Théorie des modèles mentaux – Piaget, Papert et Micromondes

By 21 May 2012

3. 2. 3. Piaget, Papert et les micromondes

Micromonde : Modèle restreint d’univers dans lequel tous les objets, actions et procédures sont explicitement définis à l’avance.

L’autorégulation est un aspect important des micromondes. L’apprenant face à un micromonde est en effet supposé être motivé intrinsèquement, actif métacognitivement, actif dans son comportement et capable d’auto évaluation. Bien sûr, la prise en compte des variables individuelles reste de mise dans cette perspective car les apprenants sont loin d’être égaux face à l’apprentissage autogéré. Mais il n’en reste pas moins que si l’apprentissage est finalisé, si les objectifs sont clairement définis et si le jeu est mis en relation avec des situations prises dans le réel pour donner à l’apprenant la possibilité de généraliser, et si, enfin, le logiciel s’accompagne d’un système d’aide performant et adapté, les conditions sont réunies pour responsabiliser l’apprenant et le conduire vers une certaine autonomie.

Citons ici Jacques Perriault (1994), qui s’interroge sur l’ambiguïté que l’on peut percevoir dès lors que l’on se penche sur la motivation que peuvent éprouver les enfants et adolescents face à l’ordinateur :

«Le jeu informatisé fait problème dans la mesure où les résultats de la recherche et de l’observation de la réalité sont encore très loin de se rejoindre. Par exemple, l’usage de l’ordinateur constitue un moyen efficace de redonner le goût d’apprendre aux élèves que le système scolaire enthousiasme peu et les firmes qui élaborent des logiciels de jeux emploient des jeunes sans aucun diplôme qui se sont en quelque sorte formés eux-mêmes. Nous ne savons pas si le sujet qui joue construit des connaissances, ni lesquelles il construit. On peut d’ailleurs se demander s’il ne le ferait pas mieux en construisant des jeux»

Il est en réalité bien difficile de généraliser et de se baser sur un apprenant « moyen » quand il s’agit de déceler en quoi la technologie peut s’avérer utile dans un contexte d’apprentissage. D’aucuns se montreront prompts à être créatifs et seront heureux d’avoir l’occasion de laisser libre cours à leur inventivité alors que pour d’autres, le côté « accueillant », coloré et l’apparence « facile » des jeux et logiciels de jeux éducatifs constitueront leur attrait majeur…

Néanmoins, le but de tout instructeur n’est-il pas de rendre l’apprenant avide de savoir et apte à discerner ce qu’il a besoin d’apprendre ? C’est l’idée – un peu idéaliste, certes – qui sous-tend la conception des micromondes. Le concept de micromondes se rapproche, par certains côtés, de celui du jeu vidéo en tant qu’outil d’apprentissage dans la mesure où un micromonde peut être vu comme un jeu. Un jeu sans règles rigides, au cours duquel l’apprenant se doit d’être actif dans sa manière d’aborder l’élaboration de son savoir.

Papert est un pionnier de l’utilisation constructiviste de l’ordinateur. Il est surtout connu pour son rôle dans le développement du langage de programmation LOGO (Mindstorms, 1980), exemple prototypique d’un micromonde. L’idée était de fournir à l’apprenant un ensemble d’objets élémentaires et d’outils primitifs à partir desquels il lui était possible de construire des objets de plus en plus complexes en progressant dans son exploration. Le développement du micromonde devient donc ici la preuve tangible que la connaissance de l’apprenant évolue. En quelque sorte, le principe des micromondes est d’amener d’une façon ludique les apprenants à construire leurs connaissances par induction. Il s’agit de l’articulation d’un système formel (objets primitifs, opérateurs élémentaires, règles) et d’un domaine de phénoménologie (feedback découlant des décisions et actions de l’utilisateur). Si l’interaction entre le système formel et le domaine de phénoménologie est associée à un objectif d’apprentissage particulier, on suppose que les conditions sont réunies pour que cet apprentissage ait lieu. Cabri-géomètre, par exemple, vise l’intégration des propriétés d’objets géométriques au travers de leur manipulation. Euréka se concentre sur la compréhension des circuits électroniques et des interactions entre divers «branchements», Toontalk est défini par les utilisateurs comme «un jeu pour faire des jeux»….

Les micromondes sont donc des environnements ouverts dans lesquels l’apprenant est censé développer des compétences en forme d’échafaudage.

