Les theories contemporaines sur l'apprentissage








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3. Un nouveau modèle d'apprentissage

Pour pallier à ces insuffisances en matière d'apprentissage, il nous a donc semblé utile de promouvoir un autre modèle. Sa particularité première est d'être à finalité typiquement didactique. Ce nouveau modèle tente de répondre directement et prioritairement aux questions liées à l'apprentissage. De plus, il n'a pas été transposé à partir d'une autre approche comme la plupart des théories ci-dessus, même s'il comporte des éléments qui en sont issus. En outre, il permet d'inférer des prévisions : un ensemble de conditions propres à générer des apprentissages. C'est d'ailleurs ce dernier plan, appelé environnement didactique, qui est le plus souvent sollicité (Giordan et Girault 1992).
Dans ce texte, nous ne le décrirons que partiellement. Pour en savoir plus sur sa structure, nous renvoyons les lecteurs à d'autres textes (Giordan 1987, Giordan 1989).

3.1. Fonctionnement du modèle

L'appropriation de tout savoir dépend de l'apprenant, principal "gestionnaire" de son apprentissage. Elle se situe tout à la fois dans le prolongement des acquis antérieurs et en opposition à ces derniers. En effet pour tenter de comprendre, l'élève ne part pas de rien, il possèdent ses propres outils : les conceptions. Elles lui fournissent son cadre de questionnement, sa façon de raisonner et ses références. C'est à travers cette grille d'analyse qu'il interprète les situations auxquelles il est confronté ou recherche et décode les différentes informations qui l'interpellent.

Cependant tout apprentissage significatif doit se réaliser par rupture avec les conceptions initiales de l'apprenant. Lors de l'acquisition d'un concept, l'ensemble de sa structure mentale est profondément transformée, son cadre de questionnement est complètement reformulé, sa grille de références, largement réélaborée.
Ce qui nous a fait écrire que l'élève apprend à la fois "grâce à" (Gagné), "à partir de" (Ausubel), "avec" (Piaget) les savoirs fonctionnels dans sa tête, mais dans le même temps, il doit comprendre "contre" (Bachelard) ces derniers.
En effet, pour apprendre, l'apprenant doit aller le plus souvent contre sa conception initiale, mais il ne le pourra qu'en faisant "avec", et cela jusqu'à ce qu'elle "craque" quand cette dernière lui paraîtra limitée ou moins féconde qu'une autre déjà formulée.

Mais, encore faut-il qu'il ait l'occasion de faire fonctionner une telle approche. Ce processus n'est pas le fruit du hasard, il s'établit seulement en fonction des structures de pensée en place (questions, cadre de référence, opérations maîtrisées) et des enjeux que l'individu perçoit de la situation.
Les conceptions ne sont donc pas uniquement le point de départ, ni le résultat de l'activité. Elles sont les instruments mêmes de l'activité mentale. Appréhender une nouvelle connaissance consiste alors à l'intégrer dans une structure conceptuelle déjà fonctionnelle. La nouvelle conception se substitue à l'ancienne en remplaçant les structures conceptuelles antérieures. Toutefois ce qui change principalement dans la tête de l'apprenant, et là le modèle allostérique le montre nettement, ce ne sont pas les informations, c'est le réseau qui les relie et qui produit une signification en réponse à une question.

L'apprenant est ainsi au coeur du processus de connaissance. Le savoir ne se transmet pas, il procède d'une activité d'élaboration pendant laquelle le système conceptuel mobilisé par l'apprenant, confrontant les informations nouvelles et ses conceptions mobilisées produit de nouvelles significations plus aptes à répondre aux interrogations qu'il se pose.
L'enseignement du concept de circulation à l'école primaire ou dans le premier cycle du secondaire ne va pas de soi. Faire passer l'idée que le sang circule n'a pas de "sens" en soit, d'autant plus qu'on ne sait trop quelle est la signification du mot circuler. En tout cas, on peut constater que le message ne passe pas tant qu'il n'y a pas une question derrière.

