Pourquoi les enseignants doivent être conscients de la charge cognitive de leurs élèves
10 juin 2020
Bien que beaucoup d’élèves d’aujourd’hui soient natifs numériques, l’apprentissage à distance est une expérience relativement nouvelle pour la plupart. En comprenant les outils de leur plateforme d’apprentissage et en communiquant avec leurs pairs et enseignants en ligne, on attend d’eux qu’ils fassent davantage avec différents niveaux de conseil.
Alors que l’apprentissage à distance commence à prendre fin pour cette année scolaire, cela signifie aussi que les élèves sont exposés à davantage de distractions dans les activités non académiques. S’inquiéter de la pandémie actuelle et de ses conséquences ainsi que des vacances d’été imminentes consomment les ressources mentales des élèves. Ces défis pourraient non seulement augmenter la charge cognitive des élèves et affecter négativement les résultats d’apprentissage, mais aussi rendre plus difficile l’atteinte des objectifs d’équité et d’accessibilité dans l’apprentissage éducatif.
Comprendre la charge cognitive
« Notre 'bande passante' pour traiter l’information est liée à la capacité de la mémoire de travail », a expliqué Madeleine Keehner, chercheuse principale responsable en R&D chez ETS. « Votre mémoire de travail est votre espace de travail mental, et elle contient tout ce dont vous êtes consciemment conscient, auquel vous prêtez attention ou à quoi vous pensez en ce moment. Pendant que vous lisez cet article, par exemple, les mots et les idées sont représentés et traités dans votre mémoire de travail. »
La charge cognitive, en revanche, est l’information traitée en mémoire de travail à un moment donné, et de manière générale, plus la charge est importante, plus l’effort mental ou le travail mental est important. Mais ce n’est pas seulement la quantité de charge qui compte pour l’apprentissage – le type de charge est également important à considérer.
Selon la recherche, il existe trois types différents de charge cognitive : la charge intrinsèque, qui est l’effort cognitif dû à la complexité de la tâche d’apprentissage ; la charge extranée, l’effort cognitif dû à la gestion d’informations non pertinentes pour les objectifs d’apprentissage ; et la charge pertinente, l’effort cognitif pour créer et automatiser des structures mentales qui organisent la connaissance.
« Ces différents types de charge cognitive sont en concurrence pour la capacité limitée de mémoire de travail des apprenants », a déclaré Jung Aa Moon, chercheur en R&D chez ETS. « Les recherches suggèrent que, généralement, la charge superflue doit être minimisée, sauf si la capacité à traiter des informations non pertinentes est la cible de l’apprentissage. Minimiser la charge superflue peut libérer suffisamment de ressources mentales pour des activités d’apprentissage qui induisent une charge pertinente, ce qui peut aboutir à des résultats d’apprentissage positifs. »
Pour les enseignants, il est important, lors de la conception de supports d’apprentissage à distance, d’éviter d’inclure involontairement une charge cognitive superflue.
Maintenir les élèves sur la bonne voie
Lorsque les élèves apprennent de manière autonome, ou uniquement avec le soutien de non-experts comme leurs parents, ils peuvent involontairement consacrer du temps et des efforts mentaux à des activités sans rapport avec l’apprentissage. Pour les enseignants, il est important, lors de la conception de supports d’apprentissage à distance, d’éviter d’inclure par inadvertance une charge cognitive superflue. Bien que de nombreux enseignants fassent probablement déjà une grande partie des choses suivantes par instinct, ces informations visent à renforcer leur travail en établissant spécifiquement le lien entre ce qu’ils font au quotidien et les résultats de la recherche.
Voici quelques moyens pour les enseignants de continuer à aborder le design afin de réduire la charge cognitive (PDF) :
- Fournissez la bonne quantité d’informations : Évitez de fournir trop ou trop peu d’informations. Supprimez également les informations redondantes ou non pertinentes pour les objectifs d’apprentissage.
