La planification de son enseignement par l'enseignant ou l'enseignante exige une harmonisation avec l'orientation pédagogique qu'il ou qu'elle privilégie, les apprentissages que l'élève est appelé à faire et les caractéristiques de la technologie utilisée. Toutefois, l'obtention de résultats positifs semble favorisée lorsque l'approche pédagogique retenue possède certains traits bien déterminés : une préoccupation pour une maîtrise des apprentissages en connexion avec le réel, la collaboration entre élèves, etc.
a) L'étude de la conception des systèmes d'enseignement
assistés par ordinateur (EAO), notamment la manière dont on
structure les divers éléments de ces ensembles et les fins
auxquelles on veut les faire servir, est un domaine encore peu développé.
Ainsi, si l'on se reporte à un texte d'Allan Collins (1996), où
celui-ci s'interroge sur les questions qui sous-tendent la conception d'environnements
favorables à l'apprentissage, on constate qu'il fait état
de plusieurs considérations de fond dont les pédagogues devraient
tenir compte lorsqu'ils conçoivent ou choisissent, par exemple, un
environnement EAO (par exemple: celui-ci doit-il favoriser un apprentissage
limité sur beaucoup de choses ou en profondeur sur peu?), mais, comme
l'auteur lui-même le fait remarquer, la plupart de ces questions ont
un caractère général et devraient faire l'objet d'attention
dans la conception de tout environnement d'apprentissage, informatisé
ou non.
Chose certaine toutefois, il existe des systèmes d'apprentissage
qui font le lien entre les activités éducatives et ce qui
est attendu des documents pédagogiques (entendre ici logiciels).
Ainsi, dans la taxonomie de Peled, Peled et Alexander (1994), la maîtrise
de savoirs de base est mise en relation avec les documents pédagogiques
qui sont centrés sur des exercices et des travaux pratiques; on procède
de cette façon parce que, dans ce cas, les documents pédagogiques
ont pour fonction d'aider l'utilisateur à parvenir à une organisation
appropriée de l'information à maîtriser et de lui fournir
une rétroaction systématique sur le niveau de maîtrise
qu'il a atteint.
À l'autre extrémité de l'échelle, la taxonomie
proposée relie les activités éducatives qui impliquent
l'analyse et la synthèse de connaissances avec des outils <<ouverts>>
tels que les logiciels de traitement de texte, parce que l'une de leurs
principales caractéristiques est le fait que c'est l'utilisateur
lui-même qui fournit le contenu. L'utilité de telles taxonomies
provient de la classification générale qu'elles proposent
des divers types de documents pédagogiques en fonction de différentes
activités éducatives. Dans ce champ d'étude qu'est
la conception de systèmes d'apprentissage, la vraie question consiste
cependant à savoir comment on peut accroître la capacité
d'analyse et de synthèse de connaissances d'élèves
à l'aide de moyens qui sont intégrés dans l'ensemble
technologique lui-même au point de le caractériser.
Voici quelques exemples établissant une relation entre des résultats
d'apprentissage et les possibilités qu'offrent les nouvelles technologies.
Riel, dans une étude parue en 1990, montre que le fait d'écrire
une histoire pour un public réel dans le cadre d'un système
de communication informatique, plutôt que pour les fins d'une réussite
scolaire seulement, améliore la qualité du texte produit.
Les caractéristiques du courrier électronique du système
informatique, où il y a un lecteur réel et possibilité
d'une réponse immédiate, donnent une plus grande signification
à l'activité.
De même, dans le projet CSILE, étant donné la disponibilité
d'un graphiciel que l'on peut annoter et relier à d'autres textes,
les élèves peuvent plus facilement que dans une classe ordinaire
expliquer des phénomènes dynamiques (la dérive des
continents, par exemple) (voir Scardamalia, Bereiter and Lamon, 1994). L'expérience
du Groupe de l'Université Vanderbilt (voir Premième constatation,
e) fournit un troisième exemple. Le niveau de réussite démontré
dans l'analyse et la compréhension de problèmes par les élèves
dépend de l'utilisation de documents multimédias qui présentent
des problèmes réels d'une certaine complexité et que
les élèves peuvent rattacher aux personnages mis en scène
(Cognition and Technology Group, 1996).
b) Ensemble, les environnements d'apprentissage CSILE et Jasper Woodbury
ont fait bénéficié l'apprentissage et le rendement
des élèves et ont explicitement incarné les caractéristiques
des systèmes d'enseignement assistés par ordinateur fondés
sur une analyse des résultats obtenus par les élèves
dans leurs apprentissages. Ainsi, la conception de ces environnements mérite-t-elle
une description additionnelle.
