Serge Gérin-Lajoie, Josianne Basque Téluq-UQAM

GIREFAD - ACFAS 2006 - Montréal 1

Apprendre à construire des cartes de connaissances en ligne : quels sont les besoins des apprenants et les moyens pour les combler ?

Serge Gérin-Lajoie, Josianne Basque

Téluq-UQAM


Plan

Problématique Objectifs Méthodologie Résultats Analyse et discussion Conclusion


Problématique

Depuis la parution de Learning to Learn de Novak et Gowin (1984), l’usage des cartes conceptuelles les milieux éducatifs ne cesse de croître

Les cartes conceptuelles, lorsque construites par les étudiants ont été décrites comme de puissants outils cognitifs servant à supporter la construction active de connaissances et favorisant des apprentissages signifiants (Fischer, 1990; Holley et Dansereau, 1984; Jonassen et Marra, 1994, Jonassen et al., 1997; McAleese, 1998; Novak, 1998; Novak et Gowin, 1984; Wandersee, 1990).


Problématique

L’activité de construction de cartes conceptuelles commencent à être proposée aux étudiants dans des contextes de formation à distance (Basque, Pudelko et Legros, 2002, 2003; De Simone, Schmid et McEven, http).

Plusieurs recherches sur les effets de l’usage et de la construction de cartes conceptuelles par les étudiants sur l’apprentissage (Horton et al, 1993 ; Nesbitt & Adesope, soumis).


Problématique

On sait peu de choses sur la manière dont les apprenants devraient être entraînés au concept mapping (Patry, 2004 ; Basque et Pudelko, 2004), que ce soit dans des situations d’apprentissage présentiel ou à distance. Bon nombre d’auteurs ont signalé l’importance d’un bon entraînement à la construction de cartes conceptuelles (Shavelson, Lang et Lewin, 1994; McCagg et Dansereau, 1991 Novak et Gowin, 1984; White et Gunstone, 1992).


Objectif de la recherche

Développer un module d’entraînement à la construction de cartes de connaissances au moyen d’un logiciel de concept mapping destiné à des étudiants inscrits dans des cours diffusés entièrement à distance.


Objectif de la présentation

Présenter les résultats de l’analyse de besoins préalable au développement de notre module d’entraînement


Objectif de la présentation

Buts de l’analyse de besoin1- Identifier les difficultés que perçoivent les étudiants à distance à

construire des cartes de connaissances2- Identifier les difficultés qu’éprouvent les étudiants qui doivent

utiliser un logiciel intégrant un langage de représentation spécifique pour élaborer des cartes de connaissances

3- Identifier les difficultés que peuvent rencontrer les étudiants qui doivent apprendre à distance à utiliser un logiciel de construction de cartes de connaissances

4- Identifier des pistes de solution pour combler les besoins de formation.


Méthodologie

Sélection de 2 cours en FAD où les étudiants doivent construire cartes de connaissances

Entrevues semi dirigées

(6 chargés d’encadrement et 1 formateur) Questionnaires (21 étudiants)


Description des cours

Science cognitives et apprentissage (EDU)2e cycle3 créditsConstruction d’un « réseau de

connaissances » après la lecture de plusieurs textes sur la cognition et l’apprentissage


Description des cours

Design pédagogique (TEC)2e cycle6 créditsConstruction d’un « modèle de

connaissances » en utilisant la technique de modélisation par objets typés (MOT) proposée par (Paquette, 2002)


Description du logiciel

Le logiciel MOT (Modélisation par objets typés) développé au Centre de recherche LICEF de la Télé-université (Paquette, 2002) est utilisé dans les deux cours.

Obligatoire dans le cours portant sur le design pédagogique

Suggéré dans le cadre du cours en sciences cognitives et apprentissage. 10 des 13 étudiants de ce cours l’ont utilisé.



Distinguer les types de connaissances à l’aide de différentes formes géométriques : les concepts (rectangles), les procédures (ovales), les principes (hexagones) et les faits (rectangles au coin tronqués).

