chapitre2:THEORIES D'APPRENTISSAGE
Les différentes théories d'apprentissage qui seront développées dans ce chapitre renvoient à quelques courants psychologiques qui sont à la base de la situation d'enseignement. Le béhaviourisme, le constructivisme et le cognitivisme.
Une théorie est un ensemble d'idées, d'opinions sur un sujet particulier. Elle Peut être encore considérée comme une connaissance abstraite, spéculative.
Le béhaviorisme ou comportementalisme est une réaction contre l'introspection. C'est un courant de pensée en psychologie dit ''scientifique'' selon lequel, les conduites observables découlent nécessairement d'un ou de plusieurs facteurs; Eux - mêmes observables ; il illustre cette idée en s'inspirant des découvertes de Pavlov sur le conditionnement classique. Expérience du cas du chien de Pavlov : l'association répétitive d'un son de cloche et de la nourriture entraîne la salivation. A la fin, on obtient une réponse à la salivation sur le seul retentissement de la cloche. Le comportement ainsi obtenu est dit répondant : la relationnelle entre le bruit et la salivation est dite conditionnement classique ou pavlovien. Sur cette base, Watson montre à travers une expérience qu'on peut apprendre la peur à un enfant par conditionnement classique. C'est l'apprentissage par conditionnement.
Plus tard, B.F. Skinner développa le concept de conditionnement opérant (initié au départ par Edward Thorndike, 1913) qu'il distingue du conditionnement pavlovien ou classique (Pavlov, 1901). En effet dans le conditionnement classique, un stimulus dit conditionné (par exemple le bruit d'une cloche) est associé à un stimulus inconditionnel (par exemple de la nourriture) pour produire une réponse conditionnelle (par exemple de la salivation). En gardant le même exemple, la salivation est considérée comme une réaction inconditionnelle lorsqu'elle est provoquée par la vue de la nourriture mais est par contre considérée comme une réaction conditionnelle lorsqu'elle est provoquée uniquement par le son. Il est important de noter toutefois qu'ici que le comportement de salivation correspond à une réaction que le sujet ne contrôle pas et n'est pas le résultat d'un apprentissage d'un nouveau comportement. Dans le conditionnement opérant de Skinner, la réponse n'est pas une réaction automatique de l'organisme mais est déclenchée par le sujet.
Suite à des expériences portant sur des rats, Skinner démontre que si un comportement produit au départ par hasard est suivi d'un stimulus de renforcement, la probabilité qu'il se reproduise est augmentée. A l'inverse, une punition rendra moins probable le fait que le comportement soit produit à nouveau. Par ailleurs, plus la durée entre le comportement et le renforcement est courte, plus la probabilité que le comportement se reproduise est forte (Skinner, 1971). Les travaux de Skinner ont par la suite été adaptés aux situations d'apprentissage et le modèle qui en résulte est celui de l'enseignement programmé.
Les tenants du béhaviorisme soutiennent la thèse selon laquelle les idées, la personnalité ainsi que les comportements, sont le résultat de l'expérience que l'environnement fait vivre aux individus. Ces auteurs clés, adoptent ainsi une attitude empiriste selon laquelle, l'explication des comportements doit être fondée sur l'expérience et sur l'observation. Car l'expérience sensible est considérée comme le réel. Sa méthode est l'introspection ce qui ne rend pas son caractère purement scientifique.
J.Broadus Watson (1878-1958) pour le conditionnement classique ou répondant et Skinner pour le conditionnement opérant ou instrumental. Watson aborde l'apprentissage humain à partir de son système de stimulus et réponse (S-R) élaboré pour les animaux et propose que le lien entre stimulus -réponse, se renforce selon la fréquence des répétitions. Il explique ainsi le conditionnement classique et suppose que toute éducation dépend d'un jeu de réflexes. Aussi, il veut que la psychologie devienne une science expérimentale où les faits observés sont au centre de la démarche de compréhension du comportement humain. Pour Thorndike(1874-1949) ; il énonce la loi de l'exercice et de l'effet : la première stipulant que la répétition d'une réponse conditionnée renforce le lien entre le stimulus et la réponse ;la deuxième voulant qu'une réponse suivie d'un stimulus agréable sera renforcée alors que celle suivie d'un stimulus désagréable diminuera. Position connexionniste selon laquelle l'étude du comportement doit se faire à partir du couple stimulus-réponse (S-R) sans intervention de l'organisme.
