Danièle Bracke Michel Aubé PhD, Sciences cognitives Une conception cognitive de l’apprentissage et ses conséquences pour l’enseignement Danièle Bracke Michel Aubé PhD, Sciences cognitives

Plan de l’exposé 1. La psychologie cognitive 2. Les principes de base 3. Comment c’est organisé 4. Conséquences pour l’enseignement

1. La psychologie cognitive Elle fait partie des «sciences cognitives » avec: - la philosophie - les neurosciences - la linguistique - l’intelligence artificielle Cet ensemble de disciplines a pour objet d’études l’identification, la description et la compréhension des divers processus par lesquels s’acquièrent, se développent et se transforment les connaissances.

2. Les principes de base 2.1 L’apprentissage est un processus actif et constructif 2.2 L’apprentissage repose sur l’établissement de liens entre les nouvelles informations et les connaissances antérieures 2.3 L’apprentissage concerne autant les stratégies cognitives et métacognitives que les connaissances théoriques 2.4 L’apprentissage concerne autant les connaissances déclaratives et procédurales que conditionnelles 2.5 L’apprentissage requiert l’organisation constante des connaissances

2. Les principes de base 2.1 L’apprentissage est un processus actif et constructif L’apprenant n’est pas passif, il participe activement à son apprentissage: - en sélectionnant des informations - en ajoutant des informations - en construisant des règles - conséquences

2. Les principes de base 2.2 L’apprentissage repose sur l’établissement de liens entre les nouvelles informations et les connaissances antérieures Les connaissances antérieures servent de point d’ancrage pour les nouvelles connaissances: - importance des connaissances antérieures - force des connaissances antérieures - conséquences

2. Les principes de base 2.3 L’apprentissage concerne autant les stratégies cognitives et métacognitives que les connaissances théoriques «Certaines des étapes les plus cruciales du développement mental sont fondées non seulement sur l’acquisition de nouvelles compétences, mais également sur l’acquisition de nouveaux processus administratifs d’utilisation de ce que nous savons déjà.» («Papert’s Principle», In Minsky, 1985, p. 102)

2. Les principes de base 2.3 L’apprentissage concerne autant les stratégies cognitives et métacognitives que les connaissances théoriques (suite) - les stratégies cognitives constituent des démarches d’acquisition ou d’utilisation des connaissances - les stratégies métacognitives constituent des démarches d’acquisition ou d’utilisation des connaissances - conséquences

2. Les principes de base 2.4 L’apprentissage concerne autant les connaissances déclaratives et procédurales que conditionnelles - conséquences 2.5 L’apprentissage requiert l’organisation constante des connaissances - exemple des experts au jeu d’échecs - conséquences

Connaissances déclaratives, procédurales et conditionnelles Connaissances déclaratives: - connaissances essentiellement théoriques - connaissances constituées de faits, de règles, de principes - connaissances plutôt statiques - connaissances représentées sous forme de propositions Connaissances procédurales: - connaissances qui réfèrent au «comment» réaliser une tâche - connaissances constituées d’une séquence d’actions - connaissances de l’action, donc dynamiques - connaissances représentées sous forme de productions

Connaissances déclaratives, procédurales et conditionnelles Connaissances conditionnelles: - connaissances qui réfèrent au «pourquoi» et au «quand» une stratégie, une habileté, une connaissance doivent être utilisées - connaissances des conditions qui exigent l’application d’une connaissance déclarative ou procédurale - connaissances dynamiques - connaissances représentées sous forme de productions

3. Comment c’est organisé?

3. Comment c’est organisé? 3.1 La mémoire La mémoire n’est pas statique, elle reçoit, intègre et transmet des informations. Ce qu’elle intègre n’est pas nécessairement fidèle, car elle élabore, traite et reconstruit les informations. Au terme de ces diverses transformations, c’est surtout le sens qui est retenu. Les informations en provenance de l’environnement traversent ainsi plusieurs systèmes de stockage, avec chacun leurs caractéristiques de traitement, et leurs paramètres de capacité et de durée.

3. Comment c’est organisé? 3.2 La mémoire externe et les registres sensoriels La mémoire externe constitue l’interface qui, par le biais des systèmes perceptuels, emmagasine une représentation immédiate et constamment renouvelée de l’environnement qui entoure l’organisme. Les récepteurs se sont modelés au gré de l’évolution pour capter spécifiquement ce qui sert l’adaptation de l’individu. La mémoire externe tient lieu de l’environnement de l’individu où celui-ci «va lire» ou prendre connaissances des objets et des événements qui l’entourent.

