Les environnements d’apprentissage

1. Les environnements d’apprentissage Interfaces et Scénarisation (COM2571) 26 novembre 2013 Grégory Petit http://lrcm.com.umontreal.ca/greg/COM2571/

2. La semaine dernière • Qu’est qu’un jeu? • Théorie sur les jeux • Théorie sur les jeux vidéos • De nouveaux modes d’interaction • Retour sur les structures dynamiques

3. Benjamin Franklin Tu me dis, j’oublie Tu m’enseignes, je me souviens Tu m’impliques, j’apprends

4. Et donc on fait quoi aujourd’hui? • Un prof vs. un ordinateur • Théories sur l’apprentissage • La motivation • Apport de ces théories • Types d’environnements informatisés d’apprentissage

5. Les environnements d’apprentissage • On apprend où? • Écoles, cours à distance, Internet, etc. • Musées • Services publics  vos droits, procédures à suivre • Documentation des logiciels • Support à la clientèle • On y fait quoi? • Besoin d’information à rassembler • Besoin de connaitre les étudiants … et les professeurs! • Types d’apprentissages : quelle pédagogie employer? • Qu’est-ce qu’enseigner? Un prof vs un système informatique…

6. Un prof vs. un ordinateur

7. La question qui tue! Peut-on remplacer un prof par une machine? Peut-on compléter un prof par une machine?

8. Un prof et une interface • Ce sujet pose beaucoup de questions : • Comment reproduire ou compléter la relation prof-élèves? • Comment rendre cette interface transparente? • Comment maintenir l’intérêt des élèves (et du prof)? • Comment apporter les connaissances? • Comment savoir si quelque chose rentre dans la petite tête des élèves? • Est aussi difficile pour le prof que pour les élèves?

9. Théories sur l’apprentissage

10. Apprendre, c’est quoi? • Qu’est-ce qu’apprendre ? • Comment apprend-t-on ? • La pédagogie suggère des façons d’enseigner, mais l’apprentissage reste un processus individuel. • La compréhension suppose que l’apprenant intériorise,qu’il reconstruit ce qui lui est exposé et même plus! • Qu’est-ce qui les pousse à apprendre? • Quels systèmes et quelles interactions aident?

11. Apprendre c’est …développer sa compréhension des choses C’est … • s’adapter, s’améliorer, • extraire d’une expérience ce qui est important, • organiser les informations d’une façon utile et générale, • apprendre les solutions que d’autres ont trouvées, • pratiquer, • l’accommodation et l’assimilation (Atherton, 2003), • répéter, généraliser, transférer  devenir meilleur.

12. Behaviorisme Stimulus A Stimulus B Stimulus C Comportement A Comportement B Comportement C

13. Behaviorisme • Étude objective du comportement, refusant l'introspection, ramenant les conduites à une chaîne de comportements observables. • Doctrine en psychologie qui limite son champ d'étude aux seuls comportements extérieurs, enregistrables et mesurables, et tente d'établir des lois entre les stimuli et les réactions. • Auteurs : I. Pavlov, J.B. Watson, B.F. Skinner

14. Behaviorisme • Conditionnement stimulus-réponse • Effet de la pratique • Rôle de l’exploration • Renforcement positif > renforcement négatif

15. Le chien de Pavlov • Pavlov = papa du behaviorisme • Pour lui, un organisme répond par un comportement bien établi à un nouveau stimulus. • Il a entrainé un chien à saliver au son d’une cloche

16. Cognitivisme Stimulus A Stimulus B Stimulus C Comportement A Comportement B Comportement C Processus de traitement de l’information

17. Cognitivisme Théorie en psychologie qui fait l’étude scientifique et expérimentale des processus de traitement d’informationet du comportement en ayant recours aux méthodes scientifiques, mais pas aux explications d’ordre physiologique.

18. Cognitivisme • Importance de la réflexion, de la rationalisation dans le processus d’assimilation. • L’activité de l’être humain se base sur des représentations mentales. • Ces représentations sont en fait des reconstructions personnelles de la « réalité » par le sujet sur la base des afférences de ses systèmes perceptifs et des connaissances antérieures.

19. Jean Piaget • Il s’est consacré à l’étude du développement de l’intelligence chez les enfants et a même fait des expériences sur ses propres enfants … • Il a comparé des enfants de différents âges dans des opérations cognitives complexes comme la catégorisation, la conservation de la matière, etc. • Par exemple, on présente à l’enfant 2 images de chiens et 5 images de lapins, et on lui demande s’il y a plus de lapins que d’animaux.

