Les " nouveaux outils " de Recherche documentaire sont-ils compatibles avec les stratégies cognitives des élèves ?

Jérôme DINET, Jean-François ROUET, Jean-Michel PASSERAULT

Résumé : Actuellement, les volontés institutionnelles encouragent l'utilisation des nouvelles technologies (les moteurs de recherche, les produits multimédias...) afin de développer les capacités des élèves. L'objectif déclaré est que chaque élève terminant les cycles de l'école primaire sache utiliser un ordinateur dans le but de réaliser une recherche documentaire. Cependant la recherche documentaire est une activité complexe entre la résolution de problème et la prise de décision. Dans cet article nous étudions les problèmes cognitifs et développementaux liés à la recherche documentaire à l'aide des nouvelles technologies. Nous présentons une étude préliminaire qui s'intéresse à la façon dont des élèves choisissent et sélectionnent des références documentaires pertinentes par rapport à un thème de recherche pré-défini. Les résultats montrent que les jeunes élèves tendent à juger de la pertinence d'une référence d'après des indices visuels (tel le marquage typographique) plutôt que sur la base de la relation sémantique entre la référence et le thème. Les implications de ces résultats pour de futurs travaux dans ce domaine sont discutées.

Mots clés : recherche documentaire informatisée, processus cognitifs, résolution de problèmes.

Abstract : Current educational policies strongly encourage the use of computer technologies (browsers, multimedia applications...) as means to develop such abilities in pupils. They recommend that each pupil who had completed a full cycle at primary school should be able to use a computer in order to perform an information search. However information search is a complex process which requires both problem-solving and decision making abilities. In this article, we examine the cognitive and developmental issues of information search in the context of new information technologies. We report a preliminary study whose aim was to find out how pupils choose and select relevant book references according to an assigned topic. The results show that younger learners tend to assign relevance based on visual cues (capitals, boldface type...) rather than on the semantic relation between the reference and the assigned topic. Implications for further investigations are discussed.

Key words : computerized information search, cognitive processes, problem solving.

Comparaison de l'efficacité et du mode d'utilisation
d'un hypertexte autonomeou intégré dans une activité
pédagogique exploratoire

Daniel SCHERLY, Laurent ROUX, Pierre DILLENBOURG

Résumé : Cette étude compare l'efficacité et le mode d'utilisation de deux outils informatiques destinés à l'apprentissage de notions de base en virologie. Le premier outil, VIROLAB, est un laboratoire de biologie simulé dans lequel l'apprenant doit aider des virus défectueux à se multiplier. La connaissance du domaine est introduite formellement dans un hypertexte intégré. L'apprentissage se fait par résolution de problèmes et, éventuellement, par la lecture de l'hypertexte. Le deuxième outil est l'hypertexte qui se trouve dans VIROLAB mais considéré, cette fois-ci, comme un environnement d'apprentissage indépendant. Afin de guider sa lecture, cet hypertexte contient une série de questions à choix multiples et ouvertes. L'apprentissage se fait par la lecture.
Dans ce travail nous nous sommes penchés sur deux questions : 1) lequel des deux outils est le plus efficace en terme d'acquisition de connaissances et 2) comment les hypertextes sont-ils utilisés. La comparaison des scores aux pré- et post-tests a montré qu'aucun des deux outils d'apprentissage ne semble supérieur à l'autre. Par contre VIROLAB semble favoriser l'acquisition d'un type particulier de connaissances. À notre grand étonnement, l'analyse des traces de navigation a montré que les utilisateurs de VIROLAB lisent l'hypertexte en dehors du processus de résolution de problèmes.

Mots clés : environnement hypermédia, hypertexte, micromonde, logiciel éducatif, évaluation, navigation, enseignement universitaire, virologie.

Abstract : This paper presents a study which evaluates the use and efficiency of two computer learning tools for basic virology. The first, VIROLAB, is a simulation of a biology laboratory. The learner uses the virtual lab facilities to help defective viruses to multiply. The knowledge of the field has been formally deposited in an integrated hypertext. The learning occurs through resolution of problems and, possibly, through reading the hypertext. The second tool is the hypertext which has been extracted from VIROLAB and which is now considered as an independent learning environment. A series of multiple choice and open questions has been integrated in the hypertext in order to help structure its reading. In this case, the learning occurs only through reading.
This study addressed two specific questions : 1) which of the two tools is the most efficient for knowledge acquisition and 2) are there some differences in the use of the two hypertexts. Comparison of pre- and post-test scores showed that neither of the two learning tools is better than the other. However, VIROLAB facilitates the acquisition of a certain type of knowledge. To our surprise, analysis of the navigation paths showed that VIROLAB users dissociate the reading of the integrated hypertext from the problem resolution activities.

