« Psychologie cognitive pour l'enseignant/Faire des liens » : différence entre les versions

Mais cetcette élaboration n'a pas systématiquement lieu ou elle peut mal se passer, pour plusieurs raisons.

* Une autre raison est que la plupart, si ce n'est tous les concepts, ne peuvent se former qu'en combinant des connaissances antérieures entre elles. Si ces connaissances ne sont pas acquises, l'apprentissage ne peut avoir lieu. Pour le dire autrement tout concept a des pré-requis, des connaissances sans lesquelles on ne peut pas le comprendre. Cela impose des contraintes assez fortefortes sur l'ordre d'apprentissage des notions : tel concept doit être appris avant tel autre s'il est un de ses pré-requis.

Si la mémoire à long terme est sollicitée dans l'encodage, il ne faut pas oublier le rôle déterminant de la mémoire à court terme, aussi appelée '''mémoire de travail'''. Pour rappel, cette mémoire maintient à l'esprit une quantité limitée d'informations durant une dizaine de secondes. C'est cette elle qui sert à mémoriser un numéro de téléphone avant de le composer ou à comprendre ce que dit un professeur. L'idée principale est qu'elle a une capacité limitée à 4 informations maximum (autrefois, on pensait que c'était 7 ± 2). Des informations trop complexes ont donc tendance à saturer la mémoire de travail, perturbant l'apprentissage, contrairement à des informations simples. Éviter de saturer la mémoire de travail lors de l'apprentissage est donc très important.

Une conséquence de cela est qu'apprendre beaucoup de choses permet de donner une bonne base aux apprentissageapprentissages futurs<ref>Bandalos, Finney, & Geske, 2003</ref><ref>E. Wood, Willoughby, Bolger, & Younger, 1993</ref>. Une grande partie des mauvais résultats des élèves provient d'ailleurs d'une sémantique trop pauvre en connaissances antérieures. Ce fait est bien illustré par le fait que les résultats scolaires sont bien corrélés aux savoirs acquis, bien plus qu'au QI ou toute autre mesure des capacités cognitives. Pour donner quelques chiffres, une étude d'Alain Lieury nous dit que la corrélation entre connaissances encyclopédiques en classe de 5e et résultats scolaire l'année suivante est d'approximativement 0,72. La corrélation est la même avec le taux de redoublement 4 ans plus tard. Notons que ces deux corrélations sont plus élevées que les corrélations avec les tests de QI ou de raisonnement (0,50)<ref>Alain Lieury (1996)</ref>.

Elles peuvent être utilisées pour former des analogies, par exemple. Pour illustrer ce cas, je vais prendre l'exemple des méthodes de simplifications des équations logiques, utilisées en électronique. Ces équations décrivent des circuits électroniques en utilisant une algèbre, l’algèbre de Boole, qui ressemble à l’algèbre normale sur certains points, mais pas sur d'autres. EtEh bien les élèveélèves qui ont une connaissance correcte de l’algèbre auront beaucoup plus de facilité à comprendre ces méthodes de simplifications que ceux qui sont mauvais en mathématiques. L’algèbre usuelle sert ici de connaissance propédeutique à l’algèbre de Boole. Et on pourrait citer d'autres exemples.

Quoiqu'ilQuoi qu’il en soit, bien utiliser les connaissances propédeutiques demande de les introduire avant le concept dont elles facilitent l'apprentissage. Cela demande donc de bien séquencer les notions, de bien gérer leur ordre d'apprentissage, mais aussi parfois de rajouter des concepts dans le cursus, d'ajouter des connaissances qui sont réutilisées plus tard pour simplifier des explications ultérieures.

====L'importance des classicationsclassifications====

Il est certain que certaines classificationclassifications sont plus faciles à comprendre en partant des concepts généraux et en les spécialisant, alors que d'autres sujets sont plus simples à comprendre avec l'autre méthode. Une des raisons à cela est la familiarité des conceptconcepts à aborder : mieux vaut commencer par aborder les concepts les plus familiers, ceux que l'élève peut comprendre plus facilement, ceux qu'il peut relier à des choses déjà connues. Dans certains cas, les catégories générales peuvent être peu intuitives pour l'élève, contrairement aux catégories particulières. Un exemple serait la classification des animaux : la différence entre un chat et un lion (tous deux des félins) est plus intuitive que la différence entre mammifères marsupiaux et placentaires. Mais ce n'est pas un reproche général : il existe de nombreux cas où les catégories générales sont au contrairescontraire plus familières que les catégories particulières.Pensez par exemple à la classification des arbres : la différence entre un feuillu d'un conifère est plus simple à comprendre que la différence entre un hêtre d'un chêne. De manière générale, la familiarité ne dépend pas trop de la place dans la hiérarchie de la structure cognitive. Les chercheurs ont longtemps pensé que les concepts intermédiaires, ni trop généraux, ni trop particuliers, étaient ceux qui étaient les plus facilement appris, mais la roue a un peu tourné depuis. Ce n'est pas un cas général.