Le projet CSILE reflète une pédagogie qui met l'accent sur
la participation des élèves et des enseignants à la
construction d'un savoir. En conséquence, il se présente comme
un système ouvert à l'intérieur duquel les participants
et les participantes introduisent et associent de différentes manières
des contenus. La recherche menée par Scardamalia, Bereiter et leurs
collègues avec l'environnement d'apprentissage CSILE en est venue
à s'appuyer de plus en plus sur une pédagogie qui vise à
favoriser chez l'élève la construction d'un savoir qui est
durable, qui conduit à la compréhension de phénomènes
et de problèmes où l'on s'interroge sur le pourquoi et qu'il
est capable d'appliquer dans différentes situations.
L'analogie que Scardamalia et Bereiter utilisent s'inspire de ce qui se
passe dans les disciplines universitaires, où la construction du
savoir possède un double caractère, public et privé,
et est concrétisée et démontrée par des publications,
des exposés, des cours, des programmes d'études et d'autres
travaux qui ont un caractère public (Scardamalia et Bereiter, 1993).
En conséquence, Marlene Scardamalia et Carl Bereiter proposent de
concevoir l'utilisation des nouvelles technologies en respectant les orientations
suivantes, ce qu'ils font déjà pour leur compte à travers
le projet CSILE.
i) On doit prévoir de la part des participants et des participantes
des contributions signées et des contributions anonymes, l'une et
l'autre considérées comme publiques, ainsi que des contributions
considérées comme privées. Une telle orientation permet
de consulter le travail des autres afin de comparer des idées et
de se familiariser avec des contenus plus difficiles. Elle fournit aussi
un stimulant à une réflexion personnelle et à l'épuration
de ses propres idées.
ii) L'équipement utilisé et un système de renvois
appropriés doivent permettre de classer, de commenter et de relier
entre elles différentes contributions. De telles orientations visent
à contrer la <<disparition>> de l'information accumulée
à l'intérieur de fichiers et de dossiers et à empêcher
que, en conséquence, elle devienne peu accessible aux élèves
pour les aider à approfondir, à juger et à discuter.
iii) On doit aussi prévoir la mention des auteurs des contributions.
On peut ainsi attribuer à chaque élève avec assurance
et de manière appropriée ses propres idées et constituer
un relevé évolutif de sa construction d'un savoir.
iv) Les dispositifs de stockage et de consultation de l'information
doivent permettre de situer les diverses contributions dans un contexte
communautaire. En adoptant cette orientation, on vise à promouvoir
auprès des élèves qui travaillent sur les aspects différents
d'un problème une mise en relation des idées apparentées
à l'aide d'indices appropriés.
v) On prévoira des modalités variables d'accès,
de façon à accommoder des utilisateurs ayant des âges
et des acquis différents. Cette orientation, que l'on peut mettre
en oeuvre en utilisant des icônes et quelques mots simples, favorise
l'accessibilité, de même que les corpus de connaissances ayant
un caractère public.
vi) Il importe d'assurer la cohérence de l'information et
d'éviter sa surcharge. Cette orientation permet aux élèves
de classer, de relier, d'ordonner ou de modifier de quelque autre manière,
au fur et à mesure qu'ils s'en servent pour construire leur savoir,
les diverses contributions disponibles. La gestion du système doit
aussi être telle qu'elle tient les élèves informés
des contributions qui ne sont pas utilisées, afin qu'elles puissent
être éliminées ou redevenir privées.
vii) Enfin, l'équipement doit prévoir l'accès
à des ressources éloignées. Cette orientation, effective
à travers la liaison avec des réseaux et la possibilité
d'utiliser des disques optiques compacts (DOC), situe la construction de
son savoir par l'élève à l'intérieur d'une communauté
plus étendue et plus <<authentique>> de construction
du savoir, qui inclut notamment le monde de l'entreprise et du travail,
le domicile et une institution publique telle que le musée.
