Introduction à la conception d'environnements informatiques pour l'apprentissage humain (EIAH)

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Utilisateur: Ariadna R. M. - Volée Aegir

1 Résumé

Cet article se veut une introduction concise à l'apprentissage par la technologie et à la conception d'environnements informatiques pour l'apprentissage humain (EIAH).

2 Introduction

Nous vivons dans un monde où la technologie influence de plus en plus tous les aspects de notre réalité et où l'apprentissage et l'enseignement ne sont pas en marge de cette transformation.

La technologie est-elle arrivée dans le secteur de l’éducation pour y rester ? La recherche actuelle semble optimiste. Une revue récente de méta-analyses sur l'apprentissage scolaire et les technologies numériques réalisée par Leroux, Monteil et Huguet (2017) conclut qu'en moyenne, les usages numériques à des fins éducatives ont un effet positif et significatif sur l'apprentissage, bien que dans la majorité des cas ces effets seraient modestes.

Dans cet article, nous passerons en revue les moyens d’exploiter la technologie pour faciliter les processus d'apprentissage et d'enseignement, en révisant les concepts clés et en fournissant des directives de base pour leur conception.

3 Développement

3.1 Qu'entend-on par apprendre en utilisant la technologie ?

Afin d'examiner dans quelle mesure la technologie peut faciliter l'apprentissage, nous devons d'abord nous mettre d'accord sur ce que nous entendons par l'apprentissage. Selon Tchounikine et Tricot (2010), l’apprentissage est une modification de la capacité à réaliser une tâche sous l’effet d’une interaction avec l’environnement.

La technologie ouvre un monde de possibilités dans le champ de l’éducation, nous permettant de présenter des informations au format multimédia, de mener des recherches d’informations dans des bases de données géantes à grande vitesse, et d’utiliser des simulations qui immergent l’apprenant dans un monde virtuel.

Alors, qu’entend-on par apprentissage par la technologie ? Pour Mayer (2010), ce concept implique des situations d'apprentissage dans lesquelles l'expérience pédagogique est construite à l'aide d'un instrument tel que l'ordinateur ou Internet.

Ainsi, technologie, enseignement et apprentissage humain sont intimement liés dans des environnements informatiques pour l'apprentissage humain (EIAH), des programmes destinés à être utilisés par des apprenants impliqués dans une situation d'enseignement et à accompagner ou susciter leur apprentissage (Tchounikine, Tricot, 2010).

Ce nouveau champ de travail nécessite une innovation dans le domaine de l'ingénierie pédagogique et, comme le souligne Morin (1990), s'accompagne d'une grande complexité. Nous avons deux alternatives, la première étant d ‘essayer de réduire cette complexité en créant des situations de laboratoire expérimentales qui la mitigent. La deuxième serait d’assumer la complexité et de passer à l'action par la conception des EIAH et ainsi faire face à cette incertitude (Sanchez, 2018).

3.2 Passer à l'action : le processus de conception d'EIAH

Leroux, Monteil et Huguet (2017) rappellent que la conception, comme les usages, des dispositifs numériques scolaires doit être nourrie par des travaux scientifiques sur les processus cognitifs et sociaux qui sous-tendent l'apprentissage.

En ce sens, la théorie des mécanismes d'apprentissage des technologies considère qu'il est important de prendre en compte les limitations cognitives de l'apprenant lors de la conception d'un nouvel EIAH. Ces limitations s’assoient sur la base des trois grandes théories issues de la recherche des sciences cognitives.

La théorie du double canal de Paivio (1986, 2007) selon laquelle le cerveau humain dispose de deux canaux distincts pour traiter les informations verbales et visuelles ; la théorie de la capacité limitée de Baddeley et Sweller (1999) qui considère que le cerveau humain ne peut traiter qu’une petite quantité d’informations à la fois dans chaque canal ; et celle du traitement actif (Mayer, 2008 ; Wittrock, 1989) qui dit que l’apprentissage est signifiant lorsque l’apprenant met en œuvre un processus cognitif approprié.

Dans ce sens, un enseignement par la technologie efficace a comme but d’aider l’apprenant à engager un traitement cognitif approprié sans pour autant surcharger son système cognitif. Pour atteindre cet objectif essentiel il faut : - Réduire le traitement cognitif inutile, qui ne contribue pas à l’objectif du cours, en conservant un cadre d’apprentissage aussi simple que possible. - Contrôler le traitement essentiel qui est nécessaire pour se représenter mentalement les informations reçues. - Favoriser le traitement génératif qui sert à dégager le sens des informations présentées en les organisant mentalement et à les intégrer aux autres connaissances utiles.

Le tableau ci-dessous présente brièvement certains des principes qui peuvent nous aider à atteindre cet objectif.

Tableau 1. Principes fondés sur la théorie et l’expérience pour réduire le traitement inutile, contrôler le traitement essentiel et favoriser le traitement génératif. (Mayer, 2010).

Il existe plusieurs méthodes de conception, mais dans cet article nous nous limiterons à ce qui nous semble le mieux adapté aux prémisses des auteurs que nous venons de citer : la recherche orientée par la conception.