Key words : hypertext, navigation, learning environment, microworlds, evaluation, higher school level teaching, virology

L'effet cognitif de la carte de contenus d'un hypertexte

Herre Van OOSTENDORP, Rijk HOFMAN

Résumé : La désorientation et le manque d'efficacité de la navigation sont les conséquences de la structure fragmentaire et incohérente de la plupart des hypertextes. Pour éviter ces effets négatifs, les chercheurs recommandent, entre autres, une interface accompagnée d'une carte de contenus, sorte d'aperçu de la structure d'ensemble ainsi que des relations entre les différentes sections de l'hypertexte. Selon certains auteurs, cela permet une recherche d'information plus rapide et une meilleure mémorisation. Cette étude propose d'examiner si ce type de présentation facilite aussi la compréhension. Quarante étudiants ont effectué la lecture d'un hypertexte traitant des effets des rayons ultraviolets, accompagné de l'une des deux présentations suivantes : carte de contenus ou présentation sous forme de liste. Les mêmes thèmes étaient abordés dans l'une et l'autre présentation. Après la lecture, les étudiants ont été soumis à des questions littérales ainsi qu'à des questions d'inférence. Aux questions littérales, les sujets ont obtenu des résultats corrects, que leurs connaissances préalables aient été fortes ou faibles. Cependant, les sujets dont les connaissances préalables étaient faibles ont obtenu des résultats significativement plus faibles aux questions portant sur le modèle de la situation lorsqu'elles étaient accompagnées d'une carte de contenus que lorsqu'elles étaient accompagnées d'une présentation en liste. Ces résultats confirment notre hypothèse selon laquelle une carte de contenus peut gêner la compréhension des lecteurs les moins compétents, parce qu'elle attire leur attention sur la macrostructure du texte aux dépens de l'attention à accorder à sa microstructure.

Mots clés : compréhension et apprentissage à partir d'un hypertexte, compréhension de texte, utilisation possible des systèmes hypertextes, navigation, carte de contenus

Abstract : disorientation and navigation inefficiency are the consequences of the fragmented and incoherent structure of most hypertexts. To avoid these negative effects, researchers recommend - among other things - an interface with a structural overview of the relations between sections. Some authors have found that with such an overview, information is looked up faster and remembered better. In this study, the question was examined whether a structural overview also leads to a deeper understanding. Forty students read a hypertext about the effects of ultraviolet radiation in one of two presentation conditions (structural overview and list). In the list condition, the same topics were mentioned as in the overview condition, but just in the format of a list. After reading, they got textbase questions and also inference questions. On textbase questions, subjects with low as well as high prior knowledge scored equally well in both conditions. However, on situation model questions low prior knowledge subjects scored significantly lower in the overview condition than in the list condition. These results supported our hypothesis that a structural overview may hinder the understanding of less knowledgeable readers, because it draws their attention to the textual macrostructure at the expense of attention to the microstructure of the text.

Key words : comprehension and learning from hypertext, text comprehension, usability of hypertext systems, navigation, structural overviews.

L'intégration d'informations verbales et iconiques dans la compréhension
de notions scientifiques :
prendre en compte les contraintes cognitives des apprenants

Valérie GYSELINCK, Marie-France EHRLICH, Cesare CORNOLDI, Rossana de BENI, Véronique DUBOIS*

Résumé : Les systèmes multimédias conduisent l'apprenant à traiter des informations multimodales : des informations visuelles (énoncés verbaux, illustrations, photographies, graphiques) et des informations auditives (verbales et non verbales). Considérée dans une perspective cognitive, l'intégration de ces diverses informations requiert la mise en jeu de processus complexes, dont la réalisation est contrainte par les caractéristiques du système cognitif du sujet et plus particulièrement par la capacité limitée de la mémoire de travail. Dans une première étape, nos recherches concernent la compréhension, par de jeunes adultes, de notions de physique (électricité statique, pression des gaz etc.), notions pour lesquelles l'usage d'informations multimodales est particulièrement pertinent. Deux expériences sont résumées, visant à étudier le rôle de la mémoire de travail dans l'intégration de deux catégories d'informations, verbales et iconiques. En référence au modèle de Baddeley (1986), nous nous intéressons à la boucle phonologique et à la mémoire visuo-spatiale. Ces deux systèmes sont mis en jeu dans notre expérience au moyen d'un paradigme de tâches concurrentes réalisées pendant la lecture des textes. Nos résultats montrent que l'intégration d'informations verbales et iconiques met en jeu, de manière spécifique, la mémoire visuo-spatiale. De plus, les apprenants dont la capacité de mémoire visuo-spatiale est élevée ne semblent pas réaliser cette intégration de la même façon que ceux dont la capacité est faible.