La psychologie béhavioriste s'est intéressée à observer le comportement d'autrui, c'est à dire ses façons d'agir et de réagir à son milieu. Les psychologues béhavioristes se sont penchés sur l'enseignement, considéré comme l'expédiant de l'apprentissage, tel que le souligne Skinner (1968) « laissé à lui-même dans un environnement donné, un étudiant apprendra, mais n'aura pas été enseigné. L'école de l'expérience n'est pas une école, non pas parce que quelqu'un n'y apprend pas, mais parce que personne n'y enseigne. L'enseignement est le combustible qui accélère l'apprentissage. Une personne qui reçoit un enseignement apprend plus rapidement qu'une personne laissée à elle-même. »
Pour les béhavioristes, l'enseignement est l'arrangement d'ensembles de renforcements appelés feedbacks, qui sont en quelque sorte des récompenses qui contribuent au maintien ou à la modification d'une réponse (un comportement observable et mesurable) suite à un stimulus initial dans un environnement donné. Il est question ici de la combinaison stimulus-réponse-feedback. L'approche béhavioriste permet donc d'étudier le comportement, qui est une performance mesurable alors que, les acquisitions (apprentissages) sont les concepts, les associations et les hypothèses ; susceptibles d'engendrer un comportement mais impossibles à observer directement et objectivement. Puisqu'on ne peut pas voir ce qui se passe dans la tête de l'apprenant, il est inutile d'y consacrer d'études tel que le raisonnement. L'apprentissage ne peut donc se manifester que dans le comportement observable et mesurable dans un environnement circonscris et précis. Ainsi, on considère que l'apprentissage s'est produit lorsque l'apprenant donne une réponse attendue à un stimulus donné. Une bonne réponse est récompensée par un renforcement positif tandis que une réponse pas correcte est suivie d'une punition qui est un renforcement négatif. Dans la situation enseignement/ apprentissage, ces différents renforcements, permettent à l'enseignant d'appliquer ce fameux dicton : la répétition est la mère de l'apprentissage. Donc l'enseignant répète une notion une ou plusieurs fois lorsqu'il constate à travers le comportement observé que la notion en question n'est pas comprise par les apprenants ; c'est l'évaluation formative au cours de la leçon. Ceci, dans le but de leur faciliter la tâche à la compréhension d'où la modification du comportement observable et mesurable confirmera le succès.
Toutes ces actions évoquées précédemment, sont préconisées par cette approche ; Elles s'appliquent dans la préparation et le déroulement d'une leçon d'informatique dans les classes de sixième donc l'interaction et les comportements observés vérifieront l'atteinte ou pas des objectifs pédagogiques assignés au début de l'enseignement. Sur une fiche de préparation de la leçon d'informatique, pour progresser dans la leçon, le professeur s'appuie sur les comportements observables et mesurables de l'élève. Pour provoquer un apprentissage ; l'enseignant procède à l'application d'un stimulus (outil pédagogique, problème...) sur l'apprenant ; ce stimulus subit un renforcement (leçon du jour...) et entraîne la modification du comportement de l'élève. Un renforcement aux réponses positives peut également contribuer à la modification des comportements. C'est la pédagogie par objectifs ; on évolue en fonction des objectifs prédéfinis au départ. La répartition des rôles est faite ainsi : - l'activité de l'élève consiste à résoudre une suite d'exercices guidés par l'enseignant. L'activité de l'enseignant : construire et organiser les objectifs d'apprentissage, hiérarchiser les exercices par complexité croissante, aider les élèves à résoudre les exercices en levant les difficultés. Les erreurs sont considérées comme liées à des absences de renforcement, donc comme un non apprentissage.
