Figure 1. Diagramme de Venn illustrant la hiérarchie de PF, PS-I, et les conceptions d'apprentissage PFL. Ici, nous décrivons une catégorie de conceptions de préparation à l'apprentissage futur (PFL) où les expériences de création de sens précèdent l'instruction. Cependant, plus généralement, Le PFL peut être conçu comme toute expérience qui prépare les étudiants à apprendre à l'avenir - cet apprentissage pourrait se produire non seulement par l'enseignement explicite, mais aussi par l'exploration, s'entraîner, etc. PF =échec productif; PS-I =résolution de problèmes suivie d'instructions. Crédit :DOI :10.3102/00346543211019105
Des chercheurs de l'ETH Zurich ont démontré les effets positifs de l'échec productif sur les résultats d'apprentissage. Le taux de réussite de l'un des plus grands cours de l'ETH a augmenté de 20 %.
Pendant longtemps, le paradigme dominant dans l'enseignement a été que nous apprenons de nouvelles choses mieux quand quelqu'un nous les explique. Première consigne, puis pratique :c'est la formule pédagogique encore appliquée aujourd'hui dans d'innombrables salles de classe et amphithéâtres.
Des chercheurs de la Professorship for Learning Sciences de l'ETH Zurich ont maintenant démontré que c'était exactement le contraire. "Si vous voulez obtenir des résultats d'apprentissage idéaux, il vaut mieux d'abord réfléchir à un problème qui est spécifiquement pertinent pour un sujet avant d'explorer ensuite les principes sous-jacents, " explique Manu Kapur, professeur à l'ETH, qui est l'auteur de l'étude avec le chercheur postdoctoral Tanmay Sinha. La clé de cette approche est l'expérience de l'échec productif, une théorie conceptualisée et développée par Kapur.
15 ans de recherche pédagogique
L'étude de Sinha et Kapur est une méta-analyse de la recherche en éducation des 15 dernières années. Les auteurs ont examiné 53 études avec 166 analyses comparatives, tous traitant de la question de savoir quelle stratégie d'apprentissage est la plus efficace :l'instruction avant la pratique ou vice versa. L'accent principal était sur la façon dont les étudiants d'âge scolaire et universitaire comprenaient les concepts dans les disciplines des mathématiques, la physique, chimie, biologie et médecine ou ont pu les appliquer avec succès. L'étude n'incluait pas les compétences générales, tels que la création de sens lors de la maîtrise de la lecture et de l'écriture, ou des problèmes des disciplines des sciences humaines et sociales.
Près de la moitié (45 %) des élèves testés étaient de la 6e à la 10e année (au secondaire) au moment de l'étude, ce qui signifie qu'ils avaient entre 12 et 18 ans. Plus d'un tiers (37 %) étaient actuellement des étudiants de premier cycle, et un sur six (15 %) était encore à l'école primaire. Près de la moitié (43 pour cent) des étudiants venaient d'Amérique du Nord, plus d'un quart d'Europe (26 %) et d'Asie (28 %).
Trois fois plus efficace qu'un bon instructeur
Les résultats ont bouleversé les dernières décennies de recherche en éducation :tous les élèves ont obtenu de bien meilleurs résultats d'apprentissage lorsqu'ils ont dû résoudre des exercices et des problèmes avant que les concepts requis ne leur soient expliqués. Cependant, cela est plus vrai pour les élèves du secondaire et les étudiants de premier cycle que pour les élèves du primaire. Selon les auteurs, ceci peut s'expliquer par une combinaison de facteurs :les élèves du primaire ont souvent trop peu de connaissances dans un domaine pour résoudre efficacement les problèmes. En outre, leur raisonnement analytique et leurs capacités de résolution de problèmes sont peut-être moins matures.
Ce qui est particulièrement étonnant, c'est à quel point cela affecte les résultats d'apprentissage :« S'entraîner avant d'apprendre la théorie est presque deux fois plus efficace que de recevoir une année d'enseignement d'un enseignant exceptionnel, " explique Kapur. De plus, si les élèves échouent « de façon productive » pendant la phase de pratique, leurs résultats d'apprentissage sont jusqu'à trois fois meilleurs que ce qu'un très bon enseignant peut atteindre en un an.
Pourquoi l'échec productif est payant
Mais que se passe-t-il exactement lorsque les élèves échouent de manière productive ? Sinha et Kapur disent qu'il y a quatre mécanismes à l'œuvre ici, correspondant à quatre "As":d'abord, un problème doit activer autant de connaissances pertinentes que possible. « Échec productif, " dit Kapur, "exige une certaine quantité de connaissances préalables. Si une personne veut résoudre un problème statistique comme trouver l'écart type de manière productive, par exemple, ils devraient au moins être familiarisés avec les concepts les plus fondamentaux tels que la moyenne. les élèves devraient reconnaître le déficit entre ce qu'ils font et ce qu'ils ne savent pas déjà; cela leur donne une conscience. Troisième, cela les rend plus réceptifs aux nouveaux concepts et suscite leur intérêt pour la résolution du problème, c'est-à-dire que cela change leur effet, ou état psychologique.
La quatrième et dernière étape consiste pour l'instructeur ou le matériel pédagogique à fournir une explication qui applique le nouveau concept pour résoudre le problème et démontre pourquoi les solutions des étudiants ont manqué la cible. Cela peut être décrit comme un assemblage de connaissances. "Les acquis d'apprentissage dépendent de l'enseignement de telle sorte que ces quatre mécanismes jouent tous un rôle clé, " explique Kapur. Cela est particulièrement vrai lorsque les étudiants abordent des problèmes qui peuvent être saisis intuitivement mais pour lesquels ils manquent encore des connaissances nécessaires pour résoudre le problème à moins qu'on ne leur enseigne les nouveaux concepts.
Taux de réussite 20 % plus élevés à l'ETH Zurich
Mais l'équipe du professeur Kapur de l'ETH est allée au-delà d'une méta-analyse et a testé sa théorie directement dans l'un des plus grands cours d'un an enseignés à l'ETH, Algèbre linéaire, qui accueille environ 650 étudiants du Département de génie mécanique et des procédés. La structure du cours suit l'approche traditionnelle :les concepts sont introduits dans des cours magistraux puis appliqués et explorés dans des exercices.
Dirigé par la doctorante Vera Baumgartner et en collaboration avec le professeur de mathématiques de l'ETH Norbert Hungerbühler, L'équipe de Kapur a créé un ensemble de tâches que les étudiants pouvaient volontairement tenter de résoudre avant cinq conférences clés chaque semestre. Le but des exercices était un échec productif. Grossièrement, soixante pour cent des étudiants ont profité de l'occasion et ont terminé le travail supplémentaire. Les résultats ont été impressionnants :historiquement, un peu plus de la moitié des étudiants (55 %) réussissent en moyenne le cours. Le taux de réussite des étudiants qui ont échoué de manière productive avant les cours était supérieur de 20%, et leurs notes étaient considérablement meilleures. Pour les auteurs, cela montre clairement que ceux qui s'engagent dans l'échec productif apprennent plus souvent plus.