1. Une motivation possible pour approcher ce concept peut être la question de la nutrition. Les organes ou les cellules (à discuter suivant le public choisi) ont besoin de se nourrir. Comment le peuvent-ils ? Les élèves se rendent compte aisément qu'ils n'ont pas d'accès direct sur l'extérieur. Un procédé a du être mis en place par le vivant. A ce moment là, le sang déjà bien connu prend sa place : il devient le liquide de transport.
Ce déséquilibre conceptuel permet d'entrée de concerner les élèves. Toutefois tous les obstacles sont loin d'être encore franchis. Il faut encore que les enfants soient convaincus que la nutrition est l'affaire de toutes les cellules ou de tous les organes et non une fonction globale de l'organisme en général : "on mange pour vivre". Un temps pour argumenter sur ce plan doit avoir sa place à ce niveau.

2. L'excrétion des cellules peut mobiliser ce premier message et renforcer le rôle de sang. Toutefois l'idée d'apport de nourriture et de récupération des déchets n'implique pas automatiquement l'idée de circulation (au premier sens de cercle). Historiquement on a toujours envisagé un mécanisme type : l'arrosage des champs. Cette autre difficulté peut être dépassée si les élèves sont confrontés à une autre question: "le sang est-il sans cesse renouvelé comme l'eau dans les prés? Si non est-ce le même?"

Un petit calcul peut aider :
- "environ 5 litres de sang passent par minute dans le coeur",
- "on ne peut pas fabriquer autant de sang par minute surtout qu'on en a autant en tout".

Cette argumentation ébranle le modèle de l'arrosage mais elle ne suffit pas seule à induire l'idée d'un transport en cercle. Sur ce plan, il est préférable d'introduire le modèle de circuit. La circulation seule, renvoie à l'idée de circulation automobile avec un aller-retour sur la même route. Le maître directement ou indirectement par les situations qu'il crée, doit induire l'idée de circuit. Les schémas habituels sont illisibles ou bloquent cette idée, notamment à cause de la double circulation où nutrition et respiration se superposent. Quelques situations de confrontation possibles :

- film sur un alevin transparent où on peut mettre en évidence, grâce aux globules rouges, le circuit sanguin plus simple des poissons,
- envisager la continuité artères et veines et réflexions sur ce qui se passe dans les organes (travaux sur capillaires),
- réalisation de maquettes dynamiques pour visualiser le parcours du sang, avec pompe, organes et types de tuyaux et matérialiser les fonctions des éléments du système. Dans les expositions, la possibilité de visualiser par des boules se déplaçant avec éclairage différent ou changement de couleur (à cause de la température) peuvent aider à visualiser les transformations du sang dans les organes et les poumons. En classe, cette modélisation peut être entreprise avec du matériel de récupération.
Ce dernier point constitue une première approche pratique de la modélisation. Des modèles papier-crayon peuvent également être fabriqués par les élèves avec succès.

3. L'idée de nourriture peut être reprise et mobilisée à propos de la respiration, autre préoccupation facile à induire chez les élèves. "Il faut apporter de l'oxygène" aux organes ou aux cellules. Dans ce cas toutefois, un obstacle très fort est à franchir pour certains d'entre eux, la respiration n'est pas seulement affaire de poumons. De plus, des mises en relation multiples sont aussi à effectuer par les élèves :

- nourriture + oxygène --->énergie
- les organes ont besoin d'énergie,
- les organes fabriquent cette énergie : utilisation métaphore de la voiture.

Chaque point nécessitent des explicitations et des confrontations entre élèves ou entre élève et documentation. Des conceptogrammes peuvent aider les élèves à y parvenir. Autre problème lié à résoudre : que peut-on dire sur l'oxygène pour ne pas en rester à l'idée fréquente de vitamine. Si tous ces éléments sont requis, on obtient dans ce cas un autre renforcement par mobilisation du savoir sur une autre situation.

