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Les Principes Surprenants des Sciences de l'Apprentissage

21 janv. 2023

Les Principes Surprenants des Sciences de l'Apprentissage

MAGMA LEARNING Stand: P11
Les Principes Surprenants des Sciences de l'Apprentissage
L'apprentissage est l'un des facteurs les plus puissants pour le succès d'une entreprise. Des programmes d'apprentissage efficaces augmentent la productivité, l'innovation, et l'engagement des employés. En revanche, des programmes d'apprentissage inefficaces entraînent un gaspillage de ressources, de la frustration, et une perte de compétitivité. Il est donc d'une grande importance pour les entreprises de mettre en place les meilleures pratiques reconnues pour améliorer les performances d'apprentissage. Il s'avère que les principes issus de décennies de recherche en sciences de l'apprentissage sont souvent surprenants et vont à l'encontre des intuitions naturelles.

Introduction 

Tout au long de son histoire, la science nous a appris à maintes reprises que ce que nous considérons comme évident peut parfois être trompeur. Seule une analyse minutieuse de nos hypothèses implicites et leur validation par des expériences systématiques peuvent nous conduire à des conclusions réellement utiles.

Un exemple simple est le déplacement perçu d'objets dans l'eau lorsqu'ils sont observés depuis la surface. À cause de la réfraction de la lumière à la surface de l'eau, un observateur localise naïvement les objets immergés plus haut qu'ils ne le sont réellement. Pour évaluer correctement la situation, une bonne compréhension du comportement de la lumière lorsqu'elle passe d'un milieu à un autre est nécessaire.

Imaginons que vous pêchez au harpon depuis la rive d'un lac. Ne viseriez-vous pas naturellement directement à la position où vous voyez le poisson ? Si c'est le cas, vous manquerez toujours le poisson et vous devrez survivre uniquement avec des noix de coco. Au lieu de cela, un peu de sagesse scientifique vous inciterait à rejeter votre première intuition et à baisser votre objectif. Votre taux de réussite monterait en flèche.

Le sujet de l'apprentissage ne fait pas exception. Au cours des dernières décennies, les sciences de l'apprentissage ont combiné la psychologie cognitive, les neurosciences, et même l'intelligence artificielle pour approfondir la compréhension théorique du phénomène d'apprentissage et améliorer les méthodes pédagogiques pratiques.

La plupart des découvertes des sciences de l'apprentissage se sont avérées assez surprenantes, et les recommandations qui en résultent sont plutôt contre-intuitives.

Les scientifiques de l'apprentissage ont démontré que de nombreuses pratiques d'apprentissage courantes sont totalement inefficaces. Par exemple, deux des techniques les plus répandues, à savoir le surlignage et la relecture, n'améliorent pas la compréhension. Pire encore, ils peuvent même donner aux apprenants une fausse confiance dans leur maîtrise, qui est en fait très fragile.

Cela implique que la façon dont nous organisons naturellement l'apprentissage dans nos entreprises est probablement à l'opposé de ce que nous devrions faire. Comment sommes-nous censés résoudre ce problème ? Il serait très coûteux et laborieux que chaque entreprise doive systématiquement remettre en question ses hypothèses sur l'apprentissage et trouver des moyens de les rectifier. Heureusement, nous n'avons pas à le faire, car les scientifiques de l'apprentissage ont déjà recherché ce qui fonctionne et ce qui ne fonctionne pas.

La recherche en sciences de l'apprentissage est généralement basée sur des expériences contrôlées dans lesquelles différents groupes d'apprenants sont soumis à des conditions qui diffèrent les unes des autres par un facteur majeur. Par exemple, un groupe soulignait ce qu'il lisait et un autre groupe ne le faisait pas. Les acquis d'apprentissage de chaque groupe sont ensuite mesurés et comparés. Si un groupe présente des résultats significativement plus élevés, le facteur par lequel il diffère est considéré comme susceptible d'être favorable à l'apprentissage.

Une fois qu'un facteur favorable a été identifié, des chercheurs indépendants essaient généralement de reproduire une expérience similaire pour valider son impact sur l'apprentissage. Après que de nombreuses validations indépendantes ont été effectuées dans de nombreux contextes différents, nous pouvons devenir très confiants dans la robustesse des avantages fournis par ce facteur spécifique.

Nous présentons ici quelques-uns des meilleurs principes dont il a été démontré qu'ils ont un impact bénéfique important sur les résultats d'apprentissage.

