(Photographie : Jimmy Forsman)
L’importance de l’élaboration
Dans une discipline, pour démarrer, il est important de mémoriser des termes, des règles, des procédures, des formules ou des définitions.
Au-delà, il devient tout aussi nécessaire pour l’ensemble de l’apprentissage :
- De comprendre comment les concepts sont liés les uns aux autres
- De saisir leur importance et leur pertinence dans différents contextes
- De voir comment mobiliser ces connaissances à bon escient.
L’élaboration consiste à ajouter et à relier de nouvelles connaissances à celles que nous possédons déjà.
Étudier en utilisant l’élaboration implique d’expliquer et de décrire des idées avec de nombreux détails. L’élaboration consiste également à établir des liens entre les idées que nous essayons d’apprendre et à relier la matière à nos propres expériences, souvenirs et éléments de notre vie quotidienne.
L’intégration de nouvelles idées à ce que nous connaissons déjà nous aide à organiser les nouvelles idées, ce qui les rend plus faciles à rappeler plus tard.
Différentes stratégies pour mettre en œuvre l’élaboration
Il existe différentes façons de développer l’élaboration.
L’une d’elles a été étudiée par les psychologues cognitifs et s’appelle l’interrogation élaborée. L’interrogation élaborée consiste simplement à se poser des questions « comment » et « pourquoi » sur ce que nous apprenons et à y répondre. En trouvant des réponses à ces questions, nous créons des explications sur le comment et le pourquoi des choses.
L’interrogation élaborée est une méthode spécifique d’élaboration. Le mot « interrogation » signifie « questionner ». Lorsque nous utilisons l’interrogation élaborée, nous nous posons des questions sur le « comment » et le « pourquoi » des choses.
Nous produisons des réponses à ces questions. Les questions spécifiques que nous nous posons dépendent, en partie, des sujets que nous étudions :
- Comment fonctionne cet élément ?
- Pourquoi ce phénomène se produit-il ?
- Quand se produit-il ?
- Quelle est la cause de ce phénomène ?
- Quel est le résultat de ce phénomène ?
- Etc.
Une autre manière proche d’utiliser l’élaboration consiste à s’expliquer des concepts à soi-même. C’est l’auto-explication.
Une autre forme d’élaboration est le fait d’expliquer à un pair.
Poser des questions du type « comment » et « pourquoi » nous encourage à expliquer les concepts que nous apprenons et à établir des liens avec d’autres connaissances.
L’intégration de ces nouvelles idées aux informations que nous connaissons déjà nous aide à organiser nos connaissances, ce qui les rend plus faciles à comprendre et à mémoriser par la suite.
Des données probantes soutenant l’élaboration
Woloshyn et Stockley (1995) ont testé l’interrogation élaborée auprès de 94 (âge moyen 11,03 ans) et 92 élèves (âge moyen 12,18 ans). Ils ont montré qu’ils étaient capables de l’utiliser seuls ou avec un partenaire pour apprendre des informations.
Les élèves étaient placés dans différentes conditions et ont travaillé en solo ou avec un partenaire :
- Répondre à des questions « pourquoi », en utilisant leur support de cours pour s’aider.
- Choisir leur propre stratégie d’étude pour essayer de comprendre les contenus.
- Lire l’information de manière répétée à haute voix pour la comprendre.
L’apprentissage a été évalué à l’aide de mesures de rappel libre (à l’improviste) et de reconnaissance (immédiate, à 30 jours et à 60 jours).
Les élèves qui ont utilisé l’interrogation élaborée ont appris davantage que les élèves de la condition « lecture » et de la condition « choix de l’élève ». Cela était vrai qu’ils aient travaillé seuls ou en binôme et l’était encore 60 jours après l’apprentissage. L’instruction donnée aux élèves d’utiliser l’interrogation élaborée a produit des gains d’apprentissage supérieurs en matière d’informations cohérentes avec les conceptions préalables et non cohérentes avec celles-ci.
