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Faciliter l’apprentissage à partir d’exemples en situation de résolution de problèmes
par NOGRY Sandra
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2005
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Université Lumière Lyon 2
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Table des matières
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Tableaux
Page de titre
Introduction
Partie 1 : Comment faciliter la mise en œuvre des processus impliqués dans l’apprentissage à partir d’exemples ?
Introduction
Chapitre 1 : Résolution de problèmes par analogie et apprentissage
1.1. Nature des connaissances acquises en résolution de problème
1.2. Raisonnement par analogie et processus d’apprentissage
1.2.1. Elaborer un schéma
Processus inductifs
Processus explicatifs
1.2.2. Mémoriser des connaissances spécifiques
1.2.3. Généraliser à travers l’adaptation d’un problème spécifique
1.3. Bilan
Chapitre 2 : Quelles conditions favorisent l’apprentissage à partir d’exemples ?
2.1. Théorie de la charge cognitive
2.2. Favoriser l’apprentissage en manipulant la charge cognitive
2.2.1. Diminuer la charge cognitive inutile (extraneous cognitive load)
2.2.2. Manipuler la charge cognitive intrinsèque
Séquencer l’information
Présenter la résolution des problèmes sous une forme modulaire
2.3. Favoriser la mise en œuvre de processus de généralisation
2.3.1. Favoriser les activités d’auto-explication sur les exemples
Qualité des auto-explications
Induction d’auto-explications
2.3.2. Modifier le format de présentation des problèmes
Présentation de diagrammes et processus d’apprentissage
Influence de la saillance des éléments structuraux des exemples
2.3.3. Influence des similitudes entre problèmes présentés successivement
Rôle de la similarité/dissimilarité des problèmes étudiés
Rôle de la similarité/dissimilarité des exemples utilisés et des problèmes donnés à la suite
2.4. Bilan
Chapitre 3 : Induction de processus d’apprentissage et saillance des traits de structures
3.1. Présentation de l’étude de Gick et McGarry (1992)
3.2. Présentation des expériences
3.2.1. Expérience 1 : Quelle est l’influence des erreurs sur la résolution du problème cible ?
Méthode
Résultats
Discussion
3.2.2. Expérience 2 : La saillance des traits de structures conduit-elle à prendre conscience du lien entre source et cible ?
Méthode
Résultats
Discussion
3.2.3. Expérience 3 : saillance des traits de structure et généralisation des connaissances
Méthode
Résultats
Discussion
3.2.4. Expérience 4 : quel rôle la solution du problème source joue-t-elle ?
Méthode
Résultats
Discussion
3.3. Discussion générale
3.4. Bilan
Chapitre 4 : Etude des effets conjugués de la tâche à réaliser et de la similarité entre problèmes sur les processus de généralisation
4.1. Principe de l’expérience
4.2. Méthode
4.2.1. Participants
4.2.2. Matériel
Phase d’apprentissage
Phase de test
4.2.3. Procédure
4.3. Résultats
4.3.1. Phase d’apprentissage
4.3.2. Phase de test
Codage des réponses
Analyse des réponses correctes
Analyse des erreurs d’inversion
4.4. Discussion
4.5. Bilan
Chapitre 5 : Discussion de la première partie
5.1. Résumé
5.2. Perspectives
Partie 2 : Concevoir des Environnements Informatiques pour l’Apprentissage Humain (EIAH) qui facilitent l’acquisition de connaissances à partir d’exemples
Introduction
Chapitre 6 : Quelles collaborations interdisciplinaires pour la conception des EIAH ?
6.1. Bref historique du domaine
6.2. Les problèmes soulevés par la conception des EIAH
6.3. Quels fondements théoriques pour la conception des EIAH ?
Chapitre 7 : Le projet Ambre
7.1. Les fondements du projet
7.1.1. Des EIAH pour enseigner des méthodes
7.1.2. Utilisation du Raisonnement à Partir de Cas
Le raisonnement à partir de cas
Utilisation du raisonnement à partir de cas en EIAH
Le raisonnement à partir de cas dans le projet Ambre
7.2. Conception du projet Ambre
7.3. Bilan
Chapitre 8 : Recommandations pour la conception
8.1. Présentation des problèmes-types
8.2. Résolution de nouveaux problèmes
8.2.1. Choix des problèmes
8.2.2. Reformulation (élaboration)
8.2.3. Choix d’un problème-type (recherche d’un cas proche)
8.2.4. Adaptation
8.2.5. Classement
8.3. Diagnostic
8.4. Bilan des recommandations
Chapitre 9 : Le logiciel Ambre-add
9.1. Études en didactique des mathématiques
9.2. La méthode à acquérir
9.3. Description du logiciel Ambre-add
9.3.1. Présentation d’exemples résolus
9.3.2. Résolution de problèmes
Reformulation des problèmes
Choix d’un problème-type
Adaptation du problème-type
Classement du problème résolu
9.3.3. Aide et Diagnostic
9.4. Bilan
Chapitre 10 : Comment évaluer un EIAH ?