Mots clés : compréhension, informations multimédias, notions scientifiques, mémoire de travail, mémoire visuo-spatiale.

Abstract : Multimedia systems require that learners process multimodal information : visual information (verbal statements, illustrations, pictures, diagrams) and auditory information (verbal and non verbal). In a cognitive approach, the integration of these information involves complex processes constrained by the properties of learner's cognitive system and especially by the limited capacity of working memory. Our investigations deal with the comprehension of basis notions of physics (static's electricity, gaz pressure etc.). Using multimodal information is particularly relevant for these notions. Two experiments are reported, investigating the role of working memory in the integration of verbal and iconic information. Using the Baddeley (1986) model, we investigated the role of the articulatory loop and visuo-spatial sketchpad by means of a concurrent task paradigm carried out during reading. Results showed that the integration of verbal and iconic information involves the visuo-spatial sketchpad specifically. In addition, learners with a high visuo-spatial memory and learners with a low memory differ in the integration they perform.

Key words : comprehension, multimedia information, scientific concepts, working memory, visio-spatial memory.

Effet de deux types d'aide préalable
sur la compréhension orale
en langue étrangère

Sylvie MERLET

Résumé : Dans une recherche précédente nous avons montré que la présentation d'illustrations conjointement à la diffusion d'un dialogue Anglais à comprendre semble rendre plus difficile l'activité de décodage des différentes unités linguistiques sonores par des apprenants de niveau intermédiaire dans la langue cible (davantage de pauses et de réécoutes en cours d'écoute notamment). De plus, la représentation élaborée par les sujets (estimée par le nombre et la nature des informations rappelées) comporte davantage d'incompréhensions et d'incertitudes comparativement à celle élaborée par les sujets ne disposant pas des illustrations.
L'expérience présentée ici vise à étudier l'effet de deux types d'aide préalable sur la réalisation de l'activité de compréhension et sur son produit par ces mêmes apprenants de niveau intermédiaire (étudiants de Deug de langues). Il s'agit d'une part de la présentation préalable des mots et des structures les plus complexes du dialogue accompagnés de leur traduction française (aide linguistique) et d'autre part de la présentation préalable des 15 illustrations du dialogue accompagnées d'un résumé très général de celui-ci en français (aide sémantique). Les résultats obtenus montrent que les deux types d'aide induisent des modifications aussi bien au niveau des indicateurs on-line que des indicateurs off-line. Mais alors que l'aide de type linguistique induit une facilitation au niveau du décodage des différentes unités linguistiques (moins de pauses et de réécoutes) mais n'a quasiment pas d'effet sur la représentation élaborée par les sujets, c'est l'inverse qu'on observe avec l'aide sémantique (pas d'effet sur le nombre de pauses et de réécoutes - élaboration d'une représentation linguistique de meilleure qualité).
D'un point de vue pédagogique, il semble donc qu'une aide de nature sémantique soit plus efficace qu'une aide de nature linguistique pour faciliter et surtout améliorer l'activité de compréhension orale dans une langue étrangère.

Mots clés : compréhension, illustrations, informations multimédias, langue étrangère, modèle mental.

Abstract : Listening and understanding in a foreign language :Effects of the linguistic expertise and of the presence of pictures. In a prior study we have shown that the presence of pictures during the listening of an English dialogue hinders its comprehension by intermediate level students of English as a foreign language. The presents study aims to examine the effects of two kinds of prior helps both on the oral comprehension activity (on-line) and on its products evaluated by an immediate recall test (off-line). These two kinds of helps consist in a) the prior presentation of the words and the syntactic structure the most difficult of the dialogue (linguistic help) and b) the prior presentation of the fifteen pictures of the dialogue with a very general abstract of the dialogue in French (semantic help). The results show that the two kinds of help lead to different effects. The linguistic help leads to a facilitation of the on-line activity (less pauses and less re-listening) but have no effect on the representation constructed by the subjects, whereas the semantic help leads to more pauses and more re-listening but to a representation of better quality.

Key words : listening, pictures, multimedia, foreign language, mental model.