 


 

Mais d'abord, qu'est-ce que l'apprentissage?

Les programmes d'apprentissage visent généralement à aider leurs employés à maîtriser des compétences complexes, allant de l'expertise en technologie, ingénierie ou finance, jusqu'aux aptitudes comportementales comme la communication, le leadership, la résolution de problèmes, la pensée critique ou la créativité. L'approche évidente pour atteindre un tel objectif est de viser directement l'objectif et de faire pratiquer directement aux employés ces compétences complexes en se concentrant sur des cas d'utilisation spécifiques.

Cependant, la recherche en sciences de l'apprentissage a montré que cette approche est très inefficace en elle-même. La recommandation est de la compléter en aidant les employés à acquérir de nombreuses connaissances déclaratives et procédurales solides dans le domaine de la compétence complexe.[1,2] Ici, les connaissances déclaratives font référence à la maîtrise des faits et concepts pertinents, tandis que les connaissances procédurales concernent la capacité à faire quelque chose.

Pour réussir, le processus d'apprentissage doit tenir compte de notre attention sélective et de notre capacité limitée de traitement cognitif. Lorsque nous essayons d'apprendre directement une compétence complexe, nous sommes rapidement submergés par la situation avec toutes ses parties mobiles inconnues, ainsi que par toutes les actions potentielles que nous pourrions choisir de prendre. Cette surcharge cognitive sature notre capacité à penser clairement et nous empêche de progresser.

Une bien meilleure approche met l'accent sur l'importance de maîtriser tous les concepts et procédures pertinents. La familiarité qui en résulte permet aux employés de réduire la charge cognitive et de se concentrer sur ce qui compte le plus. Cela leur permet d'identifier plus facilement les caractéristiques essentielles d'une compétence complexe et de comprendre comment la transférer dans différentes situations qu'ils peuvent rencontrer, au-delà des cas d'utilisation spécifiques présentés lors de la pratique.

Le rôle crucial de la mémorisation des connaissances est universel et a été mis en évidence dans une grande variété de domaines. Par exemple, ce qui rend les grands maîtres d'échecs plus aptes à prendre des décisions optimales lors de leur prochain coup n'est pas un raisonnement ou une créativité supérieurs, mais l'énorme quantité de modèles qu'ils ont mémorisés.[3,4]

Alors pour rendre vos employés "plus intelligents" ⎯ intellectuellement, pratiquement et émotionnellement ⎯ il est essentiel que vous les aidiez à mémoriser beaucoup de connaissances déclaratives et procédurales pertinentes. Et bien sûr, si vous voulez que vos programmes d'apprentissage aient un impact durable sur les performances, ces connaissances doivent être enregistrées dans la mémoire à long terme. En fait, les principaux scientifiques de l'apprentissage définissent souvent l'apprentissage comme une modification de la mémoire à long terme.[2]

 


 

Apprentissage espacé

L'un des principes les mieux établis en sciences de l'apprentissage stipule que les connaissances ne peuvent généralement pas être acquises en une seule séance, mais seulement au cours d'une séquence de séances espacées dans le temps. Cet effet d'espacement est connu depuis la fin du 19ème siècle et est maintenant parfois appelé la « règle d'or de l'apprentissage ».[5,6]

La première fois que nous entendons parler d'un concept, notre cerveau le traite dans notre mémoire à court terme. Sur le moment, nous pouvons avoir le sentiment de l'avoir acquis une fois pour toutes. Cependant, si nous ne retrouvons pas ce même concept dans les jours suivants, sa trace mémorielle s'effacera rapidement dans l'oubli. C'est généralement ce qui arrive aux informations sur ce que nous avons déjeuné un jour donné.

C'est également ce qui arrive aux contenus introduits lors d'une séance d'apprentissage ponctuelle. À la fin de la session, tous les participants se sentent beaucoup plus sages et pleinement prêts à appliquer les nouveaux comportements recommandés à leur travail. À ce moment-là, ils seraient tous satisfaits et diraient que la séance d'apprentissage a été très utile.

Mais leur sens de la maîtrise est délirant puisqu'il s'appuie sur des informations stockées superficiellement dans leur mémoire. Lorsque quelques semaines plus tard, ils se retrouvent dans une situation pertinente où certains comportements recommandés s'appliqueraient, ils ont malheureusement déjà oublié la procédure, ne leur laissant d'autre choix que de recourir à d'anciens comportements sous-optimaux. Ce phénomène est à l'origine de l'inefficacité de l'apprentissage en entreprise.

