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Individual and co-operative learning with interactive animated pictures
W. Shnotz, J. Böckheler & H. Grzondziel
Intro (background théorique)
Une image est considérée comme étant animée si son aspect graphique change durant la présentation. Ce changement d'état de l'image pourra être dû soit à la dynamique interne de la présentation, soit à une manipulation de l'utilisateur. On parlera d'animation interactive lorsque l'aspect graphique de l'animation change suite à une manipulation de l'utilisateur.
L'approche socio-constructiviste met l'accent sur le fait que tout apprentissage individuel est toujours lié à des activités sociales. Une telle approche suggère ainsi que l'apprentissage devrait permettre des échanges sociaux entre les différents apprenants, ceci correspondant davantage à la nature sociale de l'apprenant. Dans ce sens, une hypothèse serait que lorsque des sujets apprennent en mode coopératif, ils analysent le contenu à apprendre dans différentes perspectives, échangent leur point de vue et essaient d'intégrer leurs points de vue dans des structures cognitives plus élaborées que celles construites lors d'un apprentissage individuel.
De plus, le fait d'articuler sa propre compréhension du problème dans un apprentissage collaboratif et de le comparer avec la compréhension de son partenaire permet aux apprenants d'être plus conscient de leurs stratégies que lors d'un apprentissage individuel. L'échange mutuel permettra ainsi de détecter plus facilement les conceptions erronées du sujet et de les corriger.
A partir de ce qui précède, on pourrait suggérer qu'un apprentissage dans un environnement interactif serait encore plus bénéfique en permettant aux apprenant de coopérer et d'échanger leurs points de vue plutôt que de travailler individuellement.
Il convient cependant de rester prudent. Un tel apprentissage pourrait également être associé à une nouvelle charge cognitive, l'apprenant devant à la fois gérer l'interaction avec l'animation et coordonner son apprentissage avec son partenaire.
L'aquisition de connaissance à partir d'un environnement d'apprentissage multimédia
Modèle de Paivio: selon cette théorie, les info verbales ou sous formes d'image sont traitées dans des sous-systèmes cognitifs différents: les mots et les phrases sont encodé uniquement dans le système verbal, alors que les images sont encodées à la fois dans le système verbal et dans le système de l'image.
Recherche
L'acquisition de connaissances à partir d'une animation interactive a été comparée avec l'acquisition de connaissance à partir d'images statiques dans une condition d'apprentissage individuel (Etude 1) et dans une condition d'apprentissage collaboratif (Etude 2)
On pourrait considérer que les animations interactives permettent un meilleur apprentissage que les images statiques lors de l'apprentissage d'un sujet dynamique. En effet, les animations peuvent présenter directement la dynamique du sujet à apprendre et fournir un support aux processus cognitifs qui sont impliqués lors du traitement de l'information. De plus, les animations interactives offrent à l'apprenant des possibilités d'explorer par des manipulations la matière à apprendre. Dans ce sens, on pourrait dire que les animations interactives sont plus informatives et permettent un apprentissage plus actif que les images statiques.
Cependant, on peut aussi trouver des contre-arguments. Premièrement, lorsqu'un individu apprend à l'aide d'animations interactives, une partie de ses processus cognitifs sont utilisés pour manuvrer le programme informatique et les ressources cognitives restantes disponibles pour traiter le sujet à apprendre sont trouvent ainsi réduites. Deuxièmement, il est possible qu'un tel dispositif fournisse un support aux processus cognitifs alors qu'en réalité un tel support n'est pas nécessaire à l'apprenant.
En considérant ce qui précède, 2 hypothèses ont été formulées:
H1 : Les animations interactives permettent un meilleur apprentissage d'un sujet dynamique que les images statiques.
H2 : Les animations interactives permettent un moins bon apprentissage d'un sujet dynamique que les images statiques.
Si on regarde maintenant l'aspect social de l'apprentissage, on pourrait dire que l'acquisition de connaissances à partir d'animations interactives sont augmentées durant un apprentissage collaboratif, étant donné que la matière à apprendre est analysées de différentes perspectives.
D'un autre côté, il est également possible qu'un apprentissage collaboratif à partir d'animations interactives demande non seulement des ressources cognitives pour manuvrer le matériel informatique, mais demande également des ressources cognitives pour coordonner son apprentissage avec l'autre. Dans ce cas, les ressources cognitives restantes pour traiter la matière à apprendre se trouvent davantage réduites et l'apprentissage en est diminué.
