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When Learing Is Just a Click Away:
Does Simple User Interaction Foster Deeper Understanding of Multimedia Messages?
R.E. Mayer, P. Chandler
Background théorique
Une interaction simple de l'utilisateur (simple user interaction) lors de l'utilisation d'une explication multimédia (par exemple la formation des éclairs, ) pourrait affecter les processus cognitifs à la fois durant la phase d'apprentissage et durant la phase de restitution. Une interaction simple de l'utilisateur pourrait avoir 2 effets principaux sur les processus d'apprentissage : elle pourrait réduire la charge cognitive de l'apprenant et par ce fait lui permettre de construire petit à petit un modèle mental cohérent.
Soit une séquence multimédia qui explique la formation des éclairs. Dans le cas d'une présentation traditionnelle (du début à la fin, sans donner l'opportunité à l'apprenant d'interrompre la séquence à un moment donné), le flots de mots et d'images sur la mémoire de travail peut devenir envahissant. Si l'on considère que les capacités de traitement cognitifs sont limitées, les apprenant doivent ainsi consacrer une partie de leur ressources cognitives uniquement pour recevoir l'information, et les capacités restantes pour organiser l'information ou l'intégrer avec d'autres connaissances se trouve par la même réduit. De ce fait, bien que les apprenants puissent éventuellement obtenir des résultats satisfaisants au test de restitution, il se pourrait fort bien qu'une compréhension plus large (mesurée lors de tests de transfert) soit empêchée lors d'une présentation traditionnelle.
A l'opposé, si la séquence multimédia est présentée par parties, avec contrôle de l'utilisateur, l'apprenant peut s'efforcer de comprendre chaque segment avant de passer au segment suivant. Dans ce cas, les chances d'une surcharge cognitive se trouvent réduites. Il serait ainsi plus facile pour l'apprenant de lier les divers segments entre eux que lors d'une présentation entière. En construivant un modèle petit à petit, les apprenants peuvent ainsi construire tout d'abord une explication du fonctionnement de chaque partie du modèle et les intégrer ensuite dans un modèle causale.
Un modèle causal est une chaîne de cause-à-effet dans lequel le changement d'état d'une composante du système va engendrer un autre changement et ainsi de suite. Assimiler une information complexe et faire les liens entre les divers éléments pourrait ainsi imposer plus de charge cognitive lors d'une présentation entière que lors d'un contrôle partiel de l'utilisateur. Cette charge cognitive pourrait être réduite si les apprenants avaient la possibilité de comprendre le fonctionnement de chaque partie du modèle, comme se serait le cas s'ils avaient auparavant reçu une présentation par partie.
Afin de mesurer le degré de compréhension du modèle, il a été donné aux sujets de l'expérience un test de transfert dans lequel il leur était demandé d'utiliser l'information présentée d'une manière autre que celle qui était présentée. Par exemple, il leur était demandé de répondre à la question suivante : "Supposez que vous voyez des nuages dans le ciel mais pas d'éclair, pourquoi?" ou encore "que pouvez-vous faire pour réduire l'intensité d'un éclair?" Des questions résumées sur les principes de la formation d'un éclair étaient également demandées, du genre "qu'est-ce qu cause un éclair?" ou encore "en quoi la température de l'air à un rapport avec la formation d'un éclair?"
Expérience et Prédictions:
Présentation entière puis par partie (WP) vs présentation par partie puis entière (PW)
En présentant tout d'abord une présentation entière (animation continue, sans contrôle de l'utilisateur) puis chaque segment séparément (présentation par partie, avec contrôle de l'utilisateur), l'apprenant peut d'abord construire un contexte qui sera traité plus minutieusement lors de la deuxième présentation.
Lorsque le matériel est d'abord présenté par partie puis ensuite entièrement, l'apprenant est dans ce cas moins à même de construire tout d'abord un contexte unifié durant la première présentation.
