Programme Cognitique
Ecole & Sciences cognitives
Pratiques d'écriture et instrumentation du psychisme : approches psychologiques et didactiques.
1. Situation du sujet et objectifs généraux du projet
L'apprentissage scolaire des systèmes sémiotiques (écriture, systèmes numérique et graphique) ne garantit pas que ces systèmes puissent être utilisés par les enfants comme instruments cognitifs leur permettant de résoudre différentes tâches (notamment de mémoire et de communication).
L'objectif général est d'étudier, auprès d'enfants de la grande section de maternelle à la fin de l'école primaire, l'usage qu'ils font de ces systèmes pour résoudre différentes tâches (notamment de mémoire et de communication) ainsi que les conditions, aux plans intra-spychique et situationnel (les pratiques scolaires) qui en favorisent l'usage.
Une série d'hypothèses cognitives sera mises à l'épreuve:
L'usage des systèmes sémiotiques est relié à des connaissances spécifiques relatives aux fonctions cognitives qu'assurent les notations (conservation de l'information - factuelle, événementielle et procédurale -, calculabilité, transmission, etc.) ; ces connaissances seraient d'acquisition tardive, car postérieures à l'acquisition des systèmes sémiotiques eux-mêmes ; elles seraient reliées aux pratiques scolaires (pratiques essentiellement centrées sur l'acquisition des codes versus pratiques de résolution de problèmes);
2. Situation actuelle du sujet proposé
Ø contexte et enjeux de société
La multiplicité des codes symboliques liés à l'usage des nouvelles technologies de l’information et de la communication impose à l'enfant d'acquérir une gamme variée de systèmes symboliques fondés sur l’image qui, de plus en plus, coexistent et établissent des rapports complexes avec les systèmes traditionnels comme l’écriture. Il est indispensable de connaître comment les enfants comprennent et utilisent ces systèmes symboliques, d’autant plus, qu’en général, ils ne constituent pas des objectifs scolaires. Par ailleurs, les pratiques scolaires ont tendance à garantir un apprentissage formel des codes symboliques traditionnels (écriture et notation numérique) sans trop se soucier de leur apprentissage fonctionnel. Or, l’intérêt d’apprendre à écrire ou à connaître la notation numérique réside, en grande partie, dans l’utilisation potentielle que les enfants pourront faire de ces systèmes en tant qu’instruments cognitifs.
Ø contexte scientifique : analyse des travaux existants sur le même sujet en France ou à l’étranger
Même si plusieurs auteurs retiennent la thèse Vygotskienne d'une instrumentation du psychisme par les systèmes sémiotiques transmis aux enfants par la culture, peu de travaux ont jusqu'alors étudié comment se développent les connaissances qu'ont les enfants des usages cognitifs de ces systèmes. L'importance d'un tel programme de recherche n'a été mise en avant que dans une période récente (Gardner, 1998 ; Lahire, 1999, Lee et Karmiloff, 1996 ; Martí et Pozo, 2000 ; Olson, 1994 ; Tymoigne, 1998). Une équipe dirigée par E. Marti (sollicitée pour participer à ce projet) a développé un programme de recherches sur la capacité notationnelle. Elle étudie comment les enfants de différents âges produisent, interprètent et utilisent divers types de notations, systèmes symboliques externes et permanents (écriture, notation mathématique, dessins, diagrammes, etc.). L’accent est mis sur l’aspect fonctionnel et cognitif de ces systèmes lors de la résolution de différents problèmes : écrire à une autre personne pour lui communiquer une information, prendre des notes dans le but de pouvoir résoudre un problème, prendre des notes comme aide-mémoire, savoir interpréter les instructions écrites et graphiques contenues dans le mode d’emploi d’un objet, etc.