En considérant ce qui précède, 2 autres hypothèses peuvent être formulées:
H1' : Les performances obtenues lors de l'apprentissage à l'aide d'animations interactives comparée aux performances lors d'un apprentissage à l'aide d'images statiques se trouvent augmentées dans le cas d'un apprentissage collaboratif par rapport à un apprentissage individuel.
H2' : Les performances obtenues lors de l'apprentissage à l'aide d'animations interactives comparée aux performances lors d'un apprentissage à l'aide d'images statiques se trouvent réduites dans le cas d'un apprentissage collaboratif par rapport à un apprentissage individuel.
Etude 1
Méthode:
40 étudiants d'université ont participé à cette expérience, dans 2 groupes de 20 sujets chacun. Le matériel à apprendre était un hypertexte qui consistait à 22 paragraphes et 2750 mots à propos d'un sujet relativement complexe (l'existence simultanée de différentes heures et dates sur la terre). L'hypertexte incluait soit une animation interactive (groupe A), soit des images statiques (groupe B). Dans les 2 versions, les sujets avait un accès au texte et aux images par un menu hiérarchique.
Dans une phase de pre-test, il était demandé aux sujets d'expliquer une série de concepts qui se référait aux phénomènes liés au heures sur la terre. Le sujets étaient notés sur la base de leurs réponses. Aucune différence significative n'a été démontrée entre les 2 groupes.
Dans une phase d'entraînement, il était demandé aux sujets de se familiariser durant 15 minutes avec le système de l'hypertexte, en utilisant un matériel autre que celui utilisé dans l'expérience.
Une phase d'apprentissage suivait, durant laquelle les sujet recevait l'hypertexte de l'expérience, avec animation interactive ou dessins statiques. Les sujets recevait également une liste de 10 questions afin d'orienter leur apprentissage durant leurs activités. 5 questions étaient en rapport avec les différences d'heures entre 2 régions différentes de la terre (questions que l'on nommera details tasks), alors que 5 autres étaient en rapport avec les changement de jour en fonction de l'heure et de notre position sur la terre (question que l'on nommera simulation tasks). Les sujets avaient libre accès au texte ainsi qu'aux dessins ou animations et pouvaient prendre des notes sur une feuille de papier. Il leur était précisé qu'ils seraient par la suite à nouveau testés avec des questions similaires, mais sans l'aide de leur matériel d'apprentissage. Les sujets ne recevaient pas de feedback quant aux réponses fournies.
La phase finale (post-test) consistait en un QCM de 35 questions et aucune limite de temps ne leur était imposée. 18 questions étaient de type details tasks et 17 de type simulation tasks.
Résultats:
Les sujet du groupe A (hypertexte avec animation interactive) ont obtenu des performances significativement meilleures que les sujets du groupe B en ce qui concerne les questions relatives aux details tasks.
En ce qui concerne les questions relatives aux simulations tasks, les sujets de groupe A ont par contre obtenu des performances significativement moins bonnes que les sujets du groupe B.
Interprétation:
Les résultats obtenus avec les questions relatives aux details tasks sont compatibles avec l'hypothèse H1. Cependant, les résultats obtenus avec les questions relatives aux simulation tasks sont compatibles avec l'hypothèse H2.
En ce qui concerne les simulations tasks, on pourrait prétendre que les apprenants qui n'étaient pas capables d'effectuer les traitements cognitifs par eux-mêmes ont pu profiter de ce genre de support. Par contre, pour les sujets qui avaient de connaissances ou des capacité cognitives plus grandes, la possibilité de suivre passivement une animation externe a pu les décourager d'effectuer par eux mêmes les traitements cognitifs. Dans ce cas, les sujets ayant appris à l'aide d'images statiques aurait eu un avantage, dans le sens qu'ils auraient dû effectuer par eux même les traitements cognitifs, et ceci déjà des la phase d'apprentissage.
Etudes 2
Méthode:
Les sujets étaient composés de 12 paires de sujets. Les partenaires de chaque paire se connaissaient déjà auparavant et avaient déjà collaboré durant leurs études dans d'autres activités. Le groupe A et le groupe B étaient tous deux composés de 6 paires. Le matériel d'apprentissage était le même que lors de l'étude précédente.