Alors, les processus d'apprentissage prennent en compte les stimuli et les réponses ; l'apprentissage est visible ; la répétition est appliquée ; les renforcements soutiennent l'apprentissage. Les processus cognitifs sont exclus de l'étude scientifique pour laisser la place au comportement objectivement observable et mesurable. L'apprentissage ici implique un changement de comportement car on ne peut voir ce qui se passe dans la tête de l'apprenant ; c'est la manifestation du comportement qui renseigne sur le niveau auquel on se trouve. L'apprentissage est donc forcément observable. Se sont ; l'environnement et les expériences subies par l'apprenant qui construisent son organisme car à la naissance il est vierge. L'apprentissage ici est donc largement le résultat d'évènements environnementaux (le conditionnement).
Le constructivisme courant psychologique mise sur pied par Jean Piaget, est né de la réaction au béhaviorisme de Watson qui réduit l'être humain à une boîte noire qui ne peut être explorée. Le constructivisme est une théorie de l'apprentissage par cette théorie, Piaget cherche à décrire et à comprendre le fonctionnement cognitif de l'enfant et les étapes de son développement. Pour lui, le potentiel biologique est prolongé par le contact avec l'environnement ; c'est l'exercice qui permet le développement de l'organisme. Les savoirs que possède un enfant ont été acquis d'une manière construite. Piaget pense que l'acquisition des connaissances se fait par étapes. Comparé à la construction d'un édifice où on ne peut passer à l'étape suivante que si on a complètement achevé l'étape qui la précède. Piaget illustre cette idée dans sa manière de structurer le développement qu'il découpe en trois principaux stades :
- le stade de l'intelligence sensori-motrice (0-2ans) ; c'est la période de la construction de l'objet permanent et de l'espace proche.
- Le stade des opérations concrètes (2-11ans) ; c'est la construction des notions de quantités, de fonction symbolique, du langage, de la conservation, de la réversibilité, de l'inclusion, de la classification...
- Le stade des opérations formelles (11-15,16ans): elle se traduit par le passage à la pensée conceptuelle et socialisée, on a le raisonnement hypothético-déductif.
L'apprentissage chez Piaget repose sur deux modalités apparemment antagonistes mais complémentaires que sont ; l'accommodation et l'assimilation. L'assimilation est l'incorporation des apports extérieurs et l'accommodation est l'adaptation aux nouvelles conditions et modification des schèmes antérieurs établis. L'apprentissage est confirmée ici à travers le processus d'adaptation qui permet à l'organisme de rechercher l'équilibre et s'adapter aux situations nouvelles du milieu. Le constructivisme souligne le caractère interdépendant de la relation organisme/milieu. L'évolution de tout développement se comprend ici comme une construction permanente résultant de la recherche de l'équilibre. Alors dans cette approche, l'apprentissage se fait d'une étape à une autre ; et à chaque étape, correspond une notion bien précise.
Le modèle constructiviste de Piaget préconise l'apprentissage dans l'interaction entre un sujet et son environnement : sujet/objet ; il étudie le mode de construction des connaissances chez l'individu dans le but de rendre compte du mode de construction de la connaissance scientifique acquise par un apprenant. Cette approche utilise la méthode clinique qui consiste en une interrogation guidée pour mettre en évidence les raisonnements utilisés par les enfants. Dans la théorie piagétienne, le sujet apprend en s'adaptant à un milieu ; c'est en agissant sur le monde qu'on apprend ; c'est à travers des expériences effectuées qu'on acquière une connaissance. L'enfant est un individu ayant son propre rythme d'évolution que la pédagogie doit prendre en considération ; ce qui est différent dans les pédagogies attachées à des programmes précis ; l'apprentissage se fait par l'action.
Dans son modèle d'apprentissage, le développement se caractérise par le passage d'une structure à une autre par le processus d'équilibration. L'adaptation ici est la recherche d'un équilibre entre le sujet et le milieu ; elle est la combinaison de l'assimilation et de l'accommodation. C'est à travers l'adaptation d'un individu à un milieu qu'on découvre s'il y a eu apprentissage ou non. Ce mécanisme d'apprentissage (adaptation = assimilation + accommodation), est l'intégration des données du milieu dans les schèmes antérieurs ; ou encore la modification des schèmes du sujet en fonction des données du milieu dans lequel se trouve ce dernier. La répartition des rôles dans le processus d'enseignement/apprentissage est le suivant : activité de l'élève ; il construit ses structures à partir de l'activité déployée sur l'environnement. Pour le rôle de l'enseignant, il enrichit des situations à soumettre à l'activité du sujet. Ainsi se déroule l'enseignement dans l'approche constructiviste.
