Objet d'apprentissage constructionniste

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1 Introduction

Résumé et traduction du texte en référence.

Les objets d'apprentissage sont des objets physiques. Ils sont conçus pour promouvoir l'apprentissage à travers les interactions. Ces outils peuvent être utilisés en milieu scolaire et à domicile. John Locke, dans les années 1690, a fortement contribué à ce domaine en déterminant que "la connaissance découle de l'expérience", par exemple, en tentant d'enseigner l'alphabet aux enfants par l'intermédiaire de jeux.

La vision de John Locke à su influencer d'autres penseurs comme Condillac et Rousseau et permettant une révolution des idées pédagogiques. Rousseau a complété le côté expérimental, et développé une vision des interactions basées sur la nature et les objets de l'apprentissage en tant qu'étapes des processus d'expérimentation. Condillac a plutôt développé l'angle de la sensation, et contribué à la théorie du "sensationnalisme" qui soutient que "toutes connaissances découlent de nos sens" (Knight, 1968). Ces deux auteurs soutiennent donc deux mouvements distincts: Condillac détermine l'origine de l'intelligence par les interactions sensorielles avec les objets, alors que pour Rousseau, les sources des connaissances se trouvent dans l'expérimentation du monde réel et de l'interaction avec la nature.

2 Origines des objets d'apprentissage

2.1 Le mouvement de la "Main intelligente"

2.1.1 Étienne Condillac (1714-1780)

Ce philosophe développa la théorie du sensationnalisme qui détermine que toutes nos connaissances découlent de nos sens et ne sont donc pas des idées innées. Il simplifie donc la théorie de la connaissance de Locke en ajoutant que toutes les expériences conscientes ne sont que le résultat des sensations passives.

2.1.2 Jean-Marc Gaspard Itard (1774-1838)

Itard apporta de nombreuses nouvelles méthodes pour l'éducation et le traitement des sourds et des muets. Son approche éducationnelle se base sur les entraînements sensoriels et la stimulation (Itard, 1962). Il a connu une certaine notoriété quand il s'est occupé du traitement du jeune Victor, "l'enfant sauvage de l'Aveyron", un enfant trouvé dans les bois près du village de Lacaune en France en 1797. Il tenta de lui apprendre à parler en utilisant du matériel qu'il a conçu ou adapté pour sa formation, comme un alphabet sous forme d'objet tangible.

2.1.3 Edward Seguin (1812-1880)

Seguin était l'élève de Itard et apporta de nouveaux éléments pour l'approche de l’entraînement sensoriel et les appliqua aux élèves atteints de retard mental dans des écoles d'éducation spécialisée. Il connu un certain succès en Europe et à l'étranger grâce à ses tests d'intelligence non-verbal basés sur des formes géométriques (Itard, 1962). Nous utilisons encore ces planches de formes géométrique dans les écoles enfantines. Seguin pense que l'intelligence doit être stimulée de manière active et s'appuyer sur l'utilisation d'exercices physiques et sur le développement sensoriel pour augmenter les capacités cognitives.

2.1.4 Maria Montessori (1870-1952)

Maria Montessori fut l'élève de Seguin, elle s'intéressa beaucoup à l'aide qui peut être appliquée aux enfants atteints de retard mental. Elle a également approfondit les travaux de Itard et améliora les outils d’entraînement sensoriel et de stimulation. Elle créa les outils didactiques (didactic materials). Ce fut une femme extrêmement prolifique, elle établit une philosophie éducationnelle (the Montessori method, 1916) en étendant son travail sur les enfants atteints de retard mental aux enfants "normaux" à travers son réseau "casa de bambini". En s'impliquant dans les objets d'apprentissage, elle créa de fameux outils ("Montessori materials"), basés sur les outils de Seguin (panche de formes) et Itard (lettres d'alphabet), elle développa un nouveau design regroupant 4 principales catégories: vie pratique, cinq sens, mathématique et langage. La méthode de Montessori suit des principes d'éducation comme le design des objets d'apprentissage qui se base sur le matériel pédagogique et le rôle de l'enseignant. Il faut que le design soit approprié au développement, isoler certaines propriétés, stimuler l'activité, être attrayant pour l'enfant et doit faciliter un apprentissage auto-géré, soutenir une collaboration et des interactions entre les apprenants d'âges divers. Le rôle de l'enseignant dans la méthode Montessori est de permettre à l'enfant d'agir indépendamment et d'offrir des possibilités d'apprentissage apr l'enseignement indirect. Elle a également développé le concept de " polarisation de l'attention" qui détermine des moments de d'activités et de réflexion.

