété possible de chiens. Si nous choisissions un chihuahua, un chien-loup irlandais et un caniche, ces exemples démontreraient que les chiens existent dans de nombreuses formes et tailles différentes (Watkins et Slocum, 2003, p. 80). Ces trois exemples sont choisis parce que, bien qu’étant tous des chiens, ils sont très différents. 



Si nous nous étions contentés de montrer différentes races de caniches, un élève pourrait en déduire que tous les exemples futurs qui ne sont pas des canches ne relèvent pas du concept de chien. C’est ce qu’Engelmann appelle la stipulation.

L’intention est de démontrer toute l’étendue du concept enseigné.

Un problème courant en mathématiques est qu’intuitivement beaucoup de personnes pensent qu’une fraction est un nombre inférieur à un. 

Par exemple, régulièrement à l’école primaire, les enfants sont familiarisés au concept de fractions avec une série d’exemples trompeurs : une moitié, un tiers, un quart.

Cette conception risque de poser problème plus tard lorsqu’il faut manipuler et combiner les fractions. 



5) Le principe du test


Après la démonstration d’exemples et de contre-exemples, les apprenants doivent être testés pour vérifier s’ils ont acquis ce qui est enseigné. Comme on pouvait s’y attendre, le test ne doit pas avoir un ordre ou un modèle prévisible. Si les élèves peuvent déjouer les objectifs du test, l’enseignant ne peut pas tirer de conclusions valables sur la compréhension des élèves. 



Bibliographie


Barbash, S. (2012) Clear teaching: with Direct Instruction, Siegfried Engelmann discovered a better way of teaching. Arlington, VA: Education Consumers Foundation.

Engelmann (2009) “Instructional design 101: learn from the learners!” interview with David Boulton, Children of the Code [Website]. Retrieved from: www.bit.ly/2YKVVX1

Engelmann (2014) Successful and confident students with Direct Instruction. Eugene, OR: NIFDI Press.

Engelmann and Carnine (1982) Theory of instruction: principles and applications. Eugene, OR: NIFDI Press.

Watkins, C. and Slocum, T. A. (2003) “The components of direct instruction,” Journal of Direct Instruction 3 (2) pp. 75–110.

Tom Needham, Teaching through examples, in Explicit & Direct Instruction, 2019, John Catt

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