L'association de psychologues cliniciens, différentialistes, cognitivistes, développementalistes, de psychologues scolaires, de didacticiens des sciences et d'un informaticien se justifie pour les raisons suivantes. La lutte contre l'échec scolaire constitue un enjeu de société. Une des hypothèses explicative de l'échec a trait au désinvestissement manifesté par certains élèves à l'égard de l'écrit quel qu'en soit la nature. Du point de vue cognitif, ce désintérêt pourrait être dû à une méconnaissance des usages cognitifs de ces systèmes, l'école abordant les systèmes comme objet de connaissance en soi et non pas comme outils (Gaux, Iralde, Weil-Barais). Par ailleurs, en référence à la théorie freudienne, V. Boucherat Hue (associée au projet) considère que l'intégration des systèmes graphiques et leur utilisation mobilise l'intériorisation de la règle symbolique, les repérages temporo-spatiaux dans leurs liens avec l'affect et sa genèse, la mise en œuvre du corps et des représentations corporelles et psychiques ainsi que la libidinalisation de l'investissement graphique. L'échec scolaire qui est rappelons-le un échec dans l'appropriation des systèmes sémiotiques (la langue écrite, les mathématiques, les sciences, etc..) pourrait être ainsi appréhendé par une analyse des investissements du sujet à l'égard des systèmes d'écriture, notamment de l'aptitude de l'enfant à rendre compte de leurs usages à un niveau méta-communicationnel, en liaison avec une analyse des systèmes défensifs à l'œuvre et des registres de problématiques psycho-affectives facilitateurs ou inhibiteurs, voire destructeurs. Au plan général, il s'agit de confronter les modélisations que les différentes psychologies mobilisent pour aborder les difficultés afférentes aux dysfonctionnements des systèmes sémiotiques.
Dans la mesure où les sciences font un large usage des systèmes d'écriture (langage naturel, mathématiques, schémas, etc.), les didacticiens des sciences sont à même d'élucider la diversité des usages de ces systèmes, de concevoir et d'évaluer des activités permettant aux enfants d'en prendre conscience. C'est parce que nous pensons que c'est à un âge très précoce que les enfants peuvent être utilement orientés vers une appréhension instrumentale des systèmes sémiotiques que nous avons sollicité l'équipe de K. Ravanis qui a acquis une expertise dans le domaine de l'éducation scientifique des jeunes enfants. A. Weil-Barais a déjà travaillé avec cette équipe à propos d'un contrat européen (PLATON).
L'informaticien sollicité (E. Greff) est déjà associé à un projet européen coordonné par A. Weil-Barais au plan de l'université d'Angers (modellingspace). Il a déjà produit et évalué de nombreux environnements informatiques destinés aux jeunes enfants dont l'enjeu est d'aider les enfants à se situer dans l'espace et le temps au moyen de représentations graphiques. Il a contribué à diffuser en France un robot pédagogique largement utilisé dans les écoles en Angleterre et au Québec("Roamer", commercialisé en France par la société Nathan, sous le nom de Logor). Le logiciel qui permet de mettre en mouvement le robot est un logiciel graphique entièrement manipulable à la souris. Ce matériel est très propice à l'apprentissage de l'usage des représentations graphiques des déplacement dans le plan. Des recueils d'information pourront être conduits dans les écoles où ce matériel pédagogique est expérimenté de façon à apprécier si les enfants (en grande section de Maternelle) qui bénéficient d'entraînements spécifiques dans un cadre de résolution de problèmes seront mieux à même que les enfants qui ne bénéficient pas de tels entraînements de faire usage spontanément de traces graphiques pour résoudre des tâches de mémorisation et de communication.
3. Matériel utilisé
Ø Le robot Logor
Au
cours de notre travail de recherche, nous avons été mis en contact[1]
avec la société Valiant Technology de Londres qui fabrique, depuis 1988, un
robot pédagogique dénommé « Roamer ». Si celui-ci est largement diffusé en
Grande-Bretagne ainsi qu’au Québec, il était encore quasiment inconnu en France
en 1998. Le robot « Roamer » nous a semblé présenter des similitudes
intéressantes avec notre travail sur le jeu de l’enfant-robot et de réels atouts
pédagogiques.
