LE CONTR

1
LE CONTRÔLE SUR LE DÉROULEMENT DE LANIMATION
INFLUENCE-T-IL LE NIVEAU DEFFICACITÉ COGNITIVE
DE LANIMATION ?
2
La compréhension du texte.

• Selon les psychologues cognitifs la compréhension
  dun texte implique la construction de
  représentations mentales multiples.
• La formation des représentations
  propositionnelles et la construction dun modèle
  mentale sont guidées par des schémas cognitifs.
• Ces modèles peuvent être considérés en tant que
  représentations intrinsèques depictives.
• depction ? description
• La depiction ne décrit pas, mais montre les
  caractéristiques d'un objet.
• Les images réalistes et logiques sont des
  représentations depictives
• Les phrases et les textes dans un langage naturel
  sont de descriptions.

• Un modèle mental construit sur la base d'une
  représentations propositionnelles , peut être
  employé pour expliquer la nouvelle information
  avec des processus dirigés par schéma de
  linspection du modèle.
• L'information indiquée par le modèle doit être
  codé dans un format propositionnel et s'ajouter à
  une représentations propositionnelles .
• Les représentations propositionnelles et les
  modèles mentaux interagissent par l'intermédiaire
  des processus conduits par schéma de la
  construction du modèle et de linspection du
  modèle.
• D'un côte, les modèles mentaux sont construits ou
  élaborés sur la base des représentations
  propositionnelles. De l'autre, les
  représentations propositionnelles sont
  construites ou élaborées sur la base des modèles
  mentaux, quand ces modèles sont employés pour
  expliquer une nouvelle information qui est codée
  dans une forme de nouvelles propositions.

3
La compréhension de limage.

• Les images sont codées directement en tant que
  représentations mentales depictive ou modèles
  mentaux, tandis que dans la compréhension des
  textes un enregistrement doit avoir lieu afin de
  construire un modèle mental.

• En conséquence, il est plus facile de construire
  un modèle mental avec l'aide des images qu'avec
  l'aide des textes. (Weidenmann, 1994).
• Pour regarder une image et pour la comprendre,
  des processus cognitifs, "attentifs", doivent
  être exécutés. Ils sont influencés par les
  connaissances antérieures et par les objectifs de
  l'individu.

4
construction du modèle
inspection du modèle
sélection thématique
organisation conceptuelle
traitement sémantique
traitement pré-sémantique
organisation verbale
organisation visuelle
perception
Modèle dacquisition des connaissances à partir
dinformations verbales et visuelles (Schnotz
Grzondziel, 1999)
5
Le modèle de Schnotz  Un modèle intégrateur de
la compréhension du texte et de limage

• Pendant la compréhension du texte, le lecteur se
  construit une représentation mentale de la
  structure de surface du texte, il génère une
  représentation propositionnelle du contenu
  sémantique, et construit daprès ce texte de
  base, un modèle mental de la matière décrite.
• La construction d'un modèle mental pendant la
  compréhension des textes implique la transition
  dune représentation descriptive à une
  représentation depictive.
• Les représentations propositionnelles et le
  modèle mental sont basés sur des principes de
  représentation différents mais complémentaires.
• Les représentations propositionnelles et les
  modèles mentaux agissent l'un sur l'autre sans
  interruption par l'intermédiaire des processus de
  la construction et de l'inspection des modèles.
• Pendant le processus de compréhension dune image
  ou dun diagramme, l'observateur crée une
  représentation mentale visuelle ou une image
  visuelle, avec l'aide des processus perceptuels
  pré attentifs, aussi bien qu'un modèle mental et
  une représentation propositionnel de la matière
  DEPICTED (représentée).
• Le traitement sémantique est exigé non seulement
  afin de percevoir, mais aussi pour comprendre une
  image ou un diagramme.
• Le modèle mental est construit de telle manière
  que les structures visuo-spatiales spécifiques
  dans l'image ou le diagramme perçu, correspondent
  aux structures sémantiques significatives de
  détail dans le modèle mental et vice versa.