Cette expérience montre que l’interrogation élaborée est une stratégie efficace pour soutenir l’apprentissage et pour mémoriser à long terme. De plus, elle peut être utilisée avec un partenaire.
Les bienfaits de l’auto-explication pour l’apprentissage
Générer des explications pour soi-même, ce qu’on appelle l’auto-explication, facilite ce processus d’intégration de nouvelles informations dans les connaissances existantes. L’auto-explication améliore l’acquisition de compétences en matière de résolution de problèmes lors de l’étude d’exemples élaborés.
L’auto-explication implique que les élèves essaient de s’expliquer des concepts dans leur tête. Elle a été le plus souvent étudiée en physique et en mathématiques.
Nous pouvons imaginer un élève en train de résoudre un problème et s’expliquant à lui-même, dans sa tête, mais comme s’il parlait à haute voix, comment résoudre le problème. « OK, je vais maintenant multiplier ces deux nombres... et maintenant écrire celui-ci ici parce que je transpose la fraction ».
Dans une étude corrélationnelle, Chi et ses collaborateurs (1981) ont identifié les élèves qui utilisaient naturellement l’auto-explication. Ils ont comparé cette donnée à leurs performances lors d’un test de concept. Ils ont montré que ceux qui s’auto-expliquaient obtenaient de meilleurs résultats.
Chi et ses collaborateurs (1994) ont ensuite voulu savoir si le fait de s’engager dans l’auto-explication amènerait les élèves à mieux comprendre les concepts, et ils ont donc mené une véritable expérience sur le sujet. Ils ont démontré que l’auto-explication peut également être facilitante lorsqu’elle est explicitement encouragée, dans le contexte de l’apprentissage de connaissances déclaratives à partir d’un texte.
Sans aucune formation approfondie, 14 élèves (13-14 ans) ont simplement été invités à s’auto-expliquer après avoir lu chaque ligne d’une page sur le système circulatoire humain. Dix élèves du groupe de contrôle ont lu deux fois le même texte, sans être invités à s’expliquer. Tous les élèves ont été testés sur leurs connaissances du système circulatoire avant et après la lecture du texte. Le groupe ayant reçu une incitation a réalisé un gain plus important entre le prétest et le post-test. De plus, les élèves qui ont généré un grand nombre d’auto-explications (les grands explicateurs) ont appris avec une meilleure compréhension que les petits explicateurs. La compréhension a été évaluée en répondant à des questions complexes.
La compréhension a également été appréhendée par une analyse du modèle mental des protocoles d’auto-explication. Les personnes qui expliquent beaucoup ont toutes réussi à obtenir un modèle mental correct du système circulatoire. Cela n’a pas été le cas de la plupart des élèves qui n’ont pas utilisé l’auto-explication ni de ceux qui avaient peu expliqué.
La production d’un grand nombre d’inférences d’auto-explication facilite l’apprentissage. Un plus grand nombre de connaissances sont apprises. De plus, l’auto-explication favorise également une compréhension plus approfondie. Elle améliore également les modèles mentaux. Le fait de susciter des auto-explications favorise un meilleur apprentissage, mais que plus les élèves s’expliquent, plus leur compréhension est profonde.
Des caractéristiques liées à l’auto-explication
Les effets positifs de l’auto-explication montrent que l’apprentissage d’un ensemble de connaissances déclaratives ne peut être ni la simple instanciation de connaissances stockées existantes ni l’encodage direct de celles-ci.
L’apprentissage consiste plutôt à utiliser les connaissances existantes en conjonction avec de nouvelles informations pour créer de nouvelles connaissances. D’une certaine manière, l’auto-explication consiste à penser avec ce que l’on sait.
Trois caractéristiques de traitement de l’auto-explication peuvent expliquer pourquoi il s’agit d’une activité d’apprentissage particulièrement efficace :
- La première caractéristique de l’auto-explication est qu’il s’agit d’une activité constructive. De nouvelles connaissances déclaratives ou procédurales sont construites.