2.2 Le mouvement de l' "Expérimentation"

2.2.1 Rousseau (1712 - 1778)

Rousseau, influencé par l'apprentissage et les origines de la connaissance selon Locke, il écrit un roman intitulé Émile qui parle d'un jeune garçon et de son tuteur (Rousseau, 1762). A travers ce récit, Rousseau pose les bases des théories de l'éducation centrées sur l'enfant et propose qu'au lieu d'enseigner les idées des autres, il est préférable que l'élève tire ses propres conclusions basées sur ses propres expériences et insiste sur l'éducation individualisée. Pour lui, le rôle de l'enseignant est de faciliter l'apprentissage. Il définit trois principes d'éducation: (1) l'éducation de la nature: la croissance interne de nos organes et des facultés. (2) l'éducation des hommes: l'usage que nous apprenons à faire de notre croissance. (3) l'éducation des choses: ce que nous gagnons par notre l'expérience de notre environnement.

2.2.2 Johann Heinrich Pestalozzi (1746-1827)

Pestalozzi a été inspiré par le mouvement de l'empirisme et plus précisément par Émile de Rousseau, et en 1805, il a décidé de créer une école révolutionnaire à Yverdon-les-Bains, en Suisse. Il détermine que les enfants devraient apprendre par l'activité plutôt que par les livres et les mots. Pestalozzi croit que les enfants devraient être libres de poursuivre leurs propres intérêts et de tirer leurs propres conclusions de leur observations. Pestalozzi a développé une méthode appelée "Anschauun" déterminée par l'observation directe et concrète.

2.2.3 Friedrich Wilhelm Août Froebel (1782 - 1852)

Froebel s'est préoccupé de l'enseignement des jeunes enfants à travers des jeux éducatifs à la maison, dans le milieu familial. Il a cherché à encourager la création d'environnements éducatifs basés sur des travaux pratiques et impliquant l'utilisation d'outils. il était profondément inspiré par les idées pédagogiques de Pestalozzi.

2.3 Le mouvement de la "Réalité simplifiée"

2.3.1 John Dewey (1859 - 1952)

Dewey a probablement été influencé par les écrits de Rousseau. Il soutient que les environnements d'apprentissage doivent être une simplification de la vie présente. Les enfants devraient participer à des activités sociales et être impliqués dans l'apprentissage par la pratique, spécifiquement en faisant des activités qui font partie du réel de la vie, de la vie d'adulte, de la vie à la maison.

3 Catégories des objets d'apprentissage

Ces différents penseurs se retrouvent dans des thèmes d'éducation commun tels que: apprendre de l'expérience, faire preuve d'un apprentissage actif par interaction avec du matériel d'apprentissage et avec les personnes. Selon eux, il faut contrôler l'environnement d'apprentissage. L'enseignant doit offrir des occasions d'apprentissages plutôt que de simplement délivrer du savoir.

Selon Froebel et Montessori, il est important d'utiliser des objets qui sont cohérents avec le niveau de développement de l'apprenant, qui sont hautement modulables et qui permettent des interactions sensorielles.

3.1 Kit de construction

Les catégories d'objets d'apprentissage de Froebel déterminent l'importance que peuvent représenter les kits de construction car ils aident l'apprenant à comprendre le monde physique et à s'engager dans une activité d'expression de leurs propres idées. Les artefacts de Froebel permettent par exemple d'apprendre la géométrie de manière indirecte; c'est en construisant et assemblant des bloques différents que l'apprenant va inférer des lois géométriques. Froebel est donc le précurseur de nos jouets de construction contemporains qui permettent à l'apprenant de construire des modèles des choses physiques et de s'exprimer visuellement en utilisant des kits 2D et 3D (Lego, Briques, Tinkertoys, Knex, formes de couleur, papiers découpés etc.).