Ce robot a l’apparence d’une sphère aplatie qui, à l’origine, est trop symétrique pour montrer l’orientation du robot mais qui peut être librement décoré, ce qui permet à la fois de l’orienter et de le personnaliser. Sur sa face supérieure, il possède un clavier souple dont les touches correspondent à des instructions. Celles-ci permettent la programmation du robot qui pourra ainsi se déplacer, pivoter, faire de la musique, temporiser et également mémoriser des procédures. Notons que le terme employé par le fabricant pour désigner ce produit est « Roamer », ce qu’on pourrait traduire par « randonneur ». Le robot Valiant est désormais commercialisé en France par la société Nathan sous le nom de Logor.
Ø
Le
clavier du robot Logor
Le clavier du robot Logor se présente comme indiqué sur la figure ci-contre.
Afin de d’utiliser les mêmes flèches que dans le jeu de l’enfant-robot, on colle, sur le clavier original du robot, des gommettes sur lesquelles on a dessiné des flèches identiques à celles utilisées dans le jeu de l’enfant-robot. Clavier original du robot
4. Expérimentation n°1 du 31/01/03
Ø Conditions de l’expérimentation
Cette expérimentation à lieu le 31/01/03 à l’Ecole Maternelle Jean Guillon à Boulogne-Billancourt (92). France.
Elle fait intervenir 2 groupes de 4 enfants de la classe de Grande Section de Fabienne que nous nommerons respectivement groupe 1 et 2 :
Groupe 1 : Liam, Jade, Arthur et Julie.
Groupe 2 : Dimitri, Lisa, Mathilde et Fanny.
Les enfants ont déjà manipulé un peu le robot auparavant.
Ce travail est mené par Eric Greff, enseignant à l’IUFM de Versailles assisté de Johan, professeur des écoles stagiaire à l’IUFM de Versailles.
Les 2 groupes sont interrogés et filmés successivement par les 2 adultes selon le corpus suivant :
· L’adulte explique la procédure pour amener le robot éteint à avancer d’un pas. Il s’agit de :
o Allumer le robot sur l’avant
o Appuyer 2 fois sur la touche Rouge CM (pour vider la mémoire du robot)
o Appuyer sur la touche « avance »
o Appuyer sur le 1 (1 pas)
o Appuyer sur le bouton vert GO (pour faire avance le robot)
· Chaque enfant du groupe effectue l’ensemble de la procédure permettant d’amener le robot éteint à avancer d’un pas.
· Chaque enfant du groupe oralise l’ensemble de la procédure permettant d’amener le robot éteint à avancer d’un pas.
L’adulte demande aux enfants de prévoir individuellement un message permettant à d’autres enfants qui n’ont jamais vu le robot auparavant de partir du robot éteint pour l’amener à avancer d’un pas. Les enfants disposent pour cela d’une feuille et de feutre.
Nous décidons de grouper les enfants sur une table de 4 avec un robot posé sur le table, une feuille 21x29.7 par élève et une boite de crayons feutres.
Ø Groupe 1
Dans, ce groupe, les enfants ont du mal à comprendre ce qu’on leur demande à la fin. Il faut expliciter et faire reformuler plusieurs fois la consigne avant que les enfants saisissent ce qui leur ai demandé : préparer un message pour d’autres enfants ne connaissant pas le robot.
Les enfants, sous l’influence du leader Arthur, décident de dessiner le robot sur leur feuille.
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Les 4 dessins obtenus sont très homogènes :
· Ils sont tous très petits et occupent au maximum un carré de 7 cm sur 7 cm
· Les yeux du robot sont représentés, en bleu dans 3 cas sur 4 et les sourcils du robot sont représenté dans 1 cas sur 2.
· Les nombres sont tous représentés en noir sur fond jaune, de 1 à 9 dans 3 cas sur 4, de 1 à 6 pour le dernier cas.
· Les touches CM et GO sont représentées dans leur couleur originale (rouge et vert), avec les lettres apparaissant clairement, dans 3 cas sur 4.
· Le rond représentant le tour du robot est gris (de la couleur du robot réel) sur les 4 dessins.
· 2 enfants sur 4 représentent un « nez » au robot pouvant correspondre au bouton « on/off » utilisé.