c) Par contre, le projet du Cognition and Technology Group at
Vanderbilt (1991) s'inspire d'une pédagogie qui met l'accent
sur la compréhension et la résolution de problèmes
complexes, tirés de situations réelles. De ce fait, concernant
les contenus, il se présente comme un système beaucoup plus
structuré que dans le projet CSILE. En fait, à l'origine de
ce projet, le Groupe de l'Université Vanderbilt a procédé
à une recherche sur des élèves de 5e et de 6e années
qui éprouvaient des difficultés en lecture et en mathématiques
et a mis l'accent d'une façon toute particulière sur la compréhension
de problèmes mathématiques qui comportaient des données
sur la vitesse, la distance et le temps (v.g. si un autobus franchit 100
km par heure, combien de temps mettra-t-il à franchir la distance
de 500 km qui sépare Montréal de Toronto?). Par la suite,
il a élargi son champ d'étude afin d'y inclure le soutien
à la compréhension et à la résolution de problèmes
reliés à des situations beaucoup plus complexes et proches
du réel et dont la résolution requiert de la part de l'élève
réflexion et planification tout autant que l'application de formules
et des calculs mathématiques (Cognition and Technology Group, 1996).
L'approche du Groupe de l'Université Vanderbilt est concrétisée
dans Les Aventures de Jasper Woodbury, soit une série de documents
vidéos et de divers autres documents. Cette approche s'appuie sur
les principes suivants.
i) On présente des problèmes réels dans un contexte
réel. On applique ce principe en premier lieu en présentant
sur une bande ou un disque vidéo des personnages (v.g. Jasper Woodbury)
aux prises avec des problèmes bien précis tels que celui de
savoir s'ils possèdent assez d'essence pour secourir dans un endroit
éloigné, avec un canot à moteur, un oiseau rare et
en danger. L'application de ce principe atteint un certain nombre d'objectifs.
Tout d'abord, on suscite l'intérêt de l'élève
et on produit chez lui un phénomène d'identification, notamment
en exposant un problème à travers un récit dont il
peut se considérer comme un participant (au moins par personne interposée).
En second lieu, à travers l'utilisation d'un document qui, pour l'essentiel,
est un document multimédia qui combine une information verbale et
une information visuelle, on peut présenter aux élèves
des problèmes plus complexes d'une manière compréhensible.
Enfin, l'information détaillée et fidèle au réel
que présente en fond de scène le vidéo peut servir
comme un point de départ pour des problèmes appartenant à
d'autres domaines que celui des mathématiques.
ii) On inclut toutes les données requises dans la présentation.
En appliquant ce principe, on s'assure que la présentation contient
une information suffisante pour résoudre le problème posé
et on se montre fondamentalement honnête face aux élèves,
en ce sens qu'ils découvrent progressivement que le fait de travailler
avec le contenu du vidéo peut conduire à une solution réelle.
iii) On propose des problèmes complexes. Chacune des situations
décrites recèle un problème qui comprend plusieurs
étapes et, habituellement, peut être résolu de plus
d'une manière. L'application de ce principe a pour effet d'inciter
l'élève à la maîtrise de problèmes complexes
qui ressemblent fortement aux problèmes avec lesquels il sera aux
prises en dehors de la classe et confèrent ainsi un sens aux connaissances
et aux habiletés en calcul qu'il a apprises.
iv) On formule les problèmes d'une manière qui stimule
la réflexion. En plus de fournir une information suffisante, la description
du problème est telle qu'elle incite les élèves à
le résoudre en plusieurs étapes. L'application de ce principe
favorise l'engagement des élèves dans la recherche d'une solution
et attire l'attention sur l'importance de posséder des habiletés
de planification et de recherche pour comprendre et résoudre des
problèmes réels.
v) On prévoit des liaisons entre les différents champs
d'études. L'exposé de la complexité des problèmes
est structuré de telle manière que la solution des problèmes
en cause requiert divers types de connaissances et d'habiletés, notamment
dans le domaine de la lecture, de la planification, des statistiques et
de la géométrie, voire de la géographie, sans oublier
l'arithmétique comme telle. En appliquant ce principe, on favorise
donc chez l'élève l'intégration des connaissances et
des habiletés.