Si l'on se trouve dans un cas où ce détail ne joue pas ou peu, on peut trouver des défauts à la méthode par généralisation, que la méthode par dérivation n'a pas. Déjà, la méthode par dérivation a une charge cognitive plus faible, elle fait un meilleur usage des ressources limitées de la mémoire de travail. Elle part des concepts qui ont le plus petit nombre de propriétés et chaque dérivation d'un nouveau concept ajoute quelques propriétés. A chaque étape, le nombre de propriétés à ajouter tient facilement dans la mémoire de travail. Par contre, la méthode par généralisation demande à l'élève de mémoriser un grand nombre de propriété pour chaque concept. Elle part en effet des concepts les plus particuliers, qui ont un grand nombre de propriétés. De plus, chaque étape demande de comparer eux eux divers concepts particuliers, et d'en dégager les propriétés commune. Toutes les propriétés de tous les concepts doivent être analysées pour en dégager un motif commun. La charge de la mémoire de travail est alors extrême. Autant dire que cette méthode est assez compliquée à utiliser et qu'elle donnera de mauvais résultats chez les élèves faibles, qui ont une mauvaise mémoire de travail.

Les relations de méronymie décrivent les relations entre un objet et ses parties. Tout ce que l'on peut dire est qu'elles permettent de représenter des objets ou situations complexes, que l'on peut décomposer en éléments plus petits. Dès qu'un regroupement spatial existe, ces relations interviennent systématiquement. Par exemple, on peut citer le cas d'un sous-domaine de l'électronique : l'architecture d'un ordinateur. Ce domaine étudie comment fonctionnent les ordinateurs, comment concevoir leurs circuits, etc. Les ordinateurs sont composés de circuits (processeurs, RAM, I/O), qui sont eux-mêmes composés de sous-circuits (ALU et décodeur d'instruction pour le CPU, plan mémoire et décodeur pour la RAM, et autres), qui eux-mêmemêmes sont composés de sous-sous-circuits (additionneurs, ...) et ainsi de suite jusqu'aux transistors. Un autre exemple est celui de l'anatomie : le corps humain est composéscomposé de systèmes (immunitaire, digestif, nerveux, ...) eux-mêmemêmes composés d'organes, eux-mêmes composés de tissus, eux-mêmes composés de cellules, elles-mêmes composé d'organites, etc. On peut se représenter le tout sous la forme d'une hiérarchie d'objet imbriqués les uns dans les autres, comme des poupées russes.

Du point de vue de l'élaboration, il est possible de placer les concepts sur un continuum qui va des détails (les plus précis et plus ciblés) aux grands principes et idées générales (plus abstraites). Les détails sont souvent isolés, reliés à un petit nombre de concepts, guère plus, alors que les idées générales sont souvent des concepts centraux, qui servent de ''hub'' dans les réseaux sémantiques. Si les détails se mémorisent, les idées générales et grands principes se comprennent. Alors certes, les détails et anecdotes sont importants, mais ils devraient idéalement être intégrés dans un socle de connaissances conceptuelles qui leur donnent un sens, qui permettent de les relier entre eux. Et pour cela, les idées générales sont les plus indiquées : elles servent de liant qui colle les détails entre eux. Les faits ne valent rien par eux-mêmemêmes, du moins tant qu'ils ne sont pas interconnectés entre eux. Attention, cependant : cela ne signifie pas que le par cœur est mauvais, mais que les connaissances acquises par cœur doivent être reliées entre elles par la suite.

Cette abstraction des connaissances acquises influence non seulement la mémorisation mais aussi l'utilisation ultérieure des connaissances, leur transfert. Pour en donner un exemple, on peut citer la fameuse étude de Chi et al. (1981). Dans celle-ci, les expérimentateurs ont observésobservé comment des experts (des professeurs de physique) et des novices (des étudiants en début de cursus) catégorisaient des exercices de physique. Leur étude a montré que les novices ont tendance à fonder leurs analyses sur des détails présents dans l'énoncé (coefficients numériques, vocabulaire utilisé, ...), alors que les experts ont tendance à penser en fonction d'idées générales et de principes abstraits (la loi de conservation de l'énergie, la quantité de mouvement, ...). Au fur et à mesure que les étudiants progressent dans leurs études, ilils classent de plus en plus ces exercices en fonction des caractéristiques générales.