On notera la représentation de Julie qui est placée face au robot et inverse l’ordre des nombres et « mélange » les positions des touches.
Ø Groupe 2
Dans ce groupe, la consigne finale est perçue plus rapidement et dès la deuxième formulation les enfants ont compris la nature de la tâche à effectuer.
On obtient les dessins suivants :
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Deux dessins de ce groupe attirent particulièrement l’attention :
Le
dessin de Lisa :
Le
dessin de Fanny :
Ø Bilan de la séance 1 du 31/01/03
Le caractère homogène de chaque groupe est à souligner. Les enfants semblent travailler par imitation à l’intérieur de chaque groupe. Dans le groupe 1, nous avons même du ajouter des feutres car les enfants se disputaient l’unique feutre gris (couleur du robot) de la boîte.
· Sauf peut-être Fanny, les élèves dessinent le robot et non pas la procédure permettant d’amener le robot éteint à avancer d’un pas. Les élèves s’attachent à la représentation de l’objet et non pas à la procédure demandée. On peut également envisager que les élèves commencent par dessiner le robot pour, ensuite, décrire la procédure à partir de cette représentation mais qu’ils oublient « en cours de dessin » pourquoi ils effectuent cette représentation.
· Lorsque l’on demande, en fin de séance, aux élèves si leur dessin va permettre à un enfant qui ne connaît pas le robot de l’allumer et de le faire avance d’un pas, ils répondent par l’affirmative comme si la représentation de l’objet suffisait à indiquer son fonctionnement.
Il semble que le choix que nous avons fait de deux variables didactiques ait posé problème :
Nous nous proposons donc de soumettre de nouveau, une semaine plus tard, le même problème aux élèves en les installant, cette fois, sur des tables individuelles et sans le robot.
5. Expérimentation n°2 du 07/02/03
Nous conservons les mêmes groupes, vérifions que les enfants connaissent et savent oraliser la procédure. Nous nous assurons qu’ils ont compris la consigne, à savoir « prévoir individuellement un message permettant à d’autres enfants qui n’ont jamais vu le robot auparavant de partir du robot éteint pour l’amener à avancer d’un pas ». Les enfants disposent toujours pour cela d’une feuille et de feutre, le robot est absent et le placement est individuel.
Certains enfants expriment qu’ils « ne comprennent pas pourquoi leur dessin antérieur n’a pas permis de faire avancer le robot ».
Ø Groupe 1
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Les 4 dessins obtenus sont, de nouveau, très homogènes :
· Ils sont tous très petits et occupent au maximum un carré de 7 cm sur 7 cm
· Les yeux du robot sont représentés, en bleu dans tous les cas .
· Les nombres de 1 à 4 sont représentés dans tous les cas, ; la moitié des dessins possède des nombres supplémentaires.
· Le rond représentant le « tour » du robot est gris sur les 4 dessins.
En revanche, le dessin d’Arthur se distingue clairement des 3 autres :
· Un personnage, relié à une touche du robot apparaît clairement, indiquant probablement que c’est l’enfant qui appuie sur des touches pour faire fonctionner le robot.
· Les touches CM et GO ne sont représentées dans leur couleur originale (rouge et vert), que sur son dessin.
Ø Groupe 2
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Les 4 dessins de ce groupe sont également, de nouveau, assez homogènes :
Le dessin de Fanny :
Ø Bilan de la séance 2 du 07/02/03
Le caractère homogène et différent de chaque groupe est à souligner. Il est notamment frappant sur la taille des dessins entièrement en accord avec la séance précédente.
Lors de cette seconde séance, les élèvent dessinent encore le robot et non pas la procédure permettant d’amener le robot éteint à avancer d’un pas. Les élèves s’attachent toujours à la représentation de l’objet et non pas à la procédure demandée.
L’utilisation des croix barrant les touches à ne pas utiliser s’est étendu. Il s’agit là de sélectionner les touches inutiles vs utiles ; ce qui constitue, peut-être un premier pas vers l’écriture de la procédure.
L’apparition du bonhomme d’Arthur indique, pour la première fois que le robot ne fonctionne pas seul mais qu’il est manipulé.