Selon la WP (whole-part) hypothèse, les apprenants devraient apprendre plus minutieusement à partir d'une présentation WP qu'à partir d'une présentation PW. En voyant d'abord la présentation entière, les apprenants peuvent d'abord construire un contexte cohérent, puis en voyant chacune des partie séparément, peuvent renforcer les parties du contexte,
Selon la PW hypothèse (part first hypothese) les apprenants devraient avoir davantage de surcharge cognitive lorsque la présentation entière est donnée en premier et par conséquent un contexte effectif ne pourra être construit afin d'organiser par la suite la présentation par partie. Par contre, lorsque la présentation par partie vient en premier, les apprenant peuvent construire un modèle du fonctionnement de chaque partie du système. Les composantes pourront ensuite être intégrées plus facilement dans modèle mental lorsque la présentation entière sera donnée. Lorsque la présentation entière est donnée, les apprenant pourront ainsi plus facilement connecter les parties entre elles et former un modèle causal.
Selon cette hypothèse, les apprenant devraient apprendre plus minutieusement à partir d'une présentation PW qu'à partir d'une présentation WP.
Présentation entière puis entière (WW) vs présentation par partie puis par partie (PP)
La whole-first hypothese prédit une meilleure rétention et un meilleur transfert à partir d'une présentation WW qu'à partir d'une présentation PP. le flot d'information n'étant pas interrompu dans ce cas.
Selon la part-first hypothese, qui est basée sur la théorie de la surcharge cognitive, les apprenants devraient apprendre plus minutieusement d'une présentation PP que d'une présentation WW, la mémoire de travail étant moins surchargée dans ce cas.
Tous les étudiants de la recherche suivante ont reçu un matériel identique. En effet, lors de recherches précédentes, un problème majeur avait été que les sujets en situation de contrôle partiel sélectionnaient, et par conséquence recevaient une leçon incomplète par rapport à ceux en situation de non contrôle.
Matériel des expériences:
La matériel papier pour les 2 expériences consistait en:
- Un questionnaire sur les participant d'une page. Ce questionnaire demandait leur âge, leur score au Scholastic Aptitude Test, et leur niveau d'expérience météo (5 questions d'auto-évaluation et 7 questions sous forme de checklist).
- Une évaluation sujective sur la charge cognitive pour la première partie. Cette évaluation leur posait la question suivante "A quel point c'était difficile pour vous d'étudier sur les éclairs à partir de la présentation que vous venez de voir? 7 réponses à choix étaient possibles.
- Une évaluation subjective sur la charge cognitive pour le deuxième partie. Cette évaluation était identique à la précédente, si ce n'est qu'il était ajouté à la fin du questionnaire qu'il s'agissait bel et bien de leur deuxième présentation, et non de la première.
- Un questionnaire d'une page pour le test. Au sommet de la page figurait la question suivante: "Expliquez comment fonctionnent les éclairs".
- Un questionnairee rétention et un questionnaire de 4 pages pour le test de transfert. Au sommet de chacune des pages étaient écrites les questions suivantes: "Que pouvez-vous faire pour réduire l'intensité d'un éclair?", "Supposez que vous voyez des nuages dans le ciel mais pas d'éclair. Pourquoi pas?", "Quel est le rapport de la température de l'air avec les éclairs?" et "Qu'est-ce qui cause un éclair?".
Le matériel informatique consistait en 4 programmes multimédia, soit le PW programme et le WP programme pour l'expérience 1, le PP programme et le WW programme pour l'expérience 2.
Le PW programme consistait en un cadre demandant au sujet de cliquer sur la souris pour commencer, la présentation de la matière à apprendre par partie (P), un cadre demandant au sujet de remplir la feuille d'évaluation située à côté de l'ordinateur, un cadre invitant le sujet à cliquer le bouton de la souris pour commencer la partie suivante de la présentation, la présentation de la matière à apprendre en continu (W), un cadre demandant au sujet de remplir la seconde feuille d'évaluation.