- Décomposez une tâche complexe en parties plus petites : au lieu de leur demander de terminer X et Y en même temps, donnez-leur d’abord la tâche X puis la tâche Y. Segmenter une tâche en tâches plus petites et plus gérables a été démontré pour favoriser l’apprentissage et réduire la charge cognitive dans une tâche d’apprentissage scientifique basée sur la simulation.
- Intégrer l’information : De nombreux supports pédagogiques présentent plusieurs éléments d’information tels qu’une image et un texte qui l’accompagne. Les apprenants risquent de ressentir une charge cognitive accrue s’ils doivent intégrer mentalement l’information provenant de ces sources. Intégrer spatialement texte et images en les plaçant côte à côte, ou en les reliant avec des indices qui mettent en évidence des parties liées de l’information pour signaler leur correspondance, peut réduire la charge cognitive.
- Pré-former les élèves : Donnez-leur suffisamment d’opportunités pour apprendre à utiliser de nouveaux outils et fonctionnalités dans une plateforme d’apprentissage. La pré-formation peut aider les étudiants à concentrer leurs ressources mentales sur l’apprentissage du contenu cible plutôt que sur des activités moins importantes comme essayer d’utiliser les outils et fonctionnalités d’apprentissage.
En plus d’être attentifs à la conception de leurs supports dans des environnements isolés, Keehner a expliqué que les enseignants doivent rechercher des signes de fatigue cognitive chez leurs élèves. « La fatigue cognitive résulte d’un engagement cognitif soutenu qui met à rude épreuve les ressources mentales », a-t-elle expliqué. « La fatigue persistante conduit à une motivation réduite, à une distraction accrue et à un mauvais traitement de l’information. Des études ont montré que de nombreux apprenants constatent une détérioration de leurs performances au fil de la tâche, comme en témoignent une augmentation des erreurs, des temps de réponse plus lents, des évaluations de fatigue auto-déclarées plus élevées et une baisse de la motivation. Si les élèves montrent des signes de ces effets, il est peut-être temps de faire une pause – les recherches montrent que les pauses sont très efficaces pour recharger les ressources cognitives des apprenants, en particulier chez les plus jeunes, et une pause de mouvement (où les élèves se lèvent et bougent) peut être particulièrement utile. »
Charge cognitive et apprenants de la langue anglaise (ELL)
« La gestion de la charge cognitive peut être un peu différente pour les ELL, surtout si nous les aidons à accomplir des tâches concrètes en anglais », a déclaré Shoko Sasayama, chercheuse associée en R&D à l’ETS. En général, une combinaison d’augmentation de la charge pertinente et de réduction de la charge extrane est avancée comme facilitant également la performance et l’apprentissage des ELL . Cependant, une augmentation de la charge extranée peut également jouer un rôle important pour cette population d’apprenants.
Par exemple, parler au téléphone ou en ligne comporte souvent des difficultés, comme une mauvaise connexion audio ou un bruit de fond fort. « Ces facteurs sont superflus à l’apprentissage de l’anglais par les ELL en tant que tel », a expliqué Sasayama. « Cependant, si les apprenants doivent pouvoir gérer ces facteurs dans la vie réelle, introduire ces facteurs et augmenter délibérément la charge supplémentaire est en réalité une bonne idée. Cela aide les apprenants à développer des stratégies pour s’adapter au désordre du monde réel et conduit ainsi à un meilleur apprentissage. »
Une chose à garder à l’esprit est d’introduire stratégiquement la charge superflue (PDF). Dans le scénario ci-dessus, l’introduction de la charge superflue est la plus logique lorsque les ELL sont déjà capables d’engager une conversation téléphonique basique dans un espace calme. En d’autres termes, la clé est de connaître les niveaux actuels de capacité des apprenants et d’augmenter progressivement la charge cognitive.
Bien que nous touchions à la fin de l’année scolaire, il ne faut pas manquer aux enseignants de remarquer les avantages et les inconvénients que l’apprentissage à distance a apportés. Les enseignants doivent continuer à considérer l’impact que cela a eu sur la cognition de leurs élèves et les moyens de s’améliorer pour l’automne devraient être au premier plan alors que nous naviguons dans l’apprentissage à distance comme une nouvelle partie de notre vie éducative.