Psychologie cognitive pour l'enseignant/Supports pédagogiques

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Dans le premier chapitre, nous avons parlé de la théorie du double codage. Celle-ci stipule que les connaissances sont mémorisées dans deux sous-réseaux, un pour les connaissances et informations verbales et un autre pour les informations visuelles. Celle-ci dit que l'usage de dessins, schémas et autres informations visuelles renforce la mémorisation. En effet, cela permet de mémoriser une même information à la fois dans le système verbal et dans le système visuel, la rendant plus stable, plus solide. Et qui dit usage de représentation visuelles dit généralement supports pédagogiques.

Cependant, on peut se poser la question de l'interaction entre le double codage et la charge cognitive. On pourrait croire que dupliquer les informations sous forme verbale et visuelle serait une forme de redondance qui augmente la charge cognitive inutilement. Mais ce n'est pas le cas. Il est apparu, dans quelques expériences sur le sujet, que la présentation simultanée d'informations visuelles et orales n'entraine pas de surcharge cognitive (dans une certaine mesure). Cet effet dit de modalité, peut paraitre surprenant pour nous, mais il est en réalité cohérent avec les modèles plus récents de la mémoire de travail. Ces théories disent que la mémoire de travail est composée de plusieurs sous-mémoires indépendantes :

  • une mémoire de travail verbale, la boucle phonologique ;
  • une mémoire de travail visuelle, le calepin visuo-spatial ;
  • et une mémoire de travail qui permet d'intégrer les informations verbales et visuelles.

En somme, un humain dispose de deux canaux d'entrée : un canal visuel, et un canal auditif. Les images ne peuvent passer que par le canal visuel, ce qui n'est pas le cas des mots : ceux-ci peuvent être entendu par le canal auditif (écoute), ou lu par le canal visuel (lecture). Profiter de ces deux canaux demande donc d'utiliser à la fois des images et des mots (texte, oral, etc) : cet apprentissage, qui utilise plusieurs sources, plusieurs types de supports, s'appelle l'apprentissage multimédia. Mais pour le faire intelligemment, il faut gérer la charge de la mémoire de travail, qui peut être diminuée en suivant quelques règles de design simples. En 2009, Mayer a créé une théorie généraliste concernant la création de documents pédagogiques. Les recommandations ce cette théorie, basée sur la théorie de la charge cognitive, vont vous permettre de comprendre comment diminuer la charge cognitive des documents et autres supports pédagogiques (notamment les supports numériques).

Cette image illustre l'architecture cognitive utilisée par la théorie de l'apprentissage multimédia de Mayer.

Texte écrit[modifier | modifier le wikicode]

De nombreuses expériences ont cherché à savoir si le texte était plus facile à comprendre et à mémoriser que l'oral. Ces expériences ont étés faites sur des collégiens (Lieury, Badoul, Belzic, 1996), des adolescents (Gunter, Furhnam, Gietson, 1984) et des adultes (Furhnam, Gunter, 1987; et aussi Bells Perfetti, 1994). Dans tous les cas, le texte écrit est nettement mieux mémorisé que l'oral. C'est ce que l'on appelle l'effet de supériorité de l'écrit. Cependant, l'effet n'a lieu que pour des textes relativement longs. En effet, le texte passe par le canal visuel, de faible capacité, alors que l'oral passe par la mémoire de travail verbale, plus grosse. Cela favoriser l'oral pour les textes courts. Mais pour des textes longs, le texte permet de relire plusieurs fois ou de relire les portions de texte mal comprises. Vu que les textes longs surchargent la mémoire de travail verbale, cela avantage clairement l'écrit.

Il existe une exception : lorsqu'il y a présence d'images, il est plus efficace de les présenter des images avec un commentaire audio qu'avec du texte [1][2][3][4][5][6][7]. C'est parce que le texte et les images entrent en concurrence pour l’utilisation du canal visuel. C'est ce que l'on appelle l'effet de modalité ou effet de concurrence à court terme. Les premières études sur le sujet furent celles de Mousavi et al. (1995) sur du matériel géométrique. Elles ont été suivies par TindallFord et al. (1997), qui ont reproduit ces résultats lors de l'apprentissage d’ingénierie électrique.

Éliminer le superflu permet de rendre une explication plus facile à comprendre. Ainsi, il vaut mieux supprimer la redondance pour améliorer les performances d'apprentissage : on parle d'effet de redondance. Par exemple, présenter un texte à la fois sous forme écrite et orale sur un écran d'ordinateur pourrait réduire les performances d'apprentissage.

De nombreuses expériences ont clairement montré qu'un abus de liens hypertexte peut rendre la navigation relativement labyrinthique. L'usager a alors de sérieuses difficultés à se souvenir de l'endroit où il est sur le site et ne sait donc plus vraiment se repérer dans celui-ci. Cela arrive quand des liens hyper-texte sont imbriqués : un lien renvoie vers une page qui a un hyper-lien, et ainsi de suite. On appelle cela l'effet de désorientation. Mais dans le cas d'un site bien construit, l'usage de liens hypertexte permet de diminuer la quantité d'informations présentes sur la page et de déplacer les détails dans des sections annexes. Cela permet de mieux mémoriser les idées générales du texte lu, ce qui favorise l'apprentissage. En somme, les liens hyper-texte sont à utiliser avec parcimonie, dans le but de cacher/déplacer les détails et d'alléger le texte.