Le WP était identique, à l'exception de l'inversion des parties P et W. Le WW comportait deux parties W et le PP deux parties P.
La présentation de la matière à apprendre en continu consistait à une animation avec narration d'une durée de 140 secondes. La présentation de la matière par partie était identique, à l'exception du fait qu'elle était divisée en 16 parties, un bouton "Cliquez ici pour continuer" permettant à l'apprenant de passer à la partie suivant en l'actionnant. Chaque partie durait environ une dizaine de secondes.
Expérience 1
Durant cette expérience, les sujets recevaient 2 expositions d'une séquence multimédia sur l'explication de la formation des éclairs. 15 sujets recevaient d'abord la présentation par partie puis la présentation entière, 15 autres recevaient d'abord la présentation entière puis la présentation par partie. Tous les sujets n'avaient pas une grande familiarité avec la météorolgie, comme l'a montré un pre-test.
Expérience 2
Durant cette expérience, 15 sujets recevaient 2 présentations par parties successivement (PP) et 14 sujets recevaient 2 présentations entières successivement (WW). Tous les sujets n'avaient pas une grande familiarité avec la météorologie, comme l'a montré un pre-test.
Résultats et discussion:
Expérience 1:
Les résultats n'ont pas montré de différences significatives au test de rétention entre les groupes PW et WP. Par contre, le groupe PW a produit significativement plus de solutions au test de transfert que le groupe WP.
Ces résultats sont consistants avec la théorie de la surcharge cognitive, dans laquelle la progression entre la présentation par partie puis la présentation entière demande moins de charge à la mémoire de travail que la progression d'une présentation entière à une présentation par partie. Les apprenants qui expérimentent moins de surcharge cognitive sont plus à même d'organiser le matériel présenté en un modèle de cause à effet et d'utiliser ensuite mentalement la connaissance apprise de manière pertinente. Ce plus grand degré de compréhension de la matière apprise par le groupe PW se reflète dans des performances supérieures aux tests de transfert.
Expérience 2:
Les résultats n'ont pas montré de différences significatives au test de rétention entre les groupes PP et WW. Par contre, le groupe PP a produit significativement plus de solutions au test de transfert que le groupe WW.
Ces résultats rejoignent la théorie de la surcharge cognitive, dans laquelle apprendre à partir de 2 présentations par partie réduit la charge de la mémoire de travail par rapport à un apprentissage à partir de 2 présentation en continu. Les apprenants, qui expérimentent moins de surcharge cognitive sont plus à même d'organiser le matériel présenté en un modèle de cause à effet et d'utiliser ensuite mentalement la connaissance apprise de manière pertinente. Ce plus grand degré de compréhension de la matière apprise par le groupe PP se reflète dans des performances supérieures aux tests de transfert.
Conclusion
Le groupe PW a obtenu des performances significativement meilleures que le groupe WP au test de transfert, de même que le groupe PP par rapport au groupe WW.
Ce n'est cependant pas l'interactivité en tant que telle qui a permis un meilleur apprentissage, les versions PW et WP contenant toutes deux le même degré d'interactivité. Pourtant, le groupe PW a pu apprendre de manière plus minutieuse que le fit le groupe WP. L'interactivité n'a permis d'augmenter la compréhension de la matière à apprendre seulement lorsqu'elle a été utilisée de manière à réduire la charge cognitive.
Ces résultats suggère qu'une présentation PW est plus efficace qu'une présentation WP uniquement lorsque le but est d'augmenter la compréhension d'un système cause à effet et lorsque l'apprenant n'est pas familier avec le matériel. Il se peut cependant fort bien qu'il y ait d'autres situations dans lesquelles une présentation WP soit plus efficace, par exemple lorsqu'il s'agirait d'augmenter les performances lors de l'acquisition d'un automatisme, ou encore d'augmenter les performances lors de l'apprentissage du sujets académiques plus larges.
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