Comme pour l'étude 1, l'étude 2 se basait sur une phase de pre-test, une phase d'entraînement, une phase d'apprentissage et un post-test.
Afin d'analyser la communication verbale parmi les paires. Les interventions des sujets étaient enregistrées et transcrites. Elles étaient ensuite regroupées en fonction de leur type:
a) les interventions à propos du système d'apprentissage lui-même (à propos de comment fonctionne l'hypertexte et des outils liés à l'hypetexte)
b) pas lisible sur la photocopie
c) les interventions au sujet de sa propre activité d'apprentissage ou de l'activité d'apprentissage de l'autre partenaire
d) les interventions sur le contenu de la matière à apprendre (sur les phénomène de l'heure et des dates)
Par les suites, les interventions ont été analysées quant à leur fréquence. Afin d'analyser les changement dans la communication des partenaires, chaque protocole était divisé en 3 parts égales, la première se référant à la première partie et la dernière se référant à la dernière partie de la phase d'apprentissage.
A la fin de la phase d'apprentissage, chaque sujet a été testé individuellement à l'aide du test mentionné précédemment.
Dans un entretien final, il a été demandé à chaque sujet de commenter l'utilisation des images et de leur communication avec leur partenaire.
Résultats:
Contrairement aux résultats de l'étude 1, les sujets du groupe A ont eu des scores significativement moins performants que les sujets du groupe B, que ce soit dans les question de type details tasks ou simulations tasks.
Interprétation:
Les résultats correspondent ainsi davantage à ceux avancés par l'hypothèse H2, qui avançait que les animations interactives permettait un moins bon apprentissage d'un sujet dynamique que les images statiques. De plus, les résultas indiquent que les performances sont encore moins bonnes lors d'un apprentissage coopératif que lors d'un apprentissage individuel (H2').
On pourrait tenter d'expliquer ses différences en affirmant que les apprenants du groupe A étaient libérés de certains traitement cognitifs qu'ils auraient été entièrement capable de remplir par eux-même. Dans ce sens, ils étaient empêchés d'effectuer les traitements cognitifs eux-même.
L'effet d'animation semble être encore plus fort dans une situation d'apprentissage collaboratif, car les apprenants doivent consacrer une proportion de leur ressources cognitives à la fois pour gérer le traitement visuel de l'information et pour coordonner leur activité d'apprentissage avec leur partenaire. Ce point de vue se retrouve dans les commentaires des apprenant qui ont affirmé être moins en paix pour penser eux-mêmes lors de l'apprentissage collaboratif.
On peut également noter que l'augmentation de la demande cognitive due à la gestion simultanée du medium ainsi qu'à la collaboration se retrouve dans les interventions verbales des sujets qui se rapportaient davantage au système d'apprentissage lui-même ou à la coordination des activités d'apprentissage.
Les interventions verbales concernant la coordinations des activités d'apprentissage ont augmentés durant la phase d'apprentissage dans le groupe A, alors qu'elles ont diminué dans le groupe B. On peut considérer qu'une telle différence s'explique par le fait que le medium demandait moins d'implication pour le groupe B au fur et à mesure de leur apprentissage et que les paires du groupe B pouvait ainsi s'impliquer davantage avec le contenu à apprendre. Alors que dans le cas du groupe A, les opérations avec le système lui-même empêchaient les paires à s'impliquer davantage avec le contenu à apprendre.
Résumé
En résumé, l'utilisation d'animations interactives ne semblent pas être plus efficaces lors de l'apprentissage d'un sujet dynamique que l'utilisation d'images statiques. D'un côté, l'utilisation d'animation interactives permet un apprentissage plus actif ; elles permettent également de présenter la dynamique d'un système et peuvent fournir un support mental, ceci particulièrement pour les sujets qui ne sont pas capables d'effectuer ces processus par eux-mêmes. Cependant, les individus qui ont des capacités cognitives plus grandes se trouvent devant un support qu'ils n'ont pas forcément besoins. Dans ce sens, les animations interactives ont tendance à réduire leur implication cognitive en les empêchant d'effectuer les processus mentaux par eux-mêmes. De plus, les sujets doivent interagir avec le medium, ce qui peut fournir une charge cognitive supplémentaire. Cette surcharge cognitive semble être encore plus grande dans un apprentissage collaboratif, étant donné que les apprenants doivent en plus coordonner leurs activités avec leur partenaire.
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