Bien qu'ayant des apports tels que : l'individu dans une situation d'apprentissage, est en rapport avec l'environnement. Ce qui se traduit par son dégrée d'adaptation aux situations environnantes. A chaque type d'apprentissage possible, correspond un stade de développement précis. Par exemple une notion enseignée en classe de sixième en informatique, est structurée en fonction du degré de maturation des apprenants de ce niveau de même pour une notion enseignée en classe de seconde pour cela l'inverse ne répondra pas aux attentes du courant constructiviste. A chaque niveau son contenu en fonction de l'étape de développement de population cible. Pour ce qui est de ses limites, le langage ne joue aucun rôle ici de même que l'affectif ; il ne connaît pas de renforcement, pas d'échanges observables entre l'enseignant et l'apprenant. Ici pas de prise en compte des aspects sociaux de l'apprentissage tel le rôle des paires. Après cette approche, on aborde l'approche cognitiviste.
Le cognitivisme, défend l'idée selon laquelle, la psychologie est l'étude des processus mentaux et non du comportement observable. À la différence des courants mentalistes, elle ne pense pas que l'introspection soit une voie d'accès particulièrement fiable pour explorer le mental. Ainsi, la psychologie cognitive est née de la révolte contre les courants introspectionnisme, associationnisme, structuralisme, gestalt-théorie et du béhaviorisme qui considère l'être humain comme une boite noire à la quelle on n'a pas droit à l'accès. L'homme est réduit à une machine ; les structures mentales ne sont pas prises en considération ce qui favorise le caractère abstrait de la psychologie or la psychologie cognitive la veut scientifique pour cette raison, elle naît et évolue.
Hull et Tolman, sont les premiers à ouvrir la "boîte noire", c'est-à-dire l'ensemble des phénomènes qui prennent place entre la stimulation du sujet par l'environnement et la réponse observable de l'organisme. La psychologie cognitive est véritablement née dans les années 1950 en même temps que l'intelligence artificielle. En effet, une fois admis le principe d'étudier le contenu de la boîte noire, il fallait développer des concepts pour décrire ce qui s'y passait. Les débuts de l'informatique ont justement permis de fournir un arsenal conceptuel permettant de penser la cognition : la notion d'information et de traitement de l'information. Les fondations du cognitivisme reposent sur la psychologie expérimentale, le béhaviorisme et le gestaltisme.
S'appuyant sur la méthode expérimentale, elle se charge d'étudier tout ce qui fait "L'esprit" de l'homme, elle cherche à comprendre la cognition, c'est à dire comment l'humain construit de la connaissance et la transforme. Donc tout ce qui intervient dans cette construction fait partie du processus cognitif. Elle repose sur le paradigme de "traitement de l'information". Le terme cognition (connaissance dans le sens de processus et de produit) privilégie l'étude du fonctionnement de l'intelligence, de l'origine de nos connaissances ainsi que des stratégies employées pour assimiler, retenir et réinvestir les connaissances. Elle s'intéresse essentiellement à la perception, le traitement en mémoire, le langage et ce, en regard du cerveau. Pour le traitement de l'information, cette théorie s'inspire du modèle de fonctionnement de l'ordinateur pour expliquer comment la mémoire recueille, traite et emmagasine les nouvelles informations et repère, par la suite, ces informations. Dans cette optique, on considère les processus mentaux comme responsables de cette succession d'étapes du traitement.
Dans l'apprentissage stratégique du modèle cognitiviste, Tardif (1992), présente un modèle d'apprentissage fondé sur l'importance de l'appropriation graduelle et effective des stratégies cognitives et métacognitives (générales et spécifiques aux tâches proposées) jugées nécessaires à une démarche structurée d'apprentissage. C'est un modèle qui a pour visée générale de susciter l'engagement cognitif et affectif (motivation scolaire), de montrer à l'apprenant comment traiter les informations d'une façon adéquate, d'amener l'élève à effectuer des transferts. On vise le développement d'une pensée efficace et autonome en référant en concept de métacognition eu égard à ses composantes fonctionnelles concernant le cognitif et l'affect.