Oren Zuckerman classe les kits de construction dans la catégorie "Construction & Design" (Zuckerman, 2006).

3.2 Objets pour les concepts abstraits

A contrario, les catégories d'objets d'apprentissage selon Montessori ne sont pas des kits de construction mais concernent plutôt les concepts abstraits non représentatifs du monde physique. Ainsi, chaque objet doit isoler les caractéristiques d'un concept abstrait. Le processus de manipulation de ce matériel permet à l'enfant "d'absorber" le concept abstrait à travers une interaction physique, de manière autonome, sans intervention de l'enseignant. Il n'y a donc aucune analogie au monde physique réel (ex: le matériel "barres numériques" permet à l'apprenant d'absorber des connaissances sur les nombres.). Montessori est le précurseur de nos jouets actuels tels que les puzzles, les jouets de classification etc.

Oren Zuckerman classe les objets aux concepts abstraits dans la catégorie "Manipulation conceptuelle" (Zuckerman, 2006).

3.3 Objets pour les jeux de rôle

Les catégories d'objets d'apprentissage de Dewey sont basés sur sa vision de l'environnement d'apprentissage déterminée par une simplification de la vie réelle. Ces objets doivent permettre à l'enfant de ressentir une part du monde adulte, du monde réel (ex: une dînette composée de plats, assiettes, tasses etc. ou des costumes de policier, pompier etc.). Ainsi l'enfant peut faire semblant de prendre part au monde de la vie d'adulte et apprendre par le jeu de rôle.

Oren Zuckerman classe les jeux de rôle dans la catégorie "Jeu de rôle sur la réalité" (Zuckerman, 2006).

4 Classification des objets d'apprentissage

4.1 Objets d'apprentissage classiques (non numériques)

Construction & Design Manipulation Conceptuelle (O) Jeu de rôle sur la réalité (O)
Cadeaux de Froebel Matériel de Montessori Poupées
Tissage de papier Puzzles Nourriture
Modèles de blocs Tri de formes et empilage Jeu de ménage
Unités de blocs Liaisons de couleurs Dînette
Briques LEGO® Cuisenaire Rods® Costumes de métier (pilote, docteur, etc.)
Lincoln Logs® Tuiles numériques Maison de poupée
K’Nex® Blocs d'alphabet Trains

Les objets d'apprentissage classiques sont fabriqués en bois, en plastique ou autres matériaux tangibles. Ils sont populaires encore de nos jours dans les établissements tels que les crèches, à l'école enfantine et primaire.

4.1.1 Construction & Design

Les objets d'apprentissage dans cette catégorie sont définis par les kits de construction (pour la construction 3D), ou d'unités 2D qui se connectent et / ou s'attachent ensemble pour la construction. Habituellement, les unités sont basées sur des règles géométriques afin d'aider les enfants à explorer la réalité à travers l'arrangement approximatif d'unités de façon à ressembler à des choses du monde réel, comme une maison, un arbre, une personne, une ferme etc. Les blocs peuvent être utilisés pour explorer l'abstrait et les concepts d'encapsulation en géométrie, mais en général, à travers un processus de conception. L'activité avec ces objets d'apprentissage concerne la modélisation des choses dans le monde réel.

4.1.2 Manipulation conceptuelle

Les objets d'apprentissage dans cette catégorie relèvent de la manipulation mathématique, des puzzles géométriques, des puzzles de nombres, des blocs de l'alphabet et des énigmes sur l'alphabet. La principale activité dans cette catégorie correspondant à l'organisation, le tri, l'empilage. Habituellement, il n'y a pas de créations de structures qui ressemblent à des choses dans le monde réel, mais plutôt une exploration interactive à travers l'action et / ou la résolution de problèmes. L'activité avec ces objets d'apprentissage relève d'une exploration interactive des concepts abstraits.