6

• La construction d'un modèle mental sur la base
  d'une image réaliste ou d'un diagramme est donc
  un processus de schéma tracé, d'un système des
  relations visualo-spatiales sur un système des
  relations sémantiques. (Falken-hainer, Forbus
  Gentner 1989/90 Schnotz 1993) 
• Il est possible de construire un modèle mental
  sur la base de l'image ou du diagramme, et il est
  aussi possible de générer une image ou un
  diagramme sur la base d'un modèle mental.
• Pour comprendre une image réaliste, l'étudiant
  peut employer les schémas cognitifs de la
  perception journalière et de la connaissance
  générale du monde afin de tracer des structures.
• Pour comprendre des diagrammes, les sujets ont
  besoin des schémas cognitifs spécifiques (schémas
  graphiques), afin de lire des informations sur
  les matières représentées par la configuration
  visuelle et spatiale. (Lowe 1996, Pinker 1990).
• Un modèle mental construisant une information
  imagée diffère à plusieurs égards de la
  représentation perceptuelle de l'image ou du
  diagramme correspondant.
• Parce que
• 1.est plus abstrait qu'une perception visuelle
• 2.la construction dun modèle mental implique un
  choix thématique orienté vers la tâche.
• 3. la construction dun modèle mental implique
  lélaboration dun modèle basé sur la
  connaissance préalable

7

• Un texte peut avoir comme conséquence soit une
  représentation descriptive propositionnelle, soit
  une représentation mentale depictive.
• Une image peut générer une représentation
  depictive même dans une représentation
  descriptive propositionnelle
• La compréhension des textes et la compréhension
  d'images peuvent se soutenir et se joindre dans
  la co-construction d'un descriptif spécifique et
  dune représentation depictive spécifique.

8
Le modèle de Mayer  lintégration visuelle et
auditive de la narration et lanimation.

• Les recherches de Mayer (2001) et de Sweller
  (1999) ont permis le développement dune théorie
  cognitive de lapprentissage multimédia. Théorie
  qui se base sur lidée que les êtres humains ont
  deux canaux dacquisition dinformations, le
  canal visuel et le canal oral et, que la capacité
  dacquisition dinformation dans la mémoire de
  travail est limitée, par conséquent
  lapprentissage implique la sélection des
  informations importantes et la construction dun
  modèle mental cohérent.
• Mayer a élaboré le principe de traitement actif
  de linformation qui se base sur les processus
  de sélection, dorganisation et dintégration de
  données.

9
Le modèle de Mayer du traitement cognitif des
instructions multimédia (Mayer 2001, traduction
Clavien (2003)
10
Le modèle de Sweller  la théorie de la charge
cognitive.

• La théorie de la charge cognitive prévoit, comme
  dans le modèle classique, une structure de
  système cognitive composée dune mémoire de
  travail à capacité limitée dans la quelle ont
  lieu tous les apprentissages et les pensées
  conscientes, et dune mémoire à long terme à
  capacité illimité possédant un nombre important
  de schémas automatisés (Tricot, 1998).
• La charge cognitive est composée par deux sources
  différentes 
• 1.     La source intrinsèque  la charge
  cognitive due à la difficulté inhérente du
  matériel présenté, c'est-à-dire au nombre
  déléments qui composent le matériel et la
  manière dont ils interagissent entre eux. Par
  exemple la charge intrinsèque est basse si chaque
  élément peut être appris séparément.
• 2.     La source extrinsèque  la charge
  cognitive extrinsèque ne dépend pas du matériel
  ou du contenu en lui-même, mais de la manière
  dont il est organisé et présenté. Le matériel
  doit être centré sur lapprennant afin de
  diminuer la charge cognitive extrinsèque.
• a.     La source externe  la charge cognitive
  externe représente le traitement cognitif inutile
  pour lapprentissage
• b.     La source germane  la charge cognitive
  germane représente le traitement cognitif
  directement utile pour lapprentissage, parce
  quelle permet la construction dun schéma
  cognitif qui porte à la connaissance.

11
Les systèmes dynamiques

• On peut souvent trouver un grand optimisme parmi
  les utilisateurs, lesquels pensent que l'usage de
  différents médias, de différentes manières de
  coder l'information, et l'emploi de différentes
  modalités sont bénéfiques pour lapprentissage.
• Les systèmes de multimédia, par exemple, semblent
  être très appropriés pour présenter des
  situations d'étude complexes et authentiques,
  pour présenter l'information dans différents
  contextes et en différentes perspectives, le tout
  d'une manière réaliste par l'utilisation
  danimations ou des vidéos, accompagnées par les
  sons originaux et les commentaires vocaux.

12
TECHNIQUES DAPPRENTISSAGE

• Techniques dapprentissage et la charge cognitive
  extrinsèque.
• 1) lapprentissage sans buts spécifiques (goal
  free effect), 2) létude des exemples déjà
  résolus (worked example), 3) lachèvement des
  problèmes
• Technique dapprentissage et la charge cognitive
  germane.
• la charge cognitive germane est utile parce
  quelle est liée à la construction de schémas
  cognitifs. elle produise des meilleurs résultats
  pendant les tests de transfert. (High contextual
  interference).
• Le système dapprentissage dans les conditions
  dinterférence élevée est un exemple de charge
  cognitive germane.