- La deuxième caractéristique de l’auto-explication est qu’elle encourage l’intégration des contenus nouvellement appris avec les connaissances existantes. Cette intégration des connaissances antérieures a pour conséquence qu’une auto-explication peut déboucher sur un élément de connaissance incorrect. Cependant, il est même concevable que la production d’auto-explications incorrectes puisse constituer une expérience d’apprentissage si cela mène à une prise de conscience et à une rectification. L’auto-explication implique l’intégration de nouvelles connaissances à des connaissances préalables. Cela suggère que l’apprentissage d’un nouvel ensemble de connaissances doit également tenir compte de la nature et de la cohérence des modèles mentaux ou des conceptions existants des élèves.
- La troisième caractéristique de l’auto-explication est qu’elle effectuée de manière continue, permanente et fragmentaire, ce qui aboutit souvent à des auto-explications partielles, incomplètes et fragmentées. Il existe de nombreuses occasions où ce qui est lu contredit ce qui est créé ou ce qui existait a priori dans la structure mentale de l’individu. L’auto-explicitation donne ainsi lieu à de multiples occasions de voir des conflits entre sa structure mentale en évolution et la description véridique qui en est faite dans le texte.
L’apprentissage implique l’intégration de nouvelles connaissances à d’anciennes connaissances, et que cette intégration sera mieux réalisée de manière plus minutieuse et continue.
Ces deuxième et troisième caractéristiques de traitement ont une implication directe sur le type d’activité constructive qui pourrait être plus ou moins efficace pour promouvoir l’apprentissage.
Certaines activités constructives trop ambitieuses peuvent empêcher et décourager les étudiants dans l’intégration de leurs connaissances antérieures erronées aux connaissances scientifiques nouvellement acquises, et donc de produire des explications isolées et autonomes. Au lieu de demander aux étudiants de produire des explications complètes basées sur une théorie donnée, il pourrait être plus productif de leur demander de produire des auto-explications microscopiques et partielles. Ces explications minuscules et fragmentées pourraient avoir une meilleure chance de réparer le modèle mental initial erroné de l’étudiant.
De nombreuses activités alternatives, telles que le dessin de diagrammes, le résumé, la production d’explications théoriques complètes, peuvent être plus limitées en tant que compétences d’apprentissage. Chacune d’entre elles ne possède pas toutes les caractéristiques de l’auto-explication. Cependant, ces activités alternatives peuvent être idéales à d’autres fins, notamment pour évaluer la compréhension.
Dans l’ensemble, il semble que l’auto-explication puisse être un moyen relativement facile pour les élèves de développer leur compréhension de la matière qu’ils apprennent. En outre, les élèves peuvent aller jusqu’à décrire et expliquer les concepts, de mémoire, à eux-mêmes ou à un camarade.
Limites et critères d’utilisation de l’élaboration
En ce qui concerne l’exploitation de l’élaboration dans un contexte scolaire, il est important de prendre en compte certaines limitations :
- L’élaboration fonctionne mieux lorsque nous avons des connaissances préalables sur le sujet.
- L’élaboration fonctionne mieux lorsque les explications générées sont de grande qualité.
Dans une perspective d’apprentissage autonome, les élèves sont susceptibles de l’utiliser une fois qu’ils ont assimilé suffisamment de connaissances de base sur un sujet.
Dans un contexte d’enseignement, il est important que l’enseignant vérifie la qualité des contributions de chacun de ses élèves.
Le fait que la qualité de l’élaboration dépende des connaissances antérieures est un argument de plus pour appuyer l’importance d’améliorer l’apprentissage à long terme. Les concepts que nous apprenons tout au long d’un cours, et d’un cours à l’autre, s’appuient les uns sur les autres, et les connaissances préalables nous aident à apprendre plus.