20. L’évolution de l’intelligence humaine selon Piaget • Chaque individu est obligé de passer par 4 stades et chaque stade conditionne le suivant : • L’intelligence sensori-motrice (de la naissance à 2 ans) • L'intelligence préopératoire (de 2 à 6 ans) • Les opérations concrètes ou l'intelligence opératoire (de 6 à 10 ans) • Les opérations formelles (de 10 à 16 ans)

21. Cognition distribuée La cognition est distribuée entre : • les personnes et/ou les agents informatiques (système expert) qui réalisent un travail, et entre • les éléments de la situation : les objets présents dans l’environnement incluant l’info sur les écrans et autres dispositifs de présentation d’infos, les pense-bête, les listes de commandes ou mots clés, les documents papier, etc.

22. Cognition distribuée • On s’intéresse à une plus grande unité que le seul individu: le groupe et toutes les formes de représentations utilisées dans le travail. • Cela permet d’analyser la façon dont les différentes composantes d’un système sont coordonnées. • Le cadre d’analyse est plus large que l’individu. • On reconnaît le rôle cognitif déterminant des objets présents dans l’environnement.

23. Apprentissage par imitation (Bandura, 1986) • L’apprentissage est naturel  Pourquoi et comment apprennent les enfants en réalité? • Qu’est-ce qui déclenche et soutient l’apprentissage? • Il ne faut pas négliger les processus d’observation, d’imitation, de pratique. • L’intérêt, l’attention, la valorisation sont essentiels pour soutenir l’apprentissage

24. Assimilation (Atherton, 2003) • Répéter une solution connue dans toutes les situations où elle s’applique. • Associer la réalité à la théorie Théorie Réalité Réalité

25. Accommodation (Atherton, 2003) • Développer une nouvelle solution (inspirée des anciennes) face à une situation nouvelle. • Développer une théorie inspirée de la pratique. • Exemple : aspirateur Dyson

26. Théories constructivistes • La connaissance ne se diffuse pas seulement, elle se construit. • L’information est diffusée, mais c’est le traitement de l’information qui permet la construction des connaissances. • La connaissance se développe dans l’action, l’apprenant doit être actif, ce sont ses activités qu’il construit.  Spirale - difficulté graduée • Dépasser les conceptions erronées (un homme n’est pas fait pour voler … si!).  Conflit cognitif (trouble maker, Aimeur et Frasson)

27. Comment organiser le contenu à apprendre • Apprentissage des modèles mentaux  ex : composantes d’un système • Apprentissage procédural  ex : montrer les séquences, les procédures • Bastien, et al. 95 • L’information dans un environnement d’apprentissage doit être organisée de façon rationnelle (en fonction du domaine, indépendamment des actions et des tâches) • et non pas de façon fonctionnelle (liées à la réalisation d’une tâche)

28. La motivation

29. Approche sur les motivations • Qu’est-ce qui motive les gens ?  Qu’est-ce que la connaissance vient y faire? • On distingue différents niveaux de motivation, différents besoins à satisfaire.

30. Motivation et besoins • Tableau des différentes théories de la motivation  http://netrover.com/~darveau/th-motiv.htm • Hiérarchie des besoins de Maslow (1954) Besoins pouvoir accomplissement estime de soi sociaux et d’affiliation sécurité physiologiques

31. Motivation et besoins • Les besoins déterminent ce qui nous intéresse. • Il faut suivre la pyramide des besoins, mais là encore tous les individus ne suivent pas le même moule. • Pour certains … • la sécurité prime  être sûr de passer • l’accomplissement prime  devenir quelqu’un • le pouvoir prime  faire ce qu’on veut • la socialisation prime  s’intégrer dans une communauté

32. Motivation et besoins En clair, c’est : • l’importance dans la vie de tous les jours, • la reconnaissance par les autres, • la progression personnelle, • la créativité et l’autonomie personnelle, • l’attribution de rôle, d’indépendance, de pouvoir sur soi. Les besoins font ressortir à quel point les relations personnelles sont importantes dans l’apprentissage.

33. Pourquoi les autres sont importants? • Parce qu’elles viennent reconnaître notre accomplissement! • Si personne n’approuve on n’est pas certain de savoir. • La compétition ou la collaboration sont essentielles pour donner cette rétroaction sociale à notre apprentissage pour fournir une rétroaction et une évaluation sur ce qu’on a appris.