4.1.3 Jeu de rôle sur la réalité

Les objets d'apprentissage dans cette catégorie font référence aux objets de jeux de rôles tels que les costumes et déguisement, jeux de trains, poupées et maisons de poupées. La principale activité de jeu dans cette catégorie est de faire jouer l'imagination dans laquelle l'enfant prétend être un adulte, en utilisant des outils d'adultes, et leurs responsabilités typique d'adulte. L'activité de jeu dans cette catégorie n'est pas similaire au 'jeu imaginaire', dans lequel les enfants vont faire semblant d'être des fées, des chevaliers, des princesses, ou des dragons. La caractéristique essentielle de cette catégorie de jeux de réalité concerne les rôles permettant de faire semblant d'être un adulte à partir de la réalité d'un enfant. L'activité avec ces objets relève de l'interaction sociale et de l'exploration interactive des activités de la vie d'adulte et de leurs responsabilités.

4.2 Objets d'apprentissage numériques

Construction & Design Digitaux Manipulation Conceptuelle Digitale (O) Jeu de rôle digital sur la réalité (O)
LEGO Mindstorms Neurosmith Music Blocks Appareils de cuisine numérique
Cricket de MIT Blocs Duplo électronique Animaux numériques
Osaka Univ. ActiveCubes Système de blocs MIT
Tuiles intelligentes (université de Colorado) Blocs de flux MIT
Blocs de cellule (université de Colorado) Sussex Univ. Chromarium

L'électronique à apporté un renouvellement des objets d'apprentissage avec notamment les maquettes de trains, les voitures télécommandées, etc. Le coût de ces technologies s'est vue nettement diminuer ces dernières années, apportant une prolifération de ces jouets digitaux qui permettent l'utilisation de lumières clignotantes ou de sons associés.

4.2.1 Construction & Design numérique

Les objets d'apprentissage dans cette catégorie permettent la construction et la conception de structures en 2D et 3D, impliquant la détection et l'actionnement. Par exemple, Mindstorms (LEGO) permet la construction et la programmation des robots, de cricket (Resnick, 1996) permet la construction de sculptures cinétiques et d'art interactif, ActiveCubes (Ichida, 2004) permet la construction de formes 3D, les tuiles intelligentes et blocs de cellules (Elumeze, 2005) permettent la construction 2D et 3D de motifs lumineux. Ces objets d'apprentissage suivent la tradition de conception de Froebel, qui encourage les enfants à concevoir et construire des modèles du monde.

4.2.2 Manipulation numérique conceptuelle

Les objets d'apprentissage dans cette catégorie permettent l'interaction, l'exploration de concepts abstraits qui impliquent l'ordinateur ou la simulation de calcul. Par exemple, des blocs de musique (neurosmith) explorent la dynamique des motifs musicaux, Blocs Duplo Electronique (Wyeth, 2002) explore les logiques de calcul, blocs système (Zuckerman, 2003) explore la simulation de dynamique des systèmes, Bloque de flux (Zuckerman, 2005) explore la causalité au fil du temps, et Chromarium (Rogers 2002) enquête sur un mélange de couleur numérique. Ces objets d'apprentissage suivent la tradition de conception de Montessori qui encourage les enfants à explorer des concepts abstraits indépendamment, par un processus d'auto-guidage, en utilisant des objets physiques.

4.2.3 Jeu de rôles numériques basés sur le réel

Les objets d'apprentissage dans cette catégorie permettent un jeu de rôle actif, aider les enfants à se livrer à l'imagination et jouer des scénarios impliquant des responsabilités d'adultes. Certains objets numériques le font avec succès; d'autres limitent le jeu imaginatif de l'enfant et dictent des scénarios de jeux spécifiques. La cuisine numérique et appareils électroménagers améliorent généralement le scénario du faire semblant, ce qui porte l'enfant à faire un pas de plus vers le monde de l'adulte. Ces objets d'apprentissage suivent la philosophie de Dewey qui encourage les enfants à se livrer à l'interaction sociale et jouer un rôle dans le monde des adultes.

5 Références

  • Zuckerman, Oren (2006, in preparation), Historical Overview and Classification of Traditional and Digital Learning Objects MIT Media Laboratory, 20 Ames Street, Cambridge, MA 02139. - CiteSeer Abstract.