Mettre en œuvre l’interrogation élaborée
Pour mettre en œuvre l’interrogation élaborée. Nous pouvons commencer par constituer une liste de tous les éléments que nous avons besoin d’apprendre à partir de nos supports de cours et de nos objectifs d’apprentissage. Nous parcourons alors cette liste et nous nous posons des questions sur la façon dont ces idées fonctionnent et pourquoi.
Au fur et à mesure que nous nous posons des questions, nous tentons d’y répondre. Nous parcourons ensuite nos supports de cours pour vérifier la pertinence et la qualité de nos réponses.
En développant nos idées de cette manière, nous établissions des liens entre plusieurs idées à apprendre et expliquons comment elles fonctionnent ensemble. Une bonne façon de procéder consiste à prendre deux idées et à réfléchir à leurs similitudes et à leurs différences.
Il s’agit ensuite de se poser des questions de type « comment » et « pourquoi ». Ensuite, nous devons générer des réponses de ces questions. Cette stratégie peut être appliquée seule ou avec un partenaire.
Les réponses aux questions « comment » et « pourquoi » doivent aller au-delà de l’énoncé des connaissances et établir des liens entre différentes idées.
Dans les explications de concepts et de processus, il s’agit de s’expliquer les différentes composantes ou étapes. Il s’agit également d’expliquer comment et pourquoi les idées sont reliées.
L’élaboration est particulièrement utile lorsque nous essayons de résoudre des problèmes ou d’appliquer des processus et des procédures.
Elle fonctionne également bien dans le cadre de comparaison quand il s’agit d’expliquer en quoi deux éléments sont similaires et en quoi ils sont différents. Comparer et opposer de cette manière peut aider à comprendre et à organiser des connaissances que nous sommes occupés à apprendre. Cela nous aide à faire la distinction entre différents concepts.
Un exemple d’élaboration en mathématiques et en biologie
Imaginons qu’un élève doive étudier les dérivées en mathématiques.
Il peut se demander et s’expliquer :
- Comment fonctionnent les dérivées ?
- Elles représentent le taux de variation...
- Nous observons deux points sur une courbe, nous mesurons la différence des ordonnées par la différence des abscisses...
- Au fur et à mesure, nous approchons les deux points d’une telle manière que l’intervalle des abscisses tende vers zéro...
- Nous obtenons alors le taux de variation instantané...
- Comment se transmet l’influx nerveux ?
- Si l’on considère un neurone, les dendrites reçoivent des messages de nombreux autres neurones. Ces messages convergent ensuite vers le soma.
- Si la charge positive est suffisante dans le soma, un potentiel d’action se produit et un signal électrique est envoyé le long de l’axone.
- L’axone est une longue structure en forme de queue qui produit le signal électrique.
- L’axone est recouvert d’une gaine de myéline, une substance grasse qui isole l’axone. La gaine de myéline fonctionne comme le caoutchouc qui entoure le cordon d’un appareil électrique, et elle sert à accélérer le transport de l’électricité.
- Lorsque le signal atteint les boutons terminaux, les neurotransmetteurs sont libérés dans la synapse où ils communiquent avec les dendrites du neurone suivant.
- Les neurotransmetteurs sont des substances chimiques qui permettent aux neurones de communiquer entre eux. Le schéma d’activation des différents neurones détermine le circuit du message dans le cerveau.
- Dans ce cadre de ce processus, nous pouvons veiller à comparer les idées pour découvrir leurs similitudes et leurs différences. Par exemple, un axone et des boutons terminaux font tous deux partie d’un neurone. Cependant, l’axone envoie un signal électrique tandis que les boutons terminaux libèrent des substances chimiques.
Limites à l’efficacité de l’interrogation élaborée
Clinton et ses collaborateurs (2016) sont partis du constat que pour apprendre de la lecture d’un texte, les élèves doivent établir des liens significatifs entre des idées connexes.
Ils ont comparé l’efficacité de deux méthodes d’amélioration des liens :
- L’interrogation élaborée
- La consultation de diagrammes.