CONCEPTION MULTIMODALE :
QUELQUES ORIENTATIONS POSSIBLES
 (APPLICATION à UN VOCABULAIRE ÉTRANGER)  

Michel DUBOIS, Isolde VIAL, Thierry BOLLON

ERIHST, Laboratoire de Psychologie Sociale,
Bâtiment Sciences Humaines et Mathématiques,
Université Pierre Mendès France,
BP 47, 38040 Grenoble Cedex 9
midubois@upmf-grenoble.fr

Résumé : À la suite de travaux de psychologie cognitive concernant l'augmentation de la capacité d'imagerie mentale de mots, cette recherche vise à préciser l'effet sur l'apprentissage d'un vocabulaire étranger de différentes modalités de présentation multimédia. Pour ce faire, nous avons mené une expérience pour comparer l'efficacité de quatre modalités de présentation du matériel d'apprentissage de mots étrangers sur écran d'ordinateur : présentation " conventionnelle " (mot français et étranger avec sa prononciation sonore), présentation conventionnelle " illustrée " (idem avec une illustration de l'objet correspondant au mot), présentation " imagée " sonore (qui permet de relier sémantiquement grâce à la technique du mot clé -cf. Atkinson & Raugh (1975)- les deux mots grâce à une liaison imagée et sonore) et une présentation " imagée textuelle " (idem avec une liaison imagée et textuelle). Différents modes de rappel étaient proposés (audio, visuel et audiovisuel) pour évaluer l'impact des modalités d'encodage en fonction du rappel. Les résultats montrent un avantage significatif en faveur des présentations " imagées " ce qui confirme l'hypothèse de la nécessité d'une intégration complémentaire et en co-référence des différents média. Mais au delà se pose aussi le problème du choix et de la combinatoire des différents média pour aider à la construction d'une représentation adaptée à l'objectif de l'apprentissage (type de rappel et caractéristiques de la tâche).

Mots clés : apprentissage, charge cognitive, double codage, informations multimodales, multimédia, psychologie cognitive.

Abstract : This article reports findings on the effect of diverse modalities of multimedia presentation on foreign vocabulary learning. In the experience related here, we have compared the efficiency of four modalities of presentation of computer learning equipment of foreign words : a conventional presentation (french and foreign words with sound-pronunciation), an illustrated conventional presentation (the same adding an illustration of the object corresponding to the word), an auditive presentation with an image (which creates a semantic link thanks to the linkword technique -cf. ATKINSON & RAUGH- using sound and imagery), a textual presentation with an image (the same adding text and imagery). Different recall modalities were used (auditory, visual and audiovisual) to study the effect of encoding modalities according to the recall. Results show a signifiant advantage of the " image " presentation, wich confirms the hypothesis of the necessity of integration in co-reference different media. The issue of choice and combination of different media should be further studied to help building a representation adapted to the purpose of learning.

Key words : cognitive load, cognitive psychology, dual coding, learning, multimedia, multimodale informations.

Un exemple d'apprentissage par le multimédia en classe de seconde
" le réseau trophique de l'huître "

Yanick Gargam, Marc Rosenzweig

Résumé : Dans le secondaire, l'enseignant des sciences de la vie et de la terre cherche à ce que l'élève construise son savoir pendant les séances de travaux pratiques.
Dans l'exemple choisi, l'élève doit donner un sens aux informations proposées en élaborant une représentation qui doit l'aider à découvrir un nouveau concept : le transfert de matière au sein d'un écosystème.

Présentation du produit : " Réseau trophique de l'huître "
L'application comporte un module principal et des outils de consultation et d'évaluation.
Le module principal : Sur un " brouillon électronique ", l'élève place le nom des animaux de l'écosystème " Marennes-Oléron ". Il doit relier ces noms par des flèches traduisant des relations alimentaires.
Les outils de consultation : L'élève dispose d'une banque de données biologiques sur les animaux de l'écosystème et de données géographiques.
Les outils d'évaluation permettent : de s'entraîner à la Classification, d'acquérir le vocabulaire associé au concept découvert, de se placer dans un environnement simulant une situation expérimentale.
Le bilan général indique, le temps passé à la réalisation du réseau, les fiches biologiques consultées, les résultats des différents tests.

Mots clés : Compréhension et apprentissage à partir d'informations multimédias, Intégration des hypermédias dans les pratiques éducatives ou de formation.