34. Donc, pour avancer, il faut … • Savoir où on va • Savoir quoi faire • Pouvoir le faire • Savoir si on avance (modèles : prof, parents, etc.) • Essayer plus d’une fois • Être valorisé pour le faire

35. Apport de ces théories

36. Implications pour la formation Pour qu’ils apprennent, il faut placer les apprenants dans des situations où : • ils feront des expériences, • la réponse sera utile ou importante, • ils pourront évaluer ce qu’ils ont fait, • ils pourront ajuster leur réponse, • les éléments importants seront mis en relief, • si la réponse a du être donnée, ils devront la généraliser, • ils pourront pratiquer, démontrer et profiter de ce qu’ils savent.

37. Donc que doit faire le tuteur? Étude des transactions mère-enfant visant à développer des connaissances (Bruner, 1982) • Attirer l’attention. • Donner l’exemple, montrer comment. • Donner une indice de la solution. • Étaler la difficulté, découper la tâche. • Développer à partir de ce qu’on vient d’apprendre pour aller plus loin (extension). • Dernière phase, explication lorsque l’action est finie.

38. Donc que doit faire le tuteur? • Étaler la matière dans le temps • Rappeler les objectifs • Vérifier les échéances • Aider les retardataires • Valoriser l ’autogestion par l’apprenant • Susciter la compétition • Susciter l’action

39. Styles de tuteurs Fournir des modèles stéréotypés répondant aux besoins des différents styles d ’apprenants • Professeur distrait (intentionnel) • passif(rarement), personnel • sur demande, il donne beaucoup de détails • motivation intrinsèque • décrit des concepts plutôt que des procédures • Contexte = connaissance acquise ou à acquérir • Gérant (performant) • autoritaire, pas de report des activités • rétroaction, impersonnel • motivation extrinsèque = notes, compétition • décrit procédures • attend de l’autonomie, compare aux autres • contexte = date, compétition, résultats

40. Styles de tuteurs • Religieux(conformiste) • beaucoup de rétroaction • décrit procédure, motivation intrinsèque • contexte = date, modèle usager • Hacker (résistant) • personnel, Actif • description hors tâche • motivation sociale • contexte = début, inaction

41. Styles d’apprenants • Intentionnel • Autonome • motivation intrinsèque, long terme • effort selon ses intérêts • Conformiste • Peu autonome • motivation extrinsèque, normative • effort minimal, cherche soutien • Performant • Motivation extrinsèque - compétitif, normatif • Effort • Peu autonome • Résistant • Peu d ’effort • Autonome • Motivé à faire le contraire

42. Types d’environnements informatisés d’apprentissage

43. Environnements informatisés d’apprentissage Objectifs Réalisation des objectifs Modèle de la tâche Modèle de l ’apprenant Interface Modèle de communication Modèle du tuteur Stratégies pédagogiques

44. Types d’environnements informatisés d’apprentissage • EAO (enseignement assisté par ordinateurs) • Enseignement assisté, enseignement programmé • EAIO (enseignement assisté interactivement par ordinateurs) • EAO avec composante de diagnostic et d’intervention • Analyse des réalisations et des erreurs • Simulations • Offre niveau concret et parfois abstrait de représentation des éléments du problème - reproduit ou transpose le contexte • Permet de les faire jouer et de “voir” le résultat.

45. Types d’environnements informatisés d’apprentissage • Training Wheel - Simulation à complexité graduelle • Environnement de planification • Simulation mais structurée selon les buts et les intentions • Suppose l’apprentissage d’un double langage • Permet de guider l’apprenant

46. Cas types d’environnements d’apprentissage • Apprentissage technique et support • Faire un guide sur comment enregistrer une émission en différé • Apprendre en ligne sur Studium • Comment ça se compare à la situation traditionnelle ? • Pour chacune des dimensions que peut-on améliorer

47. Cas types d’environnements d’apprentissage • Les forums dans Studium • Comment s’en servir? • Que rajouter selon la théorie de l’activité? • Éducation en santé • Site pour amener les gens à arrêter de fumer? • Dans un musée • Quelles bornes interactives avez-vous remarquées, pourquoi? • Avez-vous appris?

48. Limites au soutien informatique à l’apprentissage • Environnements de simulation - didactique • Moins générique • Pas toujours possible • L’aide y est souvent peu utilisée ou dérangeante (les petits avatars d’aide peuvent devenir embêtants) • Interfaces adaptatives utilisant un modèle superposé de l ’apprenant. • Soutien est réduit à la rétroaction et au contrôle de la navigation. • Très peu de nuances sur le contexte. • La navigation ne suffit pas pour construire un réel modèle de l ’apprenant. • Visibilité du modèle de l ’apprenant? • Souvent abstrait, reste extérieur à la tâche

49. Limites au soutien informatique à l’apprentissage On revient à notre première question … Peut-on remplacer un prof par une machine?

50. Atelier