Nous pouvons donc considéré que quelques avancées significatives sont apparues.
A l’issu de cette séance. Nous avons décidons de confronter les mêmes élèves au même problème 3 semaines plus tard (vacances) en leur fournissant une feuille sur laquelle le robot est déjà dessiné afin que cette partie du travail ne soit plus à leur charge.
6. Expérimentation n°3 du 28/02/03
J’explique aux enfants que leurs productions précédentes n’ont pas permis à d’autres enfants de faire avancer le robot. Nous refaisons, avec les enfants, un point sur la consigne. Certains enfants prétendent encore « qu’il faut dessiner le robot » alors que d’autres expriment convenablement qu’il faut « faire quelque chose pour expliquer à d’autres enfants comment faire avancer le robot ».
Cette mise au point effectuée, je remets aux enfants l’image dessinée du robot afin d’observer, si cela modifie leur travail.
Ø Groupe 1
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Dans ce groupe, 3 enfants sur 4 ont fait le choix de colorier uniquement les touches servant à faire avancer le robot. Ils expriment, que « comme ça, les autres enfants sauront sur quelles touches il faut appuyer pour faire avancer le robot ». La notion d’allumage du robot n’est pas abordée pour ces 3 élèves.
Le dessin d’Arthur :
Arthur,
quant à lui, poursuit l’idée qu’il a déjà exprimé lors de précédente séance, à
savoir représenter un bonhomme qui manipule le robot
Seul manque l’ordre dans lequel on effectue les actions.
Ø Groupe 2
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De manière tout à fait étonnante, 2 élèves de ce groupe réclament une feuille blanche afin de redessiner le robot. Lisa se contente de recopier le modèle par transparence alors que Fanny s’inspire de l’original pour dessiner un robot simplifié.
Lisa et Dimitri remplace l’action de « dessiner le robot » par celle de « colorier le robot ».
L’allumage du robot n’est jamais évoqué.
Le dessin de Fanny :
Fanny, elle aussi, persiste dans son idée précédente :
· Elle dessine un robot simplifié sur lequel, seul les touches nécessaires apparaissent.
· Les 3 flèches et les 2 nombres non utilisés sont barrés.
Ø Bilan de la séance 3 du 28/02/03
L’émergence de l’idée de touches utiles vs inutiles nous semble être la caractéristique majeure de cette troisième séance. L’idée de chronologie est, en revanche toujours absente des travaux des élèves et le pré requis de l’allumage du robot est trop souvent omis.
A l’issue de cette séance nous décidons de proposer une dernière séance que nous débuterons en mettant en évidence les propositions des élèves et en montrant que ces propositions ne permettent pas d’aboutir au résultat escompté.
7. Expérimentation n°4 du 28/02/03
Les enfants s’inquiètent de savoir si « les autres enfants ont réussit à faire fonctionner le robot ». Je leur explique qu’ils ont progressé mais n’ont pas encore réussit. Je montre aux élèves les dessins de la dernière séance et, à l’aide du robot, j’appuie sur les touches indiquées mais je n’obtiens pas le résultat espéré. Nous arrivons à dégager ensemble un certain nombre de variables à prendre en compte :
· Ne pas oublier le bouton d’allumage,
· Indiquer quelles touches vont être nécessaires,
· Indiquer le nombre de fois qu’il faut presser les touches (en effet, il faut appuyer 2 fois sur la touche CM)
· Indiquer l’ordre dans lequel les touches doivent être utilisées.
Les élèves, à ce stade du travail semblent fortement convaincus, qu’il faut prendre en compte tous ces critères. L’image du robot leur est alors distribuée. Ils travaillent individuellement.
Ø Groupe 1
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· Dans 3 dessins sur 4, le bouton ON/OFF est représenté à l’avant dur robot.
· Dans tous les dessins, le nombre de fois où les touches doivent être pressées apparaît.