RECRE@SCIENCES
Démarches collaboratives
et innovantes pour la conception
de multimédias pour l'apprentissage
des sciences

Bernadette Charlier, Mireille Houart, Luc Ponsard

Résumé : RECRE@SCIENCES tente d'apporter des pistes de réponse à la dégradation du potentiel scientifique en Communauté française de Belgique (IEA, 1996) et au coût élevé associé au développement de produits multimédias éducatifs de qualité. Pour ce faire, RECRE@SCIENCES développe et expérimente : des séquences multimédias ; un logiciel de scénarisation ; un service télématique.
Après avoir brièvement argumenté les problèmes auxquels le projet tente de répondre, les développements proposés sont décrits et analysés du point de vue des différents acteurs concernés) : apprenants, créatifs et développeurs.

Mots-clés : Conception de documents hypermédias à des fins didactiques, design collaboratif, apprentisssage des sciences

Summary : RECRE@SCIENCES tries to challenge the degradation of the scientific potential in the French Community of Belgium (IEA, 1996) and to reduce the cost associated with the development of educational multimedia products. With this intention, RECRE@SCIENCES develops and tests : multimedia products ; a design software ; a telematic service.
After having briefly argued the problems that were at the origin of the projet the developments suggested are first of all described and analysed from the point of view of the various actors concerned : learners, designers and developers.

La cellule animale :
un CD-ROM pour réviser le baccalauréat

D. RICHARD, M. VAUMARNE, C. LACOSTE, N. GAS

Résumé : Ce CD-ROM a été conçu par des enseignants et des stagiaires de l'IUFM de Toulouse, afin de faciliter la compréhension de divers phénomènes cellulaires souvent mal compris par les élèves. Sans vouloir remplacer le cours de l'enseignant, il permet, par son iconographie et ses animations, de " fixer " les idées des élèves. Une première partie aborde la structure et le fonctionnement des principaux organites cellulaires. Des photographies en microscopie optique et électronique en reprennent la structure. Ces photographies sont accompagnées de dessins d'interprétation ou de schémas fonctionnels explicatifs. De très nombreuses animations permettent de suivre l'évolution de phénomènes moléculaires au cours du temps (contraction musculaire, chaîne respiratoire, réplication de l'ADN...). Quatre exemples de cellules différenciées sont envisagés : les cellules germinales, la fibre musculaire striée, les cellules sanguines et le neurone. Mise à part cette arborisation de départ, la structure du CD-ROM est ensuite totalement en réseau. Le parcours est laissé à l'initiative de l'élève, les accès se faisant par des liens, à partir des textes ou des images. Cependant, l'élève peut toujours, soit reprendre en sens inverse le chemin parcouru, soit revenir au menu général. Actuellement, des " compteurs " sont disposés sur quelques CD-ROM mis à l'essai en classe, de manière à suivre le parcours des élèves.

Mots clés : outil didactique, enseignement, compréhension, cellule animale, lycée

Summary : This CD-ROM has been built by teachers from Toulouse IUFM, with the objective to facilitate understanding of different phenomena's, which are generally badly understood by students. We did not want to replace the teacher, but, with iconography and animation, help the students for their representations.
The first part is dealing with the structure and function of the different cell organites. Optical and electronical microscope photographs show the structure of these organites. These are completed with interpretative drawings or functional schemes. A large number of movies allows to follow molecular phenomena's versus time (muscular contraction, cellular respiration, DNA replication...). Four examples of differentiated cells have been studied : germinal cells, muscular fibber, blood cells and neurone. After this arborisation, the structure of this CD-ROM is totally in network. The path follow by the student is free for him. Access are controlled by links from texts or images. Nevertheless, the student can always, ether follows the same path backward, or return to the general menu. At the time going, counters are placed on some CD-ROM in order to follow students using.

Key words : didactic tool, teaching, understanding, animal cell, gymnasium

Évaluation formative d'un environnement
d'apprentissage interactif destinés à des novices et des experts

Didier PAQUELIN

Introduction
La prise en compte de l'apprenant lors du processus de conception d'un hypermédia dédié à l'apprentissage, est une préoccupation d'autant plus présente que l'on s'adresse à un public hétérogène. Ce parti pris pose la question des déterminants de la diversité des utilisateurs. Nous avons choisi de procéder à une évaluation formative d'une application conçue selon une démarche dont l'objectif premier est de permettre aux utilisateurs de résoudre des situations problèmes selon leur propres stratégies, c'est-à-dire en fonction de la représentation qu'ils se font de la tâche à accomplir au vu des indicateurs sémiotiques présents à l'écran et de leurs connaissances préalables.

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Association EPI