vi) On structure la description des problèmes de façon
à promouvoir des transferts d'une situation à une autre. On
applique ce principe par des paires d'événements centrées
sur les mêmes thèmes mathématiques (v.g. des problèmes
de vitesse et de distance, mais aussi de consommation de carburant). Ces
paires d'événements incitent les élèves à
appliquer à des situations nouvelles, mais aussi en partie semblables,
les connaissances et les habiletés dont ils ont acquis la maîtrise
par ailleurs.
d) On peut envisager à deux niveaux la question du design
d'environnements d'apprentissage centrés sur l'utilisation des nouvelles
technologies (voir Reusser, 1996). Dans les paragraphes précédents,
il a déjà été question d'un premier niveau,
défini comme général; on a vu que les caractéristiques
des environnements d'apprentissage reflètent les caractéristiques
de la pédagogie adoptée par les enseignants. Le second niveau
touche la conception des logiciels requis pour enseigner des contenus ou
des habiletés spécifiques. Cette conception dépend
d'une analyse attentive des savoirs que l'on veut que les élèves
apprennent et soient capables d'appliquer aussi bien que d'une prise en
compte de la séquence de présentation de ces savoirs que l'on
juge appropriée pour en faciliter la maîtrise.
i) Une étude effectuée par Jackson, Edwards et Berger
(1993) attire l'attention sur ces questions avec plus de précision.
Ces chercheurs ont étudié la conception de logiciels grapheurs
utilisés dans l'élaboration d'un programme d'études
destiné à enseigner à des élèves du secondaire
comment analyser des données et les présenter graphiquement.
Une expérimentation avec des logiciels commerciaux a révélé
que leur problème majeur résidait dans leur structuration
et, plus particulièrement, dans la structuration de la prise de décision
du tout début de la démarche d'utilisation (p. 425). En effet,
dans ces cas, la production d'un bon graphique requiert de la part de l'utilisateur
une connaissance approfondie du logiciel avec lequel il souhaite le produire
s'il veut, par la suite, pouvoir prendre des décisions sur des aspects
tels que le choix, parmi plusieurs options complexes, des caractéristiques
de l'échelle de chacun des axes du graphique. De tels logiciels fournissent
à l'expert les outils qui lui conviennent, mais laissent l'élève
perplexe devant un labyrinthe de choix.
Par la suite, les mêmes chercheurs ont conçu un logiciel spécialisé
comportant un appui perceptuel au savoir que les élèves devaient
appliquer pour produire un graphique. L'une des caractéristiques
majeures de ce logiciel a été l'inscription dans une même
fenêtre des choix de diagrammes (i.e. à colonnes, avec une
ligne ou à barres, à secteurs, etc.) et des variables des
axes horizontal et vertical possibles. Étant donné que les
caractéristiques des variables (i.e. des nombres ou des catégories)
restreignent le choix du type de graphique possible, la juxtaposition de
ces possibilités constitue un aspect déterminant de l'élaboration
d'un graphique. Ainsi, l'utilisation, sur l'axe horizontal, d'une variable
telle qu'une région géographique élimine la possibilité
d'un diagramme à barres.
Une autre caractéristique du nouveau logiciel a été
la disposition en séquence des choix relatifs aux caractéristiques
de l'échelle des axes (i.e. valeur minimale et maximale de l'axe
vertical). En procédant de cette façon, on a réalisé
deux objectifs : tout d'abord, l'ordre de présentation par le logiciel
des options possibles correspond à la démarche de prise de
décision par l'élève; en second lieu, l'élève
est à tout moment en mesure de voir les effets de ses décisions
sur l'élaboration du diagramme, ce qui lui permet de découvrir
que tel graphique est nécessairement le résultat de telle
décision spécifique.
Une autre question demeure : comment inscrire le logiciel grapheur prévu
à l'intérieur d'une approche pédagogique particulière?
Jackson et ses collègues ont répondu à cette question
en concentrant leurs efforts sur des mesures qui favorisent la rétroaction
et la souplesse. Ils ont ainsi créé trois modes différents
de présentation des contenus : un mode restrictif qui, compte tenu
des décisions antérieures de l'élève, limite
les choix possibles; un mode ouvert, qui présente toutes les options
possibles et un mode <<conseil>>, qui présente aussi
toutes les options, mais, au moyen de brèves notes, informe l'élève
des implications de certains de ses choix. Les élèves ont
pu effectuer des exercices avec ce logiciel durant environ six heures.