Distinguer les types de liens, selon la typologie proposée par Paquette (2002): Composition, Régulation, Spécialisation, Précédence, Input/Output et Instanciation.

Des règles de grammaires programmées dans le logiciel restreignent les possibilités de choix de liens entre les différents types de connaissances. Le logiciel permet aussi le choix d’une connaissance ou d’un lien appelé « non typé ».


Description du matériel de cours

Pour les deux cours

Manuel de l’utilisateur et à l’aide en ligne du logiciel MOT. Description des types de connaissances, des types de liens et les règles de

grammaires du langage de modélisation Informations sur l’installation et les manipulations de base au sein du logiciel. Quelques exemples Aucun exercice pratique.

Dans le cours sur les sciences cognitives et l’apprentissage Guide textuel de 12 pages

Typologies de connaissances et de liens du langage MOT sont présentées. Procédure de construction de cartes de connaissances. Quelques exemples de cartes de connaissances Aucun exercice pratique.



Dans le cours sur le design pédagogique, Ensemble intégré de fichiers électroniques de quatre exercices

de construction de modèles de connaissances, un diaporama Power Point et un fichier d’information.

Le diaporama et le fichier d’information présentent les typologies de connaissances et de liens ainsi que les étapes de modélisation des connaissances.

Les quatre exercices sont de niveaux de difficulté progressive. Une fiche de travail qui leur présente comment élaborer un modèle

de connaissances. Fiche réfère à un exemple, mais ne contient pas d’exercice pratique.


Collecte de données

Questionnaire envoyé par courriel aux étudiants 55 questions, dont 29 à réponses fermées.

Utilisation des documents de formation qui leur étaient accessibles dans leur cours respectif.

Pertinence et structure des contenus Opinion sur la ou les stratégies pédagogiques

employée(s) Pertinence des activités d’apprentissage Progression proposée Exercices proposés (le cas échéant) Exemples employés.



Questions ouvertes pour recueillir l’opinion des étudiants concernant:

Format médiatique des documents fournis. Utilisation du logiciel MOT et de ses typologies de

connaissances et de liens. Pertinence de l’activité de construction de cartes

ou de modèles de connaissances Difficultés rencontrées Proposition des pistes d’amélioration pour la

formation à la construction de cartes ou de modèles de connaissances.



Entrevues semi dirigées avec les cinq chargés d’encadrement et le formateur

Exploration des mêmes dimensions que celle abordées dans le questionnaire envoyé aux étudiants.


Résultats


Résultats

Les difficultés des étudiants à construire des cartes de connaissances à distance.

Percevoir le but de cette activité. Identifier la finalité et la pertinence même d’une

carte de connaissances . Les étudiants sont « insécures » quant à la forme

que doit prendre la carte de connaissances étant donné que cette dernière est évaluée. (CE)


Résultats


Cibler les informations et les connaissances à incorporer dans le réseau :

Difficulté à choisir les connaissances ou les concepts à intégrer dans les cartes. (CE)

Les étudiants ont tendance à incorporer beaucoup de texte dans les noeuds de leur carte. (formateur)

Résultat: les chargés d’encadrement et le formateur doivent donner des explications supplémentaires aux étudiants sur la manière de sélectionner les informations à inclure dans la carte et dans les noeuds.


Résultats


Difficulté à donner une direction aux liens Représenter des cheminements ou des

procédures.


Résultats


Difficultés dans l’organisation des concepts à l’intérieur d’une carte.

L’organisation spatiale des objets est un problème pour les étudiants. (CE)

La présentation d’idées sous forme graphique est un exercice difficile pour certaines personnes. (Formateur)

Représenter ce qu’ils veulent schématiser. « souvent les étudiants ont des sous-entendus dans leur schéma ». (CE)

Il y a un décalage entre les intentions des étudiants et ce qui est représenté au sein des cartes de connaissances . (CE)


Résultats

Les difficultés des étudiants à utiliser un langage de construction précis pour construire des cartes de connaissances

Lorsque le langage de construction n’est pas imposé, les étudiants adoptent trois types de comportement:

Faible proportion d’étudiants qui font un usage complet du langage proposé.