· La notion de séquentialité affleure dans 2 cas sur 4, dans les dessins de Julie et d’Arthur
Le dessin de Julie :
Après conversation avec Julie, on peut explicité son travail :
Sur le dessin de Julie, est exprimé qu’il faut appuyer en premier lieu (1 jaune) sur la touche CM 2 fois (2 rouge de gauche).
Il faut, dans un deuxième temps (2 rouge de droite) appuyer sur la touche qui est colorée en bleu ciel.
Il faut, dans un troisième temps (3 rose) appuyer sur la touche GO.
On notera que l’allumage du robot et l’appui de la touche 1 ont été omis.
Le dessin d’Arthur
Arthur est le premier, et le seul élève qui tente l’écriture avec des lettres.
Le 2 à côté de la touche CM exprime qu’il convient de la presser 2 fois., la flèche et la touche 1 sont associées à un nombre 1 qui exprime qu’il convient de la presser 1 fois.
La touche GO doit être pressée « AL FIN » (à la fin). En revanche Arthur, est incapable de nous dire ce que représentent ses autres écritures. On peut supposer que « CAIFA » est peut-être « ça, 1 fois » et « I1F » signifie « 1, 1 fois » ?
On notera également que le bonhomme présent dans les précédentes productions d’Arthur a disparu. Le bouton ON/OFF est dessiné mais non utilisé.
Ø Groupe 2
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Dans ce groupe :
· le bouton ON/OFF n’est indiqué qu’une fois, par Lisa
· 3 élèves sur 4 mettent en évidence les touches nécessaires à la procédure en les coloriant (3/3) et en barrant les touches inutiles (2/3)
· Seul Dimitri écrit le nombre 2 pour indiquer que la touche CM doit être pressée 2fois.
· L’idée de séquentialité n’apparaît qu’une fois, sur le travail de Fanny
Le dessin de Fanny
Fanny démarre un chemin fléché depuis la touche CM (rien n’indique qu’elle doit être pressée 2 fois), le chemin conduit ensuite à la flèche puis à la touche 1 pour, enfin, atteindre la touche GO.
L’allumage du robot n’est pas mentionné.
C’est la seule fois où la chronologie est indiquée par des symboles (flèches) et non pas par des nombres.
Ø Bilan de la séance 4 du 03/03/03
La phase d’allumage du robot n’apparaît que dans un cas sur deux et n’est toujours pas généralisée.
Deux notions semblent avoir fait leur chemin :
8. Conclusion
Les enfants se sont passionnés pour ce travail. La question de savoir si « les autres enfants avaient réussit à faire fonctionner le robot » s’est souvent posée.
La consigne bien que clairement reformulée et oralisée n’a pas été immédiatement suivie ; le dessin du robot prenant le pas sur la procédure à produire.
A la fin de l’expérimentation (4 séances) aucun dessin n’est satisfaisant quant à la consigne exprimée. On aura cependant noté les étapes chronologiques suivantes :
· Dessin du robot prenant le pas sur la procédure,
· Elimination, en les barrant, des touches inutiles,
· Mise en évidence des touches utiles,
· Apparition du nombre de fois où les touches doivent être utilisées,
· Apparition de la chronologie.
La situation proposée, bien que semblant simple, a priori, a mis en évidence un nombre de variables didactiques (trop ?) important :
· Travail en groupe ou individuel,
· Présence ou absence du robot (comme modèle) durant l’épreuve,
· Présence d’une image du robot pré-dessiné durant l’épreuve,
· Touches vs boutons utiles vs inutiles,
· Nombre de fois ou les touches doivent être pressées,
· Chronologie.
On peut donc se poser légitimement la question de savoir si cette situation n’est finalement pas trop complexe pour ces très jeunes élèves (5ans).
On aura cependant noté que :
· Les touches utiles peuvent être repérées en :
o les coloriant,
o barrant les touches inutiles.
· Le nombre de fois où une touche doit être pressée peut être défini en :
o écrivant un nombre à côté de la touche concernée.
· La chronologie peut être exprimée en :
o en numérotant les touches dans l’ordre de leur utilisation,
o en repérant la séquentialité à l’aide d’un « chemin fléché »,
o en utilisant l’écriture classique.
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