13
Recommandations pour la conception
dinstructional design daprès Sweller

• Chandler et Sweller (1991) postulent que si le
  format de présentation du matériel nécessite un
  traitement complexe, la capacité cognitive du
  sujet sera détournée du processus dapprentissage
  qui sera par conséquent détérioré, donc sur la
  base des résultats des recherches faites sur la
  conception de situations dapprentissage,
  Chandler Sweller (1991) ont déduit les
  principes suivants 
• - Il ne faut pas spécifier le but 
• -Travailler sur des exemples de problèmes résolus
  entraîne un meilleur apprentissage que travailler
  sur de problèmes non-résolus.
• - Intégrer les informations pour éliminer leffet
  de dissociation de lattention (split attention
  effect) cest à dire il faut incorporer
  physiquement les informations textuelles et les
  informations imagées mutuellement référencées.
• - Il est mieux dutiliser deux modalités
  sensorielles plutôt quune  La charge en mémoire
  de travail est mineure quand le même matériel est
  présenté en utilisant les canaux auditifs et
  visuels, plutôt que le canal visuel uniquement.
• - Il ne faut pas présenter dinformation
  redondante (redundancy effet)  Quand deux
  informations redondantes sont présentées à un
  sujet, la charge cognitive est plus importante
  que quand une seule de ces informations est
  présentée.

14
Le pre-training

• Cet entraînement est basé sur la théorie de la
  construction de modèles mentaux divisée en deux
  étapes (Mayer et Chandler, 2001).
• Dans la première étape, lapprenant construit un
  modèle de composantes (component model) pour
  chaque partie importante du système. Chaque
  composante du système est considérée comme une
  unité qui a un nom et qui peut se trouver dans
  des états différents.
• Dans la deuxième étape, lapprenant construit un
  modèle causal pour le système entier, lequel doit
  décrire une séquence de relations cause à effet.
• Donc la construction de modèle mental est en deux
  étapes 
• 1.la construction dun modèle de composantes
• 2.la construction dun modèle causal.

15
Recommandations et principes généraux pour la
conception dinstructional design daprès Mayer.

• 1. Le principe multimédia  Effet positif de la
  présence dillustrations. Leffet multimédia
  souligne un meilleur apprentissage des étudiants
  utilisant les mots et les images, plutôt que les
  mots seulement, autant dans le contexte des
  livres que dans les contextes des ordinateurs.
  Cet effet général est cohérent avec la théorie
  cognitive dapprentissage multimédia dans le sens
  que les apprenants qui travaillent avec des
  systèmes multimédia utilisent la mémoire visuelle
  et verbale (Paivio, 1986).
• 2. Le principe de cohérence 
• 3. Le principe de contiguïté spatiale 
• 4. Le principe de contiguïté temporelle 
• 5. Principe de modalité 
• 6. Leffet de personnalisation,
• 7. Principe de redondance,
• 8. Principe des différences interindividuelles 

16
Expériences faites par Narayanan et Hegarty

• constitution du modèle cognitif sur
  lapprentissage multimédia.
• Lapprentissage à travers le multimédia a lieu
  quand les apprenants sont capables de construire
  une représentation mentale depuis les images et
  les textes quon leur propose.
• Lapprentissage multimédia suppose que les
  apprenants peuvent apprendre plus profondément
  avec un message multimédia bien présenté,
  constitué de mots et dimages, par rapport à un
  document traditionnel qui présente uniquement du
  texte.
• Quand on parle dapprentissage profond, on se
  réfère à un type dapprentissage qui amène
  lapprenant à pouvoir extrapoler les notions
  acquises à la résolution de problèmes plus
  vastes.
• Est-ce que les étudiants apprennent plus
  profondément avec des messages multimédia ou
  oralement ?
• Dans quelles conditions, il est utile dajouter
  des images à des mots ?
• Comment fonctionne un apprentissage multimédia ?

17
Principes proposes par Narayanan et Hegarty pour
rendre efficaces les systèmes dapprentissage qui
utilisent des systèmes qui combinent textes,
figures et présentations orales.