L’objectif premier de Papert quand il créa LOGO était de s’assurer que l’enfant programmait l’ordinateur plutôt que l’inverse. Il voulait que les enfants soient capables d’apprendre les mathématiques comme un langage vivant. Cependant, si des données expérimentales ont pu démontrer que ces systèmes pouvaient être efficaces pour le développement cognitif de l’enfant, les expériences sur le terrain s’avérèrent beaucoup moins fructueuses et le vif l’intérêt que suscita LOGO au départ retomba assez rapidement. On peut parler ici d’un échec relatif que l’on peut imputer au fait que les conditions dans lesquelles était utilisé ce programme sous-estimait quelque peu la dimension sociale et culturelle de l’apprentissage. Ce micromonde reste néanmoins une ressource non négligeable pour l’initiation à la programmation.

Papert fut très influencé par la théorie du développement intellectuel de Piaget, qui voyait les enfants comme capables d’apprendre sans qu’on le leur enseigne – comme constructeurs des leurs propres structures intellectuelles. Piaget voyait la cognition humaine comme un système biologique qui se développe au travers d’une interaction constante avec l’environnement. Au travers des principes d’assimilation et d’accommodation, l’enfant cherche à trouver l’équilibre entre lui-même et l’environnement. La cognition est active et dynamique. L’intelligence n’est donc pas simplement issue d’une maturation physique mais se développe lors de cette interaction de l’enfant avec son environnement.

Piaget est particulièrement connu pour avoir mis à jour des stades de développement chez l’enfant mais les fondements théoriques de l’apprentissage autogéré, comme il a été appliqué dans le cadre de micromondes, se base plutôt sur la partie de sa théorie qui ne fait pas référence aux stades et qui peut être résumée par les trois propriétés suivantes: le conflit epistémique, l’auto-réflexion et l’autorégulation. Le conflit épistémique est un acte d’équilibrage cognitif de l’individu: d’un côté, nous cherchons tous un monde organisé et ordonné mais nous sommes continuellement confrontés à un environnement changeant.

L’auto-réflexion fait référence aux tentatives délibérées d’un individu à évaluer et comprendre une situation donnée. Mais ce n’est qu’au travers de l’autorégulation que l’individu parvient à trouver une solution au conflit. Soit le conflit est résolu en s‘adaptant à une structure mentale établie (assimilation), ou alors une nouvelle structure est créée (accommodation). Une troisième solution est que le conflit reste non résolu et qu’aucun apprentissage n’ait lieu. Le développement cognitif est donc, selon Piaget, le résultat de l’effort effectué pour atteindre l’équilibre. Selon cette théorie, l’apprentissage ne peut avoir lieu que si l’individu est dans un état de déséquilibre du point de vue de ses structures mentales. L’apprentissage est alors défini comme la construction d’un nouveau savoir qui résulte de la résolution du conflit. Piaget affirmait que le savoir est toujours transitoire, changeant continuellement de forme. Il appelait les structures mentales «schémas». L’assimilation est le processus par lequel on comprend le monde au travers de schémas existants, alors que l’accommodation est le processus de construction de nouveaux schémas (basés sur le mélange et le raffinement de schémas existants). Le but des micromondes était simplement, à la base, de favoriser, nourrir et déclencher ce processus d’équilibre.

Lloyd Rieber (1996) établit un rapprochement entre cette théorie et les raisons ainsi que la manière dont les enfants jouent:

«…games serve as a vehicle for both play and imitation, two functions that Piaget (1951) considered crucial in the equilibration process. Piaget considered play as an assimilation strategy and imitation as an accommodation strategy. For example, a child who attempts to understand how and why to assume proper table manners during dinner is likely to be found imitating the « dinner time ritual » with dolls, toy dishes, and imaginary food. Such imitation is the child’s way of building or constructing (i.e. accommodating) the « dinner scheme. » Afterwards, the child may use these pretend dinners as play to assimilate new rules (such as offering a toast at special occasions) and objects (such as the salad fork). Play and imitation are natural learning strategies at which children are experts. Having children play games to learn is simply asking them to do what comes naturally. Though imitation and play are generally considered as strategies for very young children (Piaget discussed imitation and play most at the sensorimotor stage), imitation and play remain important accommodation and assimilation strategies throughout life. Adults tend to underestimate the complexity of children’s games. However, playing a game successfully can require extensive critical thinking and problem-solving skills.»

Pour Bandura (1977), l’observation et l’imitation sont des mécanismes considérés comme les bases de l’apprentissage social. Vygotsky (1934), lui, affirme que c’est la socialisation qui représente le moteur principal du développement individuel. Ce théoricien distingue à ce propos entre copie automatique (imitation purement mécanique) et imitation intelligente, moteur principal du développement, accessible seulement à l’homme. En ce sens le jeu, en permettant aux enfants d’opérer tout naturellement à une réorganisation des données et donc, de se les approprier, joue un rôle prépondérant dans leur développement cognitif.

Nous nous pencherons sur les capacités que le jeu permet de mettre en oeuvre et, éventuellement, de développer, dans le chapitre suivant. Mais, au préalable, on peut se demander quelles théories peuvent, dans notre contexte, représenter un fondement de référence en ce qui concerne la manière dont les individus élaborent leurs connaissances, tant du point de vue de la conceptualisation que de la mémorisation.