3.3 La recherche orientée par la conception

Il s'agit d'un processus collaboratif dans lequel les praticiens (enseignants, développeurs informatiques, concepteurs, étudiants…) ne sont pas traités comme de simples utilisateurs mais deviennent acteurs, de véritables concepteurs, travaillant ensemble avec des chercheurs afin de mettre en place le processus de recherche qui aboutira à la création d'une EIAH. Ainsi, le praticien et le chercheur devront avoir une vision commune de la manière dont leurs praxéologies se rejoignent. En tant que tel, il ne s'agit pas seulement d'apprendre les uns des autres (et ensemble), il s'agit de faire évoluer les pratiques. Le travail qui en résultera sera contributif, c'est-à-dire que la recherche et la conception se nourriront mutuellement tout au long du processus.

Ainsi, l'innovation est appréhendée comme un processus d'ingénierie qui part de la connaissance scientifique pour permettre la conception de nouvelles situations et enrichir les pratiques (Chevallard, 1982).

Voici un exemple synthétique d’un processus de conception :

3.3.1 Conception - inventer, spécifier et réaliser

Cette première étape est la détection des besoins pour définir les objectifs du dispositif. Ensuite, il faudra créer un prototype pour pouvoir le tester en situation réelle le plus tôt possible.

3.3.2 Implémentation et recueil de données – expérimenter

Ce processus est itératif, c’est-à-dire, nous allons tester le prototype en le modifiant en fonction des retours d'expérience des utilisateurs potentiels jusqu’à trouver la version finale qui répond vraiment à leurs besoins. Nous allons accompagner ce processus avec la collecte et l’analyse des données ethnographiques et l’analyse de l'apprentissage (learning analytics) qui va nous aider avec les itérations.

3.3.3 Après la conception : Cycle des usages de la technologie

Selon le cycle des usages de la technologie de Carroll (2004), l’utilisateur passe par les étapes suivantes avant de vraiment s’approprier un nouveau dispositif :

a. Adoption : l’utilisateur choisi d’utiliser ou non le dispositif.

b. Utilisation : l’utilisateur explore et adapte les fonctionnalités à son propre contexte d’usage.

c. Acceptation et appropriation effective : l’utilisateur adopte une utilisation régulière et stabilisée.

3.3.4 Amélioration en continue – faire évoluer le dispositif

L’analyse des traces, c’est-à-dire, des données tirées des usages des utilisateurs d’un dispositif, permet d'analyser l’EIAH en termes de comportements des utilisateurs et d'usages effectifs dans l'objectif d'obtenir un retour sur l'activité (Thibaut CARON, 2018). C’est à partir de l’analyse de ces données que nous pourrons déterminer si l'EIAH favorise réellement l'apprentissage à l'aide de la technologie et, si c’est le cas, l’améliorer et le faire évoluer afin de répondre aux besoins réels de nos utilisateurs.

Pour approfondir ces étapes et concepts, merci de consulter le MOOC d’introduction à la recherche sur les EIAH (Environnements Informatiques pour l’Apprentissage Humain).

4 Conclusion

Pour que les EIAH atteignent leur objectif de favoriser l'apprentissage de manière convaincante, il semble impératif que leurs concepteurs gardent à l'esprit que la technologie doit être adaptée aux besoins de l'apprenant et de l'enseignant et non l'inverse. Ce sont les méthodes d'enseignement, et non les supports technologiques, qui permettront finalement l'apprentissage.

Pour conclure, je pense que nous pouvons affirmer que les EIAH s’imposeront par leur efficacité et que d’avantage de recherches devront être faites dans tous les domaines concernés, en particulier les sciences de l'éducation, la psychologie et la technologie pour optimiser son utilisation dans le domaine de l’éducation.

5 Bibliographie

- ATIEF, Caron T. (2018, décembre 18). Analyse de Traces : Objectifs de traçage. Capsule vidéo du MOOC d’introduction à la recherche sur les EIAH. Youtube. https://www.youtube.com/watch?v=aQMnhcq4HBM&feature=emb_title

- ATIEF, Michel C. (2018, décembre 15). Adaptation : Analyser l'appropriation pour analyser l'adaptation. Capsule vidéo du MOOC d’introduction à la recherche sur les EIAH. Youtube. https://www.youtube.com/watch?v=9soVe48UClo&feature=emb_title

- ATIEF, Sanchez E. (2018, décembre 14). Méthodes de conception : recherche orientée par la conception. Capsule vidéo du MOOC d’introduction à la recherche sur les EIAH. Youtube. https://www.youtube.com/watch?v=iiN3Axy5a9c&feature=emb_title

- Leroux, G., Monteil, J. & Huguet, P. (2017). Apprentissages scolaires et technologies numériques : une revue critique des méta-analyses. L’Année psychologique, vol. 117(4), 433-465.

- Mayer, R. (2010), « Apprentissage et technologie », dans Dumont, H., D. Istance et F. Benavides (dir. pub.), Comment apprend-on ? : La recherche au service de la pratique, Éditions OCDE, Paris.

- Tchounikine, Pierre & Tricot, André. (2011). Environnements informatiques et apprentissages humains.

- George S, Michel C, Ollagnier-beldame M. (2013). Usages réflexifs des traces dans les environnements informatiques pour l'apprentissage humain. Intellectica, 2013/1, 59pp.