• Daprès Narayanan et Hegarty (2002) le
  développement dun système dapprentissage doit
  tenir compte de six points stratégiques
  (ci-dessous), dont les quatre premiers
  représentent les quatre étapes selon lesquelles
  on construit un modèle mental.
• 1. Le principe de segmentation 
• 2. Le principe de pré-connaissances 
• 3. Le principe des références multiples 
• 4. Le principe de simulation mentale 
• 5. Lidentification de lenchaînement des
  événements qui se déroulent dans le système
  étudié 
• 6. La construction dun système mental dynamique
  qui intègre les informations sur le comportement
  de chaque composante pour comprendre le mécanisme
  du système entier 

18
De lefficacité des graphiques statiques et
dynamiques.

• lajout dune illustration graphique facilitait
  la mémorisation et la compréhension dun matériel
  verbal (Willows Houghton, 1987  Mandl Levin,
  1989  Denis, 1984), et particulièrement lorsque
  le matériel explique le fonctionnement de
  systèmes dynamiques (Mayer, 1989).
• les graphiques fournissent un support à
  lélaboration dun modèle mental qui représente
  de façon analogique la structure de lobjet
  décrit et permet ainsi de produire des
  raisonnements inférentiels.
• un graphique est plus performant pour représenter
  la configuration générale et la structure du
  référent
• le texte transmet mieux les détails et
  contraintes de tâches à accomplir
• un graphique animé aura toutes les chances de
  faciliter la compréhension du fonctionnement de
  systèmes dynamiques tels que dispositifs
  mécaniques, processus biologiques ou phénomènes
  physiques,
• lanimation est séduisante et lon peut penser
  quelle motivera davantage lutilisateur à
  étudier le document.
• Latout des animations est de fournir un support
  au sujet pour la construction dun modèle mental
   qui tourne 
• Le texte reste approprié à la description dune
  séquence linéaire de procédures, cependant, dans
  le cas où les procédures sont cycliques,
  lanimation devrait être particulièrement
  adaptée.

19

• Ainsi, lanimation devrait être le moyen le plus
  naturel pour communiquer le concept de changement
  dans le temps, de même que lespace dans les
  graphiques est le moyen le plus naturel de
  transmettre des relations spatiales.
• En effet, lanimation na induit de bénéfices par
  rapport à des illustrations statiques que dans un
  nombre limité détudes, que ce soit en termes de
  mémorisation ou de compréhension, ou même de
  motivation.
• on pense que le traitement dun flux continu
  dinformations, présentes dans les animations,
  provoque une surcharge cognitive qui nuit à
  lacquisition de connaissances
• la pertinence dune interface animée ne peut
  sévaluer quen fonction du contexte dans lequel
  elle va être utilisée et sur la base de modèles
  de traitement cognitif des informations
  multimedia.
• le contenu,
• mise en forme
• contexte

20

• En définitive, les animations poseraient 3 types
  de difficultés cognitives à lutilisateur
  (Bétrancourt et al., 2001) 
•        attentionnelles  détecter quels sont les
  éléments en mouvement, ce qui a déclenché leur
  mouvement, qui nest pas une tâche facile même
  lorsque lon peut ralentir ou stopper
  lanimation.
•        computationnelles   liées aux
  opérations mentales que lon peut appliquer sur
  les graphiques animés  par exemple, il est très
  difficile de visualiser la trajectoire dun point
  daprès son mouvement.
• mnésiques  comprendre lenchaînement causal des
  mouvements du système demande davoir mémorisé
  les positions absolues et relatives de chaque
  élément à différentes étapes de lanimation.
• Nous postulons que l'animation peut faciliter la
  compréhension de phénomènes dynamiques si
  l'interface fournit à l'utilisateur les moyens de
  contrôler la charge cognitive qu'entraîne leur
  traitement. Un facteur simple est le niveau de
  contrôle que l'utilisateur peut exercer sur le
  rythme de défilement de l'animation.

21
Contrôle et interactivité.

• Daprès Mayer et Chandler (2001), un contrôle
  simple de l'utilisateur sur l'animation pourrait
  affecter les processus cognitifs
• 1. durant la phase d'apprentissage -réduire la
  charge cognitive de l'apprenant
• 2. et durant la phase de restitution. -construire
  un modèle mental cohérent
• Les résultats de Mayer confirment la théorie de
  la charge cognitive mais également la théorie de
  la construction des modèles mentaux.
• Experiences de Schwan et Riemp (à paraître)

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Effet des animations

• Les apprenants ont souvent eu des difficultés à
  suivre le déroulement de lanimation et, en même
  temps, à en extrapoler les informations
  importantes pendant son déroulement (Lowe, 1996).
  Rieber et collaborateurs (1990, 1991) ont montré
  lefficacité des animations dans deux cas 
• 1.     La transmission dun concept ou dune
  règle qui implique un déroulement dans le temps
  ou une relation entre temps et espace.
• 2.     La transmission dun processus dynamique
  qui est difficile à imaginer pour lapprenant.
• Au contraire, si la matière étudiée nimplique
  pas la compréhension dun processus dynamique,
  les animations peuvent provoquer une surcharge
  cognitive.

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Experiments sur le animations

• Palmiter et Elkerton