La question de savoir comment il est possible de comprendre des informations de nature symbolique afin de les assimiler a fait l’objet de nombreuses études au cours de la seconde génération du cognitivisme (Richard, 1995). La théorie des modèles mentaux, qui se base sur l’analyse sémantique et la question de la représentation des connaissances en mémoire, se propose d’expliquer le fonctionnement des activités de type compréhension et fait sens dans notre contexte, puisqu’il s’il s’agit de réfléchir à la manière optimale d’amener l’apprenant à construire ses connaissances.

3. 3. La théorie des modèles mentaux

Cette théorie stipule que la cognition est faite de représentations et de traitements faits sur ces représentations, qui sont constituées par les connaissances exactes ou erronées que possède l’individu, et par les modèles de situations qui sont les interprétations que l’individu construit des situations dans lesquelles il a à agir. En quelque sorte, on se construit des modèles mentaux du monde dans une tentative de le comprendre et d’interagir avec. Ces interprétations sont élaborées à partir des connaissances stockées en mémoire, des éléments d’information apportés par la perception de ce qui est vu dans la situation et de la compréhension de ce qui est dit de la situation.

Les connaissances, elles, sont constituées de concepts qui concernent les objets et les actions et par des structures plus complexes dans lesquelles les concepts d’objets et d’actions entrent comme composantes. Il s’agit de schémas de situations, qui peuvent être des situations de la vie de tous les jours ou encore des lois physiques ou des connaissances mathématiques. Ces schémas fournissent un cadre mental permettant de comprendre l’information pour s’en souvenir. Les recherches concernant les performances d’experts contre novices suggèrent que la nature de l’expertise est largement due à la possession de schémas qui guident la perception et la résolution de problèmes. Ces schémas permettent également d’outrepasser la capacité limitée de la mémoire de travail et de traiter des structures de connaissances complexes et généralisées comme des unités simples de mémoire.

Enfin, les traitements sont les opérations réalisées sur les représentations qui consistent à transformer ces représentations en d’autres représentations, sur lesquelles sont opérés d’autres traitements. Ces traitements sont des opérations de catégorisation, de jugement, de récupération en mémoire, de généralisation ou de spécifications, de productions d’inférences, de plans…

La théorie des modèles mentaux suggère que ces modèles sont des constructions cognitives dynamiques en changement et évolution perpétuels.

Lloyd Rieber (1996), qui applique cette théorie au fonctionnement cognitif dans le contexte du jeu vidéo, explique que ces modèles mentaux auraient dans ce cas, trois caractéristiques majeures :

-*- Un système cible (le centre d’intérêt présenté, ce que le programme propose concrètement au joueur)

-*- Le modèle mental en lui-même (la représentation que se fait l’utilisateur du système cible, c’est à dire sa compréhension du système à ce moment là et qui constitue la base de la prise de décision de l’utilisateur et de ses actions quand il se trouve confronté à des problèmes liés à ce même système)

-*- La construction d’un modèle conceptuel du système cible (interfaces artificielles conçues par un agent extérieur pour aider l’utilisateur à comprendre le système cible, par exemple, la métaphore du bureau pour comprendre l’ordinateur)

Selon l’auteur, ces modèles conceptuels fonctionneraient selon le principe de l’adaptation à l’utilisateur et seraient interactifs dans le cadre du jeu vidéo. Les caractéristiques majeures de ces modèles mentaux sont qu’ils sont incomplets et en perpétuelle évolution et qu’ils contiennent donc des erreurs et des contradictions permettant de se créer une explication simplifiée de phénomènes complexes. De plus, ils contiendraient des mesures d’incertitude sur leur validité qui leur permettent d’être utilisés même s’ils sont incorrects. Un dernier point est qu’ils peuvent être représentés par des ensembles de règles de condition-action.

Il semble logique qu’un système multimédia efficace pour l’apprentissage doive être une aide à la construction de connaissances et non un simple réservoir interactif d’informations. Mais toute construction passe par la mémorisation de certaines données. L’avantage du mode de présentation du contenu d’apprentissage dans les environnements informatisés présente, d’après certains théoriciens, un intérêt majeur pour la mémorisation. Il semble donc important d’en exposer ici les caractéristiques.
Lire le mémoire complet ==> (Le potentiel du jeu vidéo pour l’éducation)
Mémoire en vue de l’obtention du DESS Sciences et Technologies de l’Apprentissage et de la Formation
Faculté de Psychologie et des Sciences de l’Education – Université de Genève
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Définition du Grand Dictionnaire Terminologique. [En ligne]. Adresse URL : www.granddictionnaire.com/_fs_global_01.htm