10.1. Évaluer l’utilisabilité
10.1.1. Méthodes d’évaluation de l’utilisabilité
Évaluation analytique
Évaluation empirique
10.1.2. Utilisabilité et EIAH
10.2. Évaluer l’utilité
10.3. Bilan
Chapitre 11 : Évaluation du logiciel Ambre-add
11.1. Evaluation du logiciel en laboratoire
11.1.1. Méthode
11.1.2. Résultats
11.1.3. Recommandations et modifications
11.2. Evaluation de l’impact de Ambre-add sur l’apprentissage
11.2.1. Principe de l’expérience
11.2.2. Protocole expérimental
Participants
Matériel
Tâches d’évaluation de l’apprentissage
Outils destinés aux analyses qualitatives
11.2.3. Procédure
11.2.4. Résultats
Analyse quantitative
Analyse qualitative
11.2.5. Discussion
11.3. Evaluation de l’adéquation de Ambre-add à des élèves de CE2
11.3.1. Méthode
Participants
Matériel
Déroulement des séances
11.3.2. Résultats
Les participants
Utilisation du logiciel Ambre-add
Compréhension du vocabulaire
Compréhension des schémas
11.3.3. Discussion
11.4. Bilan des expériences et perspectives
Chapitre 12 : Discussion de la seconde partie
12.1. Conséquences de l’évaluation pour Ambre-add
12.1.1. Utilisation effective versus utilisation prescrite
12.1.2. Des difficultés persistantes
12.1.3. Proposition d’un scénario pédagogique
Enlever ici les conditionnels
12.2. Rôle des théories et des données empiriques sur le fonctionnement cognitif pour la conception de ce projet ?
12.3. Quels enseignements tirer de ce travail pour le projet Ambre ?
12.4. Quels enseignements pour l’évaluation des environnements d’apprentissage ?
12.4.1. Discussion des évaluations réalisées
12.4.2. Proposition d’une démarche d’évaluation au cours de la conception
12.5. Perspectives
Discussion générale
12.6. Résumé de nos travaux
12.6.1. Rappel des objectifs
12.6.2. Résumé des contributions en psychologie cognitive
12.6.3. Résumé des contributions dans le domaine des EIAH
12.7. Limites de cette étude pluridisciplinaire
12.8. Perspectives
12.8.1. Mieux comprendre la généralisation par adaptation
La mise en œuvre des processus est-elle volontaire ?
Prendre en compte la variabilité inter-individuelle
Prendre d’avantage en compte l’articulation entre processus, activités et connaissances
Annexes
Annexe 1 : Classification des problèmes additifs représentée par des schémas
Annexe 2 : Copies d’écran du logiciel Ambre-add
Présentation d’un problème prototypique
Bilan des problèmes-type
Présentation de l’énoncé du problème
Etape de reformulation
Etape de choix d’un problème-type
Etape d’adaptation
Etape de classement
Annexe 3 : Copies d’écran du logiciel contrôle « reformulation-résolution »
Présentation de l’énoncé
Etape de reformulation du problème
Etape de rédaction de la solution
Bilan de la résolution
Annexe 4 : Copies d’écran du logiciel contrôle « résolution simple »
Présentation des problèmes-types
Rédaction de la solution
Bilan de la résolution du problème
Tâche complémentaire : rechercher des informations dans un énoncé de problèmes
Annexe 5 : Test de « détection de similarités de structures »
Présentation de l’énoncé
Enoncés de problèmes à choisir
Annexe 6 : Exemples de problèmes présentés par le logiciel
Problème de type réunion
Problème de type changement
Problème de type comparaison
Annexe 7 : Exemples de problèmes présentés pendant les tests en classe
Exemples de problèmes faciles
Problèmes difficiles proches
Problèmes difficiles éloignés
Annexe 8 : Liste des observables utilisés pour préparer l’observation des utilisateurs de Ambre-add en laboratoire
Annexe 9 : Questionnaire sur l’utilisation de Ambre-add
Annexe 10 : Fiche de séance
Annexe 11 : Grille d’observation individuelle
Annexe 12 : Test de compréhension des schémas
Annexe 13 : Exemples de problèmes présentés par Ambre-add dans expérience en CE2
Annexe 14 : Questions sur l’utilisation de Ambre-add proposé aux élèves de CE2
Bibliographie