Illustrer[modifier | modifier le wikicode]

Les expériences ont mit en évidence un phénomène de double codage : on retient mieux une information quand celle-ci est mémorisée à la fois sous forme verbale, et sous forme imagée. Cet effet de double codage pourrait aussi expliquer pourquoi les concepts concrets sont plus faciles à mémoriser et à manipuler. Expérimentalement, diverses épreuves de mémoire montrent qu'on se souviens nettement mieux des mots concrets que des mots abstraits dans des tâches de rappel. La théorie du double codage prétend que cela vient du fait qu'on peut visualiser les concepts concrets, contrairement aux concepts abstraits.

Une idée reçue courante, surtout chez les enseignants, est que certains élèves sont « visuels », d'autres « auditifs » ou « tactiles ». Mais dans les faits, le visuel est toujours mieux mémorisé que le verbal ou l'auditif[8][9] : on parle d'effet de supériorité de l'image sur le mot. Après tout, ne dit-on pas qu'un bon schéma vaut mieux qu'un long discours ? En conséquence, l'ajout d'informations visuelles dans un cours aide les élèves. Cela peut passer par l'utilisation de schémas au tableau, de dessins, de diagrammes, ou d'autres techniques du genre. Par exemple, Kourilslcy et Wittrock ont montré, dans leur étude de 1987, qu'ajouter des graphiques pour illustrer les relations entre concepts abstraits améliorait les performances en compréhension et de rappel d'un cours d'économie.

Les expériences de Mayer ont prouvé qu'il existe des conditions pour utiliser efficacement ces images :

  • les images ne doivent pas être surchargées en informations, et doivent rester relativement sobres
  • le texte couplé avec les images doit être explicatif ;
  • les illustrations doivent aussi être explicatives ;
  • cela ne fonctionne qu'en début d'apprentissage : des élèves novices profitent de la présence d'images mais pas les élèves qui ont de bonnes connaissances antérieures sur le sujet à apprendre ;
  • les images ne permettent que d'améliorer la compréhension de quelque chose : elle ne permettent pas de faciliter la mémorisation pure et simple de faits.

Films et animations[modifier | modifier le wikicode]

La théorie de la charge cognitive donne des recommandations spécifiques pour l'utilisation d'animations : il est préférable de les éviter et de les remplacer par des suites de dessins statiques. Le Transient information effect stipule que si on va plus vite que la mémoire de travail, de nouvelles informations vont venir remplacer les anciennes alors que celles-ci n'ont pas pu être traitées convenablement. En conséquence, seule une partie des informations est mémorisée et l'apprentissage se passe mal. Or une animation est un document dans lequel les informations sont fournies à un rythme relativement rapide : le transient information effect fonctionne à plein. Pour éviter cela, il vaut mieux recourir à des suites de dessins statiques. De plus, il vaut mieux faire en sorte que l'élève puisse choisir de passer d'un dessin à un autre de son propre chef, de façon qu'il puisse aller à son rythme et bien prendre son temps pour mémoriser et analyser les images qui lui sont présentées. Mais cette dernière recommandation n'est possible qu'avec des outils numériques avancés (sites web, ou autres).

Intégration des documents[modifier | modifier le wikicode]

De nombreux documents utilisent des informations qui doivent être traités ensemble pour être comprises. L'effet d'attention divisée nous dit que traiter ensemble des informations éloignées mène à des performances inférieures. Dans ces conditions, l'élève devra maintenir chaque élément dans sa mémoire de travail avant de pouvoir les combiner. Il vaut mieux rapprocher les informations qui doivent être traitées simultanément. De même, il semble préférable d'apprendre le fonctionnement d'un ordinateur grâce à un manuel intégrant toutes les informations nécessaires, plutôt qu'au moyen d'un manuel qui oblige à un constant aller-retour avec l'ordinateur.

Comme autre exemple, de nombreux schémas ont des légendes écrites : pour comprendre le schéma, on doit relier chaque élément de l'image à la portion de la légende correspondante. En pratique, il vaut mieux éviter de placer des légendes en dessous des schémas : les élèves comprennent mieux quand le texte est intégré aux schémas, et placé immédiatement à coté du dessin correspondant[10]. Cela fonctionne aussi bien pour des cartes géographiques ou géologiques[11], que pour les schémas électriques ou électroniques[12]. Pour en donner un exemple, prenons les deux schémas de cerveau suivants. Le premier utilise une légende, et est donc déconseillé par l'effet d'attention divisée.

Références[modifier | modifier le wikicode]

  1. Kalyuga, Chandler, & Sweller, 1999, 2000
  2. Tindall-Ford, Chandler, & Sweller, 1997
  3. Jeung, Chandler, & Sweller, 1997
  4. Mousavi, Low, & Sweller, 1995
  5. Mayer & Moreno, 1998
  6. Moreno & Mayer, 1999
  7. Mayer, 2009
  8. Denis, 1979
  9. Lieury, 1997
  10. Sweller et al. (1990)
  11. Purnell, Solman, and Sweller (1991)
  12. Chandler and Sweller (1991)