Ainsi, même s'il peut être très logique sur le plan logistique de regrouper toutes les sessions d'apprentissage en un séminaire d'une journée pour tous les employés, ce n'est pas le cas en termes de performances d'apprentissage. L'apprentissage ne doit pas être considéré comme un événement ponctuel, mais plutôt comme un processus continu avec des réactivations récurrentes.

Les chercheurs ont montré que si les concepts et les procédures sont réactivés au bon moment ⎯ ni trop tôt ni trop tard ⎯ la vitesse d'oubli diminue progressivement.[7] Chaque réactivation motive le cerveau à encoder les concepts de manière plus robuste dans la mémoire à long terme. Avec cette approche, les employés sont beaucoup plus susceptibles de pouvoir mettre en pratique les comportements recommandés dans leur travail.

 


 

Apprentissage actif

Quelle est la meilleure façon pour les apprenants de réactiver ce qu'ils ont appris ? Doivent-ils simplement relire ce qu'ils ont lu initialement, assister à nouveau à un séminaire, revoir une vidéo ? Non seulement cela serait fastidieux, mais les chercheurs ont montré que cela serait également inefficace et donnerait aux apprenants un faux sentiment de sécurité dans leurs connaissances.[8,2]

Après l'événement d'apprentissage initial (séminaire, lecture, pratique, vidéo, etc.), la recommandation des sciences de l'apprentissage est de rappeler activement chaque savoir grâce à une question. De cette façon, les employés retiennent mieux leurs nouvelles connaissances et peuvent les récupérer avec plus de souplesse en cas de besoin afin de les transférer dans différents contextes.

Cet effet incontesté est appelé effet de test, test de pratique ou pratique de récupération.[9,2] Une chose cruciale à réaliser ici est que le terme "test" ne doit pas être interprété comme signifiant quelque chose comme un examen pour évaluer les connaissances. Au contraire, cette recherche indique que la réactivation des connaissances par des questions doit être considérée comme une partie bénéfique du processus d'apprentissage lui-même.

 


 

Élaboration

La théorie de l'élaboration propose une manière efficace d'organiser l'apprentissage.[10] L'idée est de commencer par une vue d'ensemble d'un sujet, montrant les parties principales et leurs relations. Ensuite, nous zoomons sur chacune des parties principales et comprenons leurs sous-parties. Nous revenons ensuite à la vue d'ensemble générale pour comprendre comment tout est lié. La procédure de zoom avant/zoom arrière est répétée avec des niveaux de détail croissants jusqu'à ce que le niveau d'expertise souhaité soit atteint.

Cette alternance entre macrolearning et microlearning présente de nombreux avantages. Premièrement, les apprenants sont plus motivés parce qu'ils sont toujours conscients de la "vue d'ensemble" et pourquoi les différentes parties sont importantes. Comprendre comment tous les sujets s'emboîtent aide également les apprenants à construire des structures cognitives stables qui conduiront à une rétention à long terme.

En basculant entre la vue d'ensemble d'un sujet complexe et ses éléments constitutifs, les apprenants développent une idée claire de ce qui compte et de ce qui ne compte pas. Cela leur permet de transférer de manière significative ce qu'ils ont appris dans leur travail réel. Face à une situation complexe, ils sont capables d'en identifier les éléments constitutifs pertinents et de reconnaître qu'ils sont en correspondance avec ceux d'un cas d'usage dont ils ont pris connaissance. En faisant un zoom arrière, ils se souviennent de la situation dans son ensemble et sont en bonne position pour appliquer leurs nouvelles compétences.

 


 

Entrelacement

Imaginez que vous ayez besoin que vos employés maîtrisent 3 stratégies différentes, notées A, B, C. Une approche intuitive peut être d'organiser 3 séminaires, chacun consacré à une discussion approfondie d'une stratégie : AAA, BBB, CCC. Après chaque séminaire, vos employés peuvent ressentir un fort sentiment de maîtrise de la stratégie correspondante. Les expériences suggèrent cependant que leur maîtrise des 3 stratégies est assez faible et éphémère. Ils auraient également beaucoup de difficulté à appliquer les 3 stratégies à des situations nouvelles qui n'étaient pas explicitement abordées dans les séminaires.