Certains l’utilisent partiellement en ne se servant que des liens « non typés ». Ils apposent alors leurs propres étiquettes sur les liens.

Les autres commencent à utiliser le langage proposé et l’abandonnent lorsqu’ils rencontrent des difficultés.


Résultats

Les difficultés des étudiants à utiliser un langage de construction précis pour construire des cartes de connaissances

Les étudiants ont de la difficulté à distinguer les concepts, les procédures, les principes et les faits. Les principes semblent difficiles à être distingués des procédures.

Difficulté avec typologie des liens du langage MOT. Plus particulièrement, les liens de Spécialisation et d’Intrant/Produit sont deux types de liens mentionnés par les étudiants et les chargés d’encadrement.


Résultats

Les difficultés des étudiants à utiliser un langage de construction précis pour construire des cartes de connaissances .

Difficulté avec la sémantique du langage MOT. Lorsque l’usager essaie de relier deux objets sans respecter la grammaire MOT, le logiciel transforme automatiquement le lien choisi par l’étudiant par un lien « permis ». « Cela frustre les étudiants, car ils ne comprennent pas vraiment pourquoi cela arrive » (CE)


Résultats

Les difficultés des étudiants à apprendre à manipuler un logiciel de construction de cartes de connaissances .

Peu de difficulté à apprendre à manipuler un logiciel de construction de cartes de connaissances comme le logiciel MOT.

Difficulté lors de leur première utilisation du logiciel est celle d’apprendre à faire les manipulations de base dans ce dernier (déplacer un objet, effacer, etc.).


Résultats

Les pistes de solution pour combler les besoins de formation.

L’utilisation d’exercices pratiques. Exercices devraient demeurer facultatifs selon

les besoins de formation des individus. Le besoin d’exercices pratiques semble être

nuancé selon le niveau de difficulté des étudiants à construire les cartes de connaissances .


Résultats

Les pistes de solution pour combler les besoins de formation.

L’utilisation des possibilités du multimédia. Utiliser le multimédia pour de démontrer la

procédure de construction avec le logiciel MOT. Consignes vocales associées.

L’ajout d’exemples


Analyse


Analyse


Platteaux (1999) confirme que le choix des concepts à insérer ou à rejeter dans les cartes conceptuelles est l'une des principales difficultés des étudiants.


Analyse


Difficulté à nommer ou à étiqueter les liens est régulièrement citée par les auteurs (Basque, Pudelko, & Legros, 2003; Jo, http; Novak & Gowin, 1984; Fisher, 1990; Roth et Roychoudhury, 1992; Canas, Valerio, Lalinde-Pulido, Carvalho, & Arguedas, 2003.

Les liens sont plus difficiles à comprendre que les concepts parce qu’ils peuvent changer en fonction du contexte où les connaissances sont utilisées. (Faletti et Fisher,1996)

On détermine facilement l'existence d'une relation entre deux concepts mais il est beaucoup plus difficile d'indiquer la nature de cette relation (Loiselle et Rouleau,1991).


Analyse


L’identification des relations entre les concepts est l’aspect le plus difficile dans la construction des connaissances. (Faletti et Fisher, 1996)

Cette difficulté est due au fait que nous nous contentons généralement de percevoir les relations sans les nommer. Fisher, 1990)

La nécessité d'analyser et de nommer les relations entre les concepts constitue la part la plus difficile mais aussi la plus instructive de la construction d'une carte des connaissances (Pudelko, Basque et Legros, 2002).


Analyse

Les pistes de solution pour combler les besoins de formation

Novak et Gowin, (1984) et Ruiz-Primo (2000), mentionnent qu’une période d’exercice doit être prévue.