Les diagrammes peuvent aider les élèves à apprendre, en particulier lorsque les élèves font le lien entre les informations verbales (comme les mots dans le texte d’une leçon) et les diagrammes. Mais il peut être difficile d’amener les élèves à faire ces liens, car il n’est pas possible de regarder un diagramme et le texte en même temps.
Des étudiants de premier cycle (N = 198) ont lu un texte sur la probabilité a posteriori :
- Dans l’une des trois conditions de questionnement :
- Lire deux fois : Lecture en double. Le fait de lire la leçon deux fois a permis de contrôler le temps que les élèves ont consacré à la leçon. La relecture immédiate d’une leçon ne semble pas favoriser l’apprentissage à long terme.
- Questionnement intégré : Dans ce cas, les élèves ont répondu à des questions simples de type qui/quoi/quand/où. Les réponses étaient énoncées directement dans la leçon. Le questionnement intégré a été utilisé pour vérifier si le simple fait de répondre à des questions, même simples et superficielles, pouvait favoriser l’apprentissage.
- Interrogation élaborée : les élèves ont répondu à des questions de type « comment » et « pourquoi » reliant les idées de la leçon
- Dans l’une des trois conditions de diagramme :
- Texte seul
- Diagramme avec texte non redondant
- Diagramme avec texte redondant
Après avoir lu la leçon, les participants devaient résoudre quatre problèmes de probabilité a posteriori différents des exemples présentés dans la leçon.
L’interrogation élaborée avait pour but d’aider les étudiants à comprendre la matière afin qu’ils puissent mieux résoudre ces problèmes. Cependant, l’interrogation élaborée a eu un effet négatif sur l’apprentissage de la leçon par rapport à la double lecture. Cette constatation peut s’expliquer par le fait que la qualité des réponses aux questions élaborées était médiocre. De plus, les élèves avaient passé beaucoup plus de temps à pratiquer l’interrogation élaborée qu’à lire deux fois.
Lorsque la leçon a été lue deux fois, les diagrammes ont favorisé l’apprentissage de la leçon par rapport au texte seul.
Dans l’ensemble, les réponses lors de l’interrogation élaborée étaient plutôt mauvaises. 86 % étaient inadéquates, manquantes, circulaires ou erronées. Seules quelques-unes présentaient les types de liens que les questions élaborées étaient censées susciter.
Dans ce cas, il est logique que les élèves n’apprennent pas davantage grâce aux interrogations élaborées.
Les réponses aux questions intégrées n’étaient pas très bonnes non plus. En moyenne, les élèves n’ont obtenu qu’environ 50 % de bonnes réponses, même si elles étaient généralement simples et que la réponse était indiquée dans la leçon.
Une raison pour laquelle l’interrogation élaborée n’aurait pas été utile est probablement liée à la difficulté de la matière. De plus, les élèves ont certainement trouvé que les interrogations élaborées avaient rendu la leçon plus difficile. Parfois, la difficulté peut être souhaitable et le fait de se débattre avec la matière peut en fait favoriser l’apprentissage. Dans ce cas, le niveau de difficulté était excessif.
L’intérêt de cette recherche est d’illustrer que l’interrogation élaborée n’est pas par défaut bénéfique. Il est donc important de se rappeler qu’il n’existe pas de solutions uniques et infaillibles dans le monde de la science de l’apprentissage.
Les chercheurs ont également montré que la qualité des réponses aux questions élaborées augmente avec la précision de la résolution du problème. En d’autres termes, plus les interrogations élaborées des élèves étaient bonnes, plus ils étaient susceptibles de résoudre correctement les problèmes après avoir lu la leçon. L’interrogation élaborée comme stratégie d’étude parait efficace lorsque les apprenants ont un niveau de connaissances suffisant pour l’exercer avec succès. Cette stratégie parait donc utile à privilégier en fin d’apprentissage lorsqu’un bon niveau de connaissances est déjà atteint et qu’il s’agit de l’approfondir.
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