Une approche plus efficace est basée sur l'entrelacement, c'est-à-dire le mélange des contenus d'apprentissage. Ainsi les contenus des 3 séminaires deviendraient par exemple : ABC, ACB, BAC. Les recherches ont montré que cela conduit à des performances largement supérieures.[11,8] L'entrelacement encourage les employés à créer des encodages plus robustes des 3 stratégies qui se concentrent sur les aspects les plus pertinents de chacune d'entre elles et éliminent les détails anecdotiques. En conséquence, les employés peuvent plus efficacement reconnaître quand l'une des stratégies apprises s'applique à une situation de travail réelle à laquelle ils peuvent être confrontés.

 


 

Personnalisation

La personnalisation est souvent appelée le "Saint Graal de l'apprentissage" car il a été démontré que les apprenants qui reçoivent un tutorat personnalisé ont de meilleurs résultats que 98 % des apprenants qui reçoivent une formation uniforme dans un groupe. C'est un effet énorme ![12,2]

Une observation intéressante est que non seulement le rendement moyen est beaucoup plus élevé avec l'apprentissage personnalisé, mais que la variance entre les apprenants est également réduite. Cela signifie que presque tous les apprenants ont le potentiel d'atteindre des niveaux d'apprentissage impressionnants grâce à la personnalisation.

Les scientifiques de l'apprentissage préconisent donc une forme d'apprentissage personnalisée en fonction des besoins et des capacités des apprenants individuels en fonction de leurs performances. Par conséquent, les principes que nous avons décrits ci-dessus ne révèlent toute leur puissance que lorsqu'ils sont mis en œuvre de manière personnalisée.

Par exemple, l'apprentissage espacé ne devrait pas simplement être basé sur des règles fixes telles que le doublement du temps jusqu'à la prochaine réactivation. Les dynamiques de réactivation doivent plutôt être personnalisées et tenir compte des caractéristiques uniques de chaque apprenant : connaissances de base, capacités de mémoire, motivations, etc.


Conclusion

Cet article a donné un bref aperçu de nombreux principes surprenants découverts dans les sciences de l'apprentissage grâce à l'expérimentation et à l'analyse systématiques :

  • Apprendre, c'est mémoriser
  • Étaler l'apprentissage
  • Les questions c'est pour l'apprentissage
  • Zoom avant et arrière sur des détails croissants
  • Mélangez les sujets
  • Tous les apprenants excellent avec la personnalisation

Le fait qu'ils soient plutôt contre-intuitifs devrait nous inciter à remettre profondément en question nos décisions lors de la conception des programmes d'apprentissage dont nous sommes responsables. Ce n'est que s'ils sont en accord avec ces principes que nous pourrons atteindre notre objectif vital d'aider les employés à réaliser leur plein potentiel.

 


 

References

  1. J. Sweller, "Cognitive Load During Problem Solving: Effects on Learning", Cognitive Science 12, 257-285 (1988) 
  2. P.A. Kirschner and C. Hendrick, How Learning Happens, Routledge, 2020.
  3. A.D. de Groot, Thought and Choice in Chess, Walter de Gruyter, 1978.
  4. D. Christodoulou, Teachers vs Tech?: The case for an ed tech revolution, Oxford University Press, 2020.
  5. H. Ebbinghaus, Über das Gedächtnis, Leipzig, Verlag von Duncker & Humber, 1885. 
  6. S. Dehaene, Apprendre!, Odile Jacob, 2018.
  7. N.J. Cepeda et al., "Optimizing Distributed Practice: Theoretical Analysis and Practical Implications", Experimental Psychology, 2009. 
  8. J. Dunlosky, K. A. Rawson, E. J. Marsh, M. J. Nathan, D. T. Willingham, Improving Students’ Learning With Effective Learning Techniques: Promising Directions From Cognitive and Educational Psychology, Psychological Science in the Public Interest, 14(1), 4–58, 2013. 
  9.  H.L. Roediger and A.C. Butler, "The critical role of retrieval practice in long-term retention", Trends in Cognitive Sciences, Vol. 15, No. 1, 2011. 
  10. C. M. Reigeluth, In search of a better way to organize instruction: The elaboration theory, Journal of Instructional Development, 1979. 
  11. D. Rohrer and K. Taylor, "The shuffling of mathematics problems improves learning", Instr. Sci., 35:481-498, 2007. 
  12. B.S. Bloom, "The 2 Sigma Problem: The Search for Methods of Group Instruction as Effective as One-to-One Tutoring", Educational Researcher, 1984.
  13. M. Neelen and P.A. Kirschner, Evidence-Informed Learning Design: Creating Training to Improve Performance, Kogan Page, 2020.

 

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