Il devrait y avoir une forme de rétroaction à la suite de la réalisation des exercices par un formateur (Wandersee, 1990) ou par un ordinateur (Chang et al., 2001).


Conclusion

Notre analyse des besoins d’entraînement confirme que la construction de cartes de connaissances est une activité qui nécessite un entraînement adéquat.

L’apprentissage à l’usage d’un logiciel de concept mapping et d’un langage de modélisation spécifique s’ajoute à celui de la technique de représentation graphique des connaissances proposée dans le concept mapping.


Conclusion

La considération de pistes de solution proposées par les participants et l’identification de moyens d’amenuiser les difficultés identifiées nous permettront de proposer des pistes concrètes pour le développement d’un module d’entraînement à la construction de cartes de connaissances qui est adapté pour des étudiants à distance.


Bibliographie

Basque, J., Pudelko, B., & Legros, D. (2003). Une expérience de construction de cartes conceptuelles dans un contexte de téléapprentissage universitaire. In C. Desmoulins, P. Marquet & D. Bouhineau (Eds.), Environnements informatiques pour l'Apprentissage Humain: Actes de la conférence EIAH 2003, Strasbourg, 15, 16 et 17 avril (pp. 413-420). Strasbourg: INRP.

Canas, A., Valerio, A., Lalinde-Pulido, J., Carvalho, M., & Arguedas, M. (2003, Octobre 2003). Using WordNet for word sense disambiguation to support concept map construction. Paper presented at the SPIRE 2003 - 10th international symposium on string processing and information retrieval, Manaus, Brésil.

Chang, K. E., Sung, Y. T., & Chen, S. F. (2001). Learning through computer-based concept mapping with scaffolding aid. Journal of Computer Assisted Learning, 17, 21-33.

Faletti, J., & Fisher, K. M. (1996). The information in relations in biology, or the unexamined relation is not worth having. In K. M. Fisher & M. R. Kibby (Eds.), Knowledge acquisition, organization, and use in biology (pp. 182-205). Berlin: Springer.


Bibliographie

Faletti, J., & Fisher, K. M. (1996). The information in relations in biology, or the unexamined relation is not worth having. In K. M. Fisher & M. R. Kibby (Eds.), Knowledge acquisition, organization, and use in biology (pp. 182-205). Berlin: Springer.

Fisher, K. M. (1990). Semantic networking : The new kid on the block. Journal of Research in Science Teaching, 27(10), 1001-1018.

Jo, I.-H. (http). The effects of different concept mapping techniques on college-level writing. Educational Technology International, 3(1).

Loiselle, R., & Rouleau, S. (1991). Le réseau de concepts : un outil d’apprentissage. Spectre, 20(2), 34-37.

Novak, J. D., & Gowin, D. B. (1984). Learning how to learn. Cambridge: Cambridge University Press.

Platteaux, H. (1999). Quels outils de navigation pour les CD-ROMs de vulgarisation? , Université de Genève, Genève.


Bibliographie

Pudelko, B., Basque, J., & Legros, D. (2002). Les cartes des connaissances : une aide à la construction des connaissances. In D. Legros (Ed.), Étude des effets des systèmes et des outils multimédias sur la lecture, la compréhension, la production de texte et la construction des connaissances. Implications sur l'apprentissage et l'enseignement (pp. 178-220). Paris: Ministère de la Recherche.

Roth, W.-M., & Roychoudhury, A. (1992). The social construction of scientific concepts or the concept map as conscription device and tool for social thinking in high school science. Science Education, 76(5), 531-557.

Ruiz-Primo, M. A. (2000). On the use of concept maps as an assessment tool in science: What we have learned so far. Revista Electrónica de Investigación Educativa, 2(1).

Wandersee, J. H. (1990). Concept mapping as a cartography of cognition. Journal of Research in Science Teaching, 27(10), 923-936.


Merci

Documents

Serge Gérin-Lajoie, Josianne Basque Téluq-UQAM