Comment concevoir des environnements d’apprentissage efficaces, efficients et attrayants à l’Ecole ? Dominique BELLEC Docteur en psychologie Professeur agrégé de Sciences Industrielles pour l’Ingénieur Canopé Poitiers – Salle Montessori Le 03 février 2016

Positionnement scientifique Approche évolutionniste de l’apprentissage (Geary, 2008) Psychologie expérimentale (Chanquoy, Tricot, Sweller, 2007) Conception rationnelle des environnements d’apprentissage (Merrill et al., 1996 ; Sweller, 1994 ; Metcalfe, 2009)

Positionnement pédagogique L’école doit permettre des apprentissages de connaissances durables et transférables Les élèves doivent progresser dans des environnements enrichis qui respectent les caractéristiques de leur système cognitif La notion de connaissances est différente de la notion de souvenirs L’école doit permettre aux élèves de se valoriser, de s’épanouir

Déroulement de la conférence Un apport de connaissances sur les apprentissages humains Echanges sur le métier d’enseignant vu comme un ingénieur pédagogique Un apport de connaissances sur la conception rationnelle des environnements d’apprentissage scolaires Première partie (1h30): Deuxième partie (30’) : Références bibliographiques

Les fondements éthologiques de l’apprentissage Adaptation à l’environnement (réduction de l’incertitude) Connaissances primaires et connaissances secondaires Le cerveau statisticien (Immelmann,1982; Stagl,1995; Geary, 2008) (Geary,2008, Sweller 2007) (Dehaene, 2012) Les humains sont naturellement motivés pour se lancer dans des activités qui offrent un enjeu ou qui relèvent du défi. (Bandura et Locke, 2003)

Mémoire de travail : capacité limitée (empan, durée du maintien) Mémoire à long terme : capacité illimitée, maintien des informations si renforcement de la trace, indices de récupération Association performante si apprentissage Mémoire de travail Mémoire À long terme Organisation générale du système cognitif humain

Mémoire de travail Organisation générale du système cognitif humain Performances très limitées en situation de double tâche Performances affectées en cas de stress, de fatigue, de peur ….

Les performances limitées de la mémoire de travail …. Empan mnésique Miller, 1956 Double tâche Sweller, 1994 (…. celle qui sert aux élèves lors du traitement des informations nouvelles présentes dans l’environnement d’apprentissage)

Mémoire à long terme Organisation générale du système cognitif humain La mémoire sémantique et la mémoire procédurale (celles qui stockent les connaissances) : -Nécessitent des situations d’apprentissage adaptées -Sont très sensibles à la profondeur de traitement (Squire, 2004)

Quels sont les facteurs qui permettent les apprentissages ? Apprentissages Engagement dans la tâche Estime de soi – Confiance en soi permet Dimension cognitive : ergonomie de l’environnement d’apprentissage Dimension conative (d’engagement) conditionnent Dimension affective (NKambou, Delozanne & Frasson, 2007)

Quels sont les facteurs qui permettent les apprentissages scolaires ? Perception de la contrôlabilité de l’activité Perception de sa compétence pour réaliser l’activité Perception du but de l’activité La motivation Ce sont des perceptions ! Perception de la contrôlabilité de l’échec Perception de la stabilité de l’échec Perception du lieu de l’échec L’espérance de succès Sur la dimension conative : (Huart, T., 2001)

Quels sont les facteurs qui permettent les apprentissages ? L’engagement actif L’attention Le retour d’information La consolidation (Dehaene, 2013) Sur la dimension cognitive : Les quatre piliers de l’apprentissage La prise en compte des caractéristiques du système cognitif Profondeur de traitement Théorie de la charge cognitive Fréquence de rappel des informations (Sweller, 1996)

La zone proximale d’apprentissage Connaissances préalables Trop près : -pas d’intérêt, de surprise, d’enjeu -Jugement métacognitif négatif Trop loin : pas de connaissances suffisantes pour traiter le matériel Metcalfe, 2009 Metcalfe et Kornell, 2005 Koriat, 1997 Optimum Quels sont les facteurs qui permettent les apprentissages ?

Qu’est ce qu’on apprend ? Procédural Déclaratif Général Particulier Savoir-faire Automatisme Méthode Concept Connaissance spécifique d'un événement ou d'une situation Trace littérale Musial, Pradère et Tricot (2011) Différents formats de connaissances Domaine de validité Domaine de connaissanc e

Qu’est ce qu’on apprend ? L’autonomie Contrôle du bon déroulement de la tâche Définition d’objectifs et de stratégies Focus de l’activité Sélection parmi des tâches en instances Prise d’information dans l’environnement Enseignement = disparition du guidage

Implications dans la démarche de conception des environnements d’apprentissage (Merill et al., 1996) Pour que les élèves apprennent, il faut leur construire des environnements d’apprentissage …. Efficaces : qui permettent de faire apprendre ce qui doit être appris (ne pas confondre: les buts et les moyens, les formats de connaissance) Efficients : qui permettent un apprentissage de connaissances durables et transférables (prendre en compte les caractéristiques du système cognitif) Attrayants : qui motivent, qui valorisent, qui permettent de mobiliser l’attention, qui donnent de l’autonomie Instructional design : Création, conception et aménagement des environnements d’apprentissage

Comment construire des environnements d’apprentissage performants pour apprendre des connaissances secondaires ? - Définir le but de l’apprentissage (quel format de connaissance ?, …) - Définir des moyens (didactique, matériels, organisation du temps et de l’espace) - Définir des tâches (les activités demandées aux élèves) Une démarche de conception rationnelle : - Ultilité, utilisabilité, acceptabilté - Risque (Nielsen, 93) Psycho-ergonomie Programme, référentiels et niveaux taxonomiques

Deux exemples pour illustrer : Les ilots L’attention sélective durant les TP ! Oui Non

- Mobiliser les propriétés naturelles des humains pour s’engager dans les apprentissages (la communication, la curiosité, la surprise, l’enjeu, le défi, …) - Etre dans la zone proximale d’apprentissage - Attirer la curiosité, composante essentielle pour l’adaptation aux situations nouvelles (Stagl, 1995) et générer des apprentissages (éthologie) - Favoriser l’engagement dans la tâche : Motivation et espérance de succès - Susciter le sentiment d’auto-efficacité (jugement métacognitif positif) Ce qu’il faut retenir pour créer, concevoir et aménager des environnements d’apprentissage à l’Ecole : Apprendre des connaissances secondaires (dont on a pas besoin ici et maintenant) nécessite du temps, des efforts et de la motivation. Pour que l’Ecole soit bénéfique à tous les élèves, voici quelques incontournables :

Références bibliographiques Geary, D. C. (2008). An evolutionarily informed education science. Educational Psychologist, 43, Merrill, M. David, Drake, Leston, D., Lacy, Mark J. Pratt, Jean A. & the ID2 Research Group. (1996). Reclaiming instructional design. Educational Technology, 36, 5-7. Metcalfe, J. (2009). Metacognitive judgments and control of study. Current Direction in Psychological Science, 18, Sweller, J. (1994). Cognitive load theory, learning difficulty and instructional design. Learning and Instruction, 4, Chanquoy, L., Tricot, A. & Sweller, J. (2007). La charge cognitive. Paris : A. Colin. Huart, T. (2001). Un éclairage théorique sur la motivation en contexte scolaire : un concept éclaté en multiples facettes. Cahiers du Service de Pédagogie expérimentale. Université de Liège. 7-8/

Pour bien enseigner la mécatronique à Thomas, … et il faut bien connaître Thomas il faut bien connaître la mécatronique … Merci pour votre attention