Par la suite, on a évalué leurs apprentissages. On l'a fait,
non en évaluant leur capacité d'utiliser le logiciel, mais
en leur confiant une tâche où ils devaient appliquer ce qu'ils
avaient appris, soit, en relation avec une série de problèmes,
la critique et des suggestions d'amélioration de présentations
graphiques. Les élèves qui avaient bénéficié
du mode de présentation <<conseil>> ont obtenu de meilleurs
résultats que les autres. Les observations recueillies durant la
réalisation de la tâche et les entrevues effectuées
par la suite suggèrent que, dans le mode <<conseil>>,
la combinaison d'une possibilité d'explorer les résultats
de telle ou telle option et d'une rétroaction sur les implications
facilitait l'apprentissage. On a ainsi découvert toute l'importance
que revêt une participation active de l'élève à
son apprentissage, même pour un contenu comme l'élaboration
de graphiques, qui appartient au domaine des habiletés.
ii) Kozma, Russell, Jones, Marx et Davis (1996) ont étudié
l'élaboration d'un logiciel pour illustrer aux étudiants de
baccalauréat le phénomène chimique de l'équilibre
dynamique entre les gaz de différentes couleurs. Le logiciel a été
conçu pour supporter l'apprentissage de l'étudiant d'un modèle
expert d'équilibre de gaz, entre autres, que, même si, au niveau
physique général, deux gaz atteignent un état d'équilibre
proportionnel constant l'un par rapport à l'autre à une température
donnée, au niveau moléculaire, les molécules d'un gaz
se transforment continuellement en l'autre et inversement. D'où,
le terme 'équilibre dynamique'. Le logiciel présente un certain
nombre de représentations interreliées illustrant le phénomène
et inclut: i) une fenêtre vidéo affichant l'appareil physique
(v.g., éprouvette ayant le mélange de gaz, cuvette pour chauffer,
thermomètre, etc.) et les caractéristiques du phénomène.
La séquence du vidéo montre un changement de couleur dans
le mélange de gaz (du rose au rouge) quand le mélange est
chauffé, ii) une fenêtre graphique illustrant les proportions
des deux sortes de gaz en fonction de la chaleur. Les points dans le graphique
sont reliés à la fenêtre vidéo afin que le logiciel
produise le graphique au moment du vidéo pendant que le mélange
est chauffé. iii) une fenêtre d'animation affichant des molécules
symboliques qui se déplacent, se heurtent, et parfois se transforment
d'une sorte de molécule à une autre. Cette fenêtre fournit
une représentation de la connaissance experte de l'équilibre
dynamique. En outre, la fenêtre est reliée aux deux autres
fenêtres -- quand la température augmente, les molécules
de la fenêtre d'animation augmentent de vitesse de même que
le nombre de collisions; les variations correspondant au changement d'une
sorte de gaz à l'autre correspondent aux couleurs et points caractéristiques
des autres fenêtres. Cette dernière fenêtre est à
considérer, car elle fournit une représentation matérielle
d'un phénomène qui auparavant était strictement mental.
Le logiciel a été élaboré pour différentes
démarches pédagogiques, d'une démonstration en salle
de cours au travail exploratoire des étudiants en situation de laboratoire.
L'évaluation des effets du logiciel a été effectuée
sur le temps d'exposés magistraux et en utilisant le format d'analyse
prétest-post test. Les connaissances de l'étudiant sur l'équilibre
dynamique ont été évaluées avant que le thème
soit traité dans le cours régulier de chimie. Les étudiants
ont ensuite assisté à deux cours d'une heure durent lesquelles
le professeur utilisait le logiciel pour illustrer les aspects du phénomène.
Par la suite, les connaissances des étudiants ont été
évaluées au moyen d'une mesure post test. Les résultats
démontrent des hausses importantes dans les résultats concernant
les caractéristiques et processus d'équilibre dynamique (la
moyenne des notes pour le post test était d'une déviation
normale au-delà de la moyenne des notes du prétest). L'étude
démontre ainsi l'efficacité potentielle du logiciel pour l'apprentissage
de représentations interreliées et de l'ordre des connaissances
expertes.
Productions Tact
16 janvier 1997