3. Comment c’est organisé? 3.2 La mémoire externe et les registres sensoriels (suite) Un filtrage inconscient est effectué, et seules les informations qui ont du sens sont retenues. Le psychologue J. J. Gibson a appelé «affordances» ces structures fonctionnelles recueillies par les récepteurs. Ces «affordances» sont donc retenues à la fois en fonction des stimuli extérieurs et des connaissances antérieures. Les informations retenues dans les registres sensoriels n’y  durent qu’un quart de seconde. Ces récepteurs constituent la voie d’accès à la MCT.

3. Comment c’est organisé? 3.3 La mémoire de travail (MCT) La mémoire de travail reçoit deux types d’informations: - l’output des registres sensoriels, sous la forme «d’affordances», - les connaissances antérieures structurées en schémas ou en catégories en provenance de la MLT. Elle comporte deux limites importantes: - quant au nombre d’informations qu’elle peut simultanément contenir (7 + ou - 2 unités) - quant à la durée des informations qu’elle peut retenir(10 secondes)

3. Comment c’est organisé? 3.3 La mémoire de travail (suite) C’est la mémoire de travail qui constitue le siège de la résolution de problèmes, et plus généralement de la pensée consciente. Elle joue ainsi un rôle de gestionnaire, en combinant les informations perçues et les connaissances pertinentes tirées de la MLT. Étant donné ses limites de capacités, elle doit assurer une recirculation constante («rehearsal») de l’information traitée, jusqu’à ce que son enregistrement dans la MLT soit complété. Elle structure aussi le contenu et la forme des réponses.

3. Comment c’est organisé? 3.4 La mémoire à long terme (MLT) La mémoire à long terme constitue un réservoir illimité de connaissances. Elle reçoit ses informations de la MCT et lui en fournit au besoin, ainsi qu’au générateur de réponses. Selon la plupart des chercheurs, les connaissances emmagasinées dans la MLT sont toujours disponibles (quoique pas nécessairement toujours accessibles). Les connaissances en MLT sont structurées sous la forme de catégories ou de schémas, pour les objets, et de scripts ou de scénarios, pour les événements.

3. Comment c’est organisé? 3.4 La mémoire à long terme (suite) La MLT regroupe à la fois la mémoire implicite (ou procédurale) et la mémoire explicite (ou déclarative). La mémoire procédurale regroupe tous les automatismes, conceptuels ou moteurs, soit l’ensemble de nos savoir-faire. La mémoire déclarative se subdivise à son tour en mémoire sémantique, où sont emmagasinés les concepts concrets ou abstraits, et la mémoire épisodique (autobiographique), qui enregistre de façon personnelle les événements vécus par l’individu.

3. Comment c’est organisé?

4. Conséquences pour l’enseignement 4.1 L’enseignant introduit dans son cours des activités complètes plutôt que ponctuelles, où les étudiants doivent sélectionner des informations, effectuer des inférences, construire des règles... 4.2 L’enseignant amène les étudiants à expliciter leurs connaissances antérieures, surtout lorsqu’ils sont confrontés à une tâche nouvelle.

4. Conséquences pour l’enseignement 4.3 L’enseignant se place lui-même en situation réelle de résolution de problèmes devant ses étudiants. Il verbalise sa démarche et leur offre ainsi un modèle de mise en œuvre des stratégies métacognitives. 4.4 L’enseignant effectue régulièrement des retours sur les réussites et les échecs des stratégies déployées par ses étudiants, et les amène à expliciter par eux- mêmes les raisons de ces réussites ou de ces échecs.

4. Conséquences pour l’enseignement 4.5 L’enseignant tient compte de ce que les connaissances déclaratives sont représentées dans la MLT sous une forme propositionnelle. Il recourt à des stratégies d’élaboration et d’organisation. 4.6 L’enseignant tient compte de ce que les connaissances procédurales sont représentées dans la MLT sous une forme productionnelles incluant une condition et plusieurs actions. Il recourt dans ces cas aux stratégies de procéduralisation et de composition.

4. Conséquences pour l’enseignement 4.7 L’enseignant tient compte de ce que les connaissances conditionnelles sont représentées dans la MLT sous une forme productionnelles incluant plusieurs conditions et une action. Il recourt aux stratégies de discrimination et de généralisation. 4.8 L’enseignant regroupe toutes les catégories de connaissances relatives à un même domaine dans un schéma. Lorsqu’ils ont effectué de nouvelles acquisitions, il invite ses étudiants à faire eux-mêmes ce travail de restructuration.

4. Conséquences pour l’enseignement 4.9 L’enseignant accorde de l’importance aux processus perceptuels, et amène ses étudiants à mieux exploiter les informations contenues dans leur mémoire externe. 4.10 L’enseignant exploite les ressources de la mémoire épisodique pour favoriser chez ses étudiants la contextualisation de leurs apprentissage et assurer un meilleur ancrage des concepts nouveaux dans leur propre expérience.