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3.2. Obstacles à l'apprentissage

A côté de son aspect explicatif, le modèle allostérique permet encore de prévoir une série d'obstacles à l'apprentissage. Ils se situent à différents niveaux, ce qui induit nécessairement des traitements spécifiques différents. En premier lieu, cas le plus simple, il peut manquer une information nécessaire. Dans d'autres cas, l'information nécessaire lui est accessible, mais l'apprenant n'est pas motivé par rapport à cette dernière ou la question qui le préoccupe est autre. Troisièmement, l'apprenant est incapable d'y accéder pour des raisons de méthodologie, d'opérations ou de référentiels. Enfin le plus souvent, il lui manque les éléments propres à la gestion effective de la compréhension.
C'est sur ces deux derniers points que le modèle allostérique est le plus pertinent. Dans le cas des apprentissages fondamentaux, il montre nettement que le savoir à acquérir ne s'inscrit jamais automatiquement dans la ligne des connaissances antérieures ; celles-ci représentent, le plus souvent, un obstacle à son intégration. Il faut donc prévoir une transformation radicale du réseau conceptuel. Cela implique un certain nombre de conditions supplémentaires.

  • Premièrement, l'apprenant doit se trouver en condition de dépasser l'édifice constitué par les savoirs familiers. Or cela n'a rien d'évident car les conceptions qu'il active, correspondent aux seuls instruments à sa disposition : c'est à travers elles qu'il décode la réalité. Il lui faut donc constamment remettre en cause ces conceptions car celles-ci conduisent inévitablement à l'évidence et constituent ainsi un "filtre" sur la réalité.

  • Deuxièmement, la conception initiale ne se transforme que si l'apprenant se trouve confronté à un ensemble d'éléments convergents et redondants qui rendent cette dernière difficile à gérer.

  • Troisièmement, l'apprenant ne peut élaborer un nouveau réseau conceptuel qu'en reliant différemment les informations engrangées, notamment en s'appuyant sur les modèles organisateurs qui permettent de structurer les savoirs autrement.

  • Quatrièmement, les concepts en cours d'élaboration demandent à être -pour devenir opérationnels- différenciés progressivement et délimités dans leur champ d'application au cours de l'apprentissage, puis consolidés par une mobilisation du savoir dans des situations autres où ils peuvent être appliqués.

  • Enfin, l'apprentissage suppose que l'apprenant exerce un contrôle délibéré sur son activité d'étude et sur les processus qui régissent cette activité, et cela à différents niveaux. D'abord, l'apprenant doit réorganiser l'information qui lui est présentée (ou alors qu'il se procure) en fonction des appréciations qu'il se fait des situations, des significations qu'il élabore à leur propos, des représentations du savoir qu'il établit. Ensuite, l'apprenant doit concilier l'ensemble des paramètres précédents pour constituer -dans le cas où il peut être réutilisé- un nouveau savoir. Enfin, il doit repérer les ressemblances et les différences entre les anciennes connaissances et les nouvelles et résoudre le plus souvent les contradictions.

3.3. Conditions pour une transformation

Si l'une des conditions précédentes n'est pas remplie, l'apprentissage risque d'être compromis. La pensée d'un apprenant ne se comporte donc pas comme un système d'enregistrement passif qui graverait un nouveau savoir sur un terrain jusque là vierge. Elle possède son propre mode d'explication qui oriente la manière dont sont appréhendées les informations nouvelles.
Ce réseau conceptuel, constitué de manière involontaire et inconsciente à partir des premières expériences et des interprétations personnelles des situations d'enseignement ou de médiation antérieures constitue un véritable filtre pour toute nouvelle acquisition.

C'est donc l'apprenant qui, pour une raison ou pour une autre, doit se trouver en situation de changer ses conceptions. Si l'enseignement ne les prend pas en compte, celles-ci résistent vivement à tout changement ou remodelage. Or, l'apprenant ne met pas seulement en place un simple processus d'assimilation-accommodation. Certes, un processus autorégulateur doit être établi, mais il ne peut fonctionner seulement comme un "pont cognitif" (Ausubel) ou comme une "abstraction réfléchissante" (Piaget 1976).
L'image qui peut qualifier au mieux la mécanique de l'apprendre est celle d'une élaboration. En effet l'apprentissage présente à la fois des modes principalement conflictuel et intégrateur. De plus, sa principale caractéristique est d'être d'abord interférentiel. Ces interférences sont la conséquence des multiples interactions nécessaires, entre conceptions et contexte d'apprentissage, entre conceptions et concepts, et surtout entre les multiples éléments qui constituent les conceptions (cadre de questionnement, cadre de références, processus conceptuel mis en jeu et même traces utilisées). L'action propre de production de signification de l'apprenant est au coeur du processus de connaissance. C'est ce dernier qui trie, analyse et organise les données afin d'élaborer une réponse personnelle à une question. Et personne ne peut le faire à sa place. Encore faut-il qu'il ait "en tête" une question qui l'intrigue. Seul l'apprenant peut travailler à intégrer les informations neuves qui lui parviennent ou qu'il rencontre afin de leur donner un sens qui demeure compatible avec l'organisation d'ensemble de la structure mentale préalablement établie. C'est d'ailleurs là que la notion d'interférences prend toute son importance. Ce qui demande du temps et passe nécessairement par une séries d'étapes successives.

Toutefois le moteur de ce processus n'est pas une simple "maturation". C'est plutôt une émergence dépendant des conditions internes qui régulent la pensée de l'apprenant d'une part. D'autre part, les conditions extérieures dans lesquelles est plongé l'apprenant interfèrent à leur tour largement. D'ailleurs, c'est le réseau de relations mobilisées entre le système conceptuel de l'apprenant et les informations glanées à l'école et hors de l'école qui est pertinent, et non la suite des données enregistrées.
On voit alors combien l'apprentissage ne peut être non plus un mécanisme d'accumulation. Pourtant cette idée sous-tend encore tous les programmes scolaires. On décompose la connaissance en une série de disciplines, et les disciplines en chapitres, sous-chapitres, etc. On les aborde successivement, leur juxtaposition reconstituant spontanément le tout.

L'appropriation du savoir doit être envisagée d'abord comme une suite d'opérations de transformation systémique et progressive, où ce qui compte principalement est que l'élève soit concerné, interpellé dans sa façon de penser. Or habituellement, le savoir lui est proposé "à froid", sans questionnement.

3.4. Un environnement didactique

Ce processus ne peut pas être le produit du hasard. Il doit être largement favorisé par ce que nous appelons un environnement didactique,mis à la disposition de l'élève par l'enseignant, et d'une manière plus générale par tout le contexte éducatif et culturel. La probabilité pour qu'un apprenant puisse "découvrir" seul l'ensemble des éléments pouvant transformer les questionnements ou pouvant faciliter les mises en relation multiples et les reformulations est pratiquement nulle dans un temps limité. Même les autodidactes reconnaissent que leurs acquisitions ont été facilitées.

Parmi les paramètres significatifs, un certain nombre d'entre-eux peuvent être déjà répertoriés grâce au modèle allostérique. D'abord, le contexte éducatif doit nécessairement induire une série de déséquilibres conceptuels pertinents. Il s'agit de faire naître chez l'apprenant une envie d'apprendre, puis une activité élaboratrice. Pour cela, il faut le motiver par rapport à la question ou à la situation à traiter ou du moins le faire entrer dans cette dernière.