Tardif partisan du cognitivisme, conçoit le processus enseignement / apprentissage à quatre étapes dont la première est : - le principe de base de l'apprentissage ; l'apprentissage est un processus dynamique de construction des savoirs ici, le sujet est actif, constructif et motivé. L'apprentissage suppose l'établissement de liens entre les nouvelles informations et celles déjà organisées (représentations). Il exige l'organisation incessante des connaissances. Et suppose, la mobilisation de stratégies cognitives et métacognitives ainsi que des savoirs disciplinaires. L'apprentissage produit à la fin d'un enseignement, renvoie aux connaissances déclaratives procédurales et conditionnelles.- La deuxième étape est celle de la conception de l'enseignement. L'enseignement renvoie, à l'instauration d'un environnement didactique respectant les principes de base énoncés ci haut. Il prend en compte les connaissances antérieures de l'élève. La didactique est axée ici sur l'utilisation des stratégies cognitives et métacognitives. Elle est également axée sur l'organisation des connaissances. Dans l'enseignement, on note aussi l'instauration de situations d'apprentissage suscitant l'exécution de tâches complexes, de résolution de problèmes, de transfert, etc. - la troisième conception, est celle du rôle de l'enseignant ; l'enseignant joue ici le rôle de concepteur et de gestion ; il conçoit la leçon et gère la classe. Il joue le rôle d'entraîneur ; il entraîne ses élèves en leurs faisant acquérir des connaissances destinées à les rendre aptes à la résolution des situations données à travers des exemples suivis. L'enseignant est également le médiateur entre les connaissances et les apprenants ; le motivateur des élèves en se sens qu'il suscite chez les enfants l'envie, l'engouement d'apprendre. Ceci peut se faire à travers les objectifs fixés à atteindre à la fin de la leçon, à l'importance de la notion dans le vécu quotidien des apprenants, ou encore à travers des récompenses attribuées aux meilleurs et à la punition infligée aux paresseux permettant de les ramener à l'ordre. Quant à la dernière conception qui est celle de - l'évaluation, elle doit être fréquente ce qui permettra à l'enseignant de vérifier très souvent la compréhension de la notion par les élèves. On note ; l'évaluation des connaissances, des stratégies cognitives et métacognitives. L'évaluation souvent formative et parfois sommative. Donc pendant et à la fin de la formation. Dans la conception de l'évaluation, on note que la rétroaction est centrée sur l'emploi des stratégies utilisées et sur la construction des schémas de sens que constituent les réponses. C'est-à-dire la réponse donnée par un apprenant est valide si la technique employée pour répondre est valide et le processus de traitement de l'information est respectée.
Bien que les sciences cognitives constituent un domaine d'étude encore très jeune, elles ont déjà profondément modifié notre manière d'envisager l'apprentissage et l'enseignement (Bruer, 1997, Tardif, 1992, Wilson et Cole, 1996). Aujourd'hui, l'apprenant n'est plus perçu comme au temps du règne des béhavioristes. Voilà qu'il est un système qui traite activement l'information qu'il reçoit; il n'est plus un simple contenant dans lequel l'enseignant déverse de l'information. Voilà aussi qu'on lui reconnaît une manière unique et personnelle de penser et d'apprendre, tout en admettant qu'il est soumis à certaines limites cognitives universelles. On ne peut désormais plus ignorer que le contexte joue un rôle fondamental dans le processus de construction des connaissances. Ainsi, l'objet d'étude du cognitivisme est la structure mentale et le processus de traitement de l'information et non le comportement observé comme dans le behaviorisme. C'est la démarche employée par l'apprenant pour répondre à une question posée qui confirme la bonne réponse ou l'atteinte de l'objectif par l'enseignant.
En somme, dans l'approche behavioriste, l'apprenant découvre le savoir ; dans le constructivisme, l'apprenant construit son savoir et dans le cognitivisme l'apprenant traite activement le savoir qu'il reçoit de l'enseignant qui ici, est le concepteur. Après ces différents courants psychologiques qui soutiennent la pratique éducative, il nécessite de passer à l'enseignement de la discipline informatique.