Du courrier électronique à la réalité virtuelle : le rôle de la technologie dans l'apprentissage

De nos jours, il semble que tout change d’un instant à l'autre.

Il suffit de cligner des yeux, d’éternuer ou de se reposer un instant sur ses lauriers, pour passer à côté de quelque chose. Cela pouvait être la dernière évolution ou innovation, un nouveau raccourci encore plus rapide, ou un gadget électronique ou numérique dernier cri destiné à transformer et à améliorer notre vie.

En fait il semble que, grâce à l’introduction d’outils numériques, tous les aspects de notre vie se trouvent modifiés ou améliorés : depuis le commerce électronique jusqu’à la télésanté, en passant par la communication fondamentale entre les êtres humains ou l’utilisation de bibliothèques numériques sophistiquées qui soutiennent l’étude et la gestion du savoir.

L’apprentissage ne fait pas exception. Lui aussi a subi une transformation numérique. En témoigne l’emploi d’outils et d’infrastructures techniques qui évoluent rapidement et qui soutiennent l’apprentissage dans presque tous les contextes, dans le monde académique et ailleurs. En même temps, ceci fait partie d’un changement social encore plus grand, un changement qui nous mène vers l’Internet.

Avant de continuer, un petit avertissement concernant le chemin devant nous. Lorsque l’on étudie tous ces changements, il faut se rappeler que les outils techniques ne sont que des facilitateurs. Ils sont le produit d’un bouleversement profond et essentiel de comportement et de principes sociaux — un bouleversement qu’il faut comprendre avant de mettre en œuvre des systèmes d’apprentissage vraiment efficaces.

La conception de milieux d’apprentissage virtuels
L’éducation en ligne est bel et bien vivante au Canada — et à travers le monde industrialisé. Lier les processus