Un certain nombre de confrontations authentiques sont en particulier indispensables. Ce peuvent être des confrontations élève-réalité par le biais d'enquêtes, d'observations ou d'expérimentations dans le cas où celles-ci s'y prêtent. Ce peuvent être aussi des confrontations élève-élève par le biais de travaux de groupes ou de confrontations avec les informations. Toutes ces activités doivent convaincre l'apprenant que ses conceptions ne sont pas suffisamment adéquates par rapport au problème traité. Elles l'aident à expliciter sa pensée et l'entraînent à prendre du recul par rapport à ses évidences, le plus souvent à reformuler le problème ou/et à envisager d'autres relations. En outre elles peuvent le conduire à glaner un ensemble de données nouvelles pour enrichir son expérience.

Deuxièmement, il est important que l'apprenant ait accès à un certain formalisme. Ce formalisme qui peut prendre des formes très diverses (symbolisme, schématisation, modélisation) est une aide à la réflexion. Pensez combien les chiffres arabes et les règles de la multiplication peuvent faciliter cette acquisition contrairement aux chiffres romains ou aux abaques du Moyen-Age !
Bien sûr le symbolisme choisi doit être accessible et facilement manipulable pour l'apprenant. Il doit correspondre à une réalité, lui permettre d'organiser les diverses données ou lui servir de point d'ancrage pour produire une nouvelle structuration du savoir. Sur ce dernier plan, l'introduction de modèles permet toujours une vision renouvelée de la réalité. Elle peut servir de "noyau dur" pour fédérer les informations et produire un nouveau savoir.

Faire naître chez l'apprenant une activité élaboratrice sur un tel sujet n'est pas simple. Les élèves ont l'impression de connaître, "la plante se nourrit dans le sol" et ils sont peu motivés pour en savoir plus. Diverses situations peuvent l'interpeller avec succès : plantes sans sol, cultures hydroponiques, plantes de forêts tropicales aériennes, lentilles, misères dans verre. Il faut signaler l'importance de la maîtrise, au préalable ou en parallèle chez l'apprenant, d'un certain niveau d'attitude et de démarche. Cela facilite le questionnement et une prise de recul par rapport aux phénomènes. Chaque fois une réelle confrontation est indispensable (confrontations élève-réalité, confrontations élève-élève) pour qu'il puisse expliciter sa pensée dans le cadre de travaux de groupe. De plus, divers travaux doivent l'amener à glaner un ensemble de données nouvelles pour enrichir son expérience par rapport à la question en jeu. Ils doivent le conduire à tester sa pensée par le biais d'observations ou d'expériences (variations des divers facteurs expérimentaux : lumière, température, concentration en CO2, sel minéraux, etc.). Ils doivent l'entraîner à prendre du recul par rapport à ses évidences, le plus souvent à reformuler le problème (que veut dire se nourrir ?) ou/et à envisager d'autres relations (relation nourriture-énergie). La nécessité d'arguments divers est primordiale en la matière, l'enseignant ne doit jamais se contenter d'un seul, présenté rapidement. De plus, tous ces éléments doivent être adéquats par rapport au cadre de références de l'élève, sinon, il les élude.

Pour les élèves maîtrisant bien la démarche scientifique, l'approche peut être facilitée par des confrontations élève-informations dans le cadre d'un travail documentaire (cultures sur sols divers, interactions de facteurs, rôle des engrais, de l'humus, du fumier). Toutes ces activités de confrontations doivent convaincre l'apprenant que ses conceptions ne sont pas adéquates ou sont incomplètes par rapport au problème traité, et éventuellement que d'autres sont plus opérationnelles.

Ensuite, l'apprenant doit avoir accès à un certain formalisme en tant qu'aide à la réflexion. Ce formalisme peut prendre des formes très diverses (schématisation, modélisation). Il doit être aussi facilement manipulable pour organiser les nouvelles données ou pour produire une nouvelle structuration du savoir (en tant que points d'ancrage). L'introduction d'un modèle global peut servir de "noyau dur" pour fédérer les informations au fur et à mesure.

Ce modèle peut être à compartiment. Certains modèles partiels doivent être envisagés de façon complémentaire pour préciser chacun des point (rôle de la lumière, des chloroplastes, respiration par rapport à photosynthèse, transduction d'énergie). Chaque fois, ils devront être adaptés au cadre de compréhension de l'élève. Enfin il faut ajouter que, pour que le concept de photosynthèse soit réellement opératoire, il est nécessaire de procurer à l'apprenant des situations où il pourra mobiliser son nouveau savoir et en tester l'opérationnalité et les limites (activités de cultures, chaînes trophiques).

Sur le plan didactique, un certain nombre d'investigations sont en cours. Un certain nombre de procédures différentes apparaissent utilisables avec succès suivant les moments. En tant que première étape, il se révèle que sur un contenu donné, il est plus économique que l'enseignant fournisse une ébauche de modèle. L'enseignant ou le médiateur doit toutefois s'entourer de précautions. Il est utile que ce "pré"-modèle soit lisible, compréhensible, adapté à la perception du problème que s'en fait l'élève.

Au préalable, il est souhaitable que ce dernier ait eu l'occasion de se familiariser avec leur usage. Qu'il ait eu la possibilité d'en produire et même d'en faire fonctionner... Il est surtout important que l'apprenant ait pris conscience qu'il n'y a pas de bons "modèles". Tout modèle n'est qu'une approximation temporaire. Il est ainsi utile que l'élève "jongle" avec plusieurs d'entre eux pour tester leur opérationnalité et leurs limites respectives.

Troisièmement, il est utile de procurer à l'apprenant des situations où, une fois élaboré, le savoir pourra être mobilisé. Ces activités sont indispensables pour montrer à l'élève que des nouvelles données sont plus facilement apprises lorsqu'elles sont intégrées dans des structures d'accueil ou quand elles ont un usage. N'apprend-on pas le plus souvent quand on est conduit à enseigner ou quand il faut réintroduire le savoir dans des pratiques ? De même, ces situations habituent l'apprenant à "greffer" le nouveau sur l'ancien. Elles l'entraînent à ce "va-et-vient" entre ce qu'il connaît et ce qu'il est en train de s'approprier. Les adhérences antérieures sont plus facilement dépassées.

Enfin, il est souhaitable que l'apprenant puisse mettre en oeuvre ce que nous appelons "un savoir sur le savoir". De nombreuses difficultés constatées montrent que souvent l'obstacle à l'apprentissage n'est pas directement lié au savoir lui-même mais résulte indirectement de l'image ou de l'épistémologie intuitive qu'il possède sur la démarche en jeu ou sur les mécanismes de production du savoir. Concrètement, il s'agit de mettre en place, et cela dès le plus jeune âge, une réflexion sur les pratiques conceptuelles. Quels sont leurs portées, leurs intérêts ? Quelles sont les démarches mises en jeu en classe ? Quelles sont leurs "logiques" sous-jacentes ? Pourquoi le savoir et même l'apprentissage ne seraient-ils pas un objet de savoir ... à l'école !

4. Conclusion

En conclusion, il est possible de resituer les différentes théories sur un graphe dont les trois axes sont ceux définis au point 1. On peut alors nettement voir que la plupart des théories en oeuvre à ce jour sont proches d'un seul axe. Elles mettent l'accent nettement sur un seul paramètre.

Le modèle allostérique par contre, et d'une manière moindre le "zigzag modèle" développé dans ce même livre par Schaefer sont d'un type nouveau. Ils apparaissent de nature polyfactorielle : ils intègrent plusieurs paramètres. Leur intérêt se situe au point de convergence d'un ensemble d'éléments qui produit un système relationnel. Pour le modèle allostérique, comme il l'a été dit ci-dessus, l'apprentissage n'est pas l'affaire d'un seul facteur, c'est un réseau de conditions nommé "environnement didactique" qui est prépondérant pour l'enseignement et la médiation. En fait, c'est même l'histoire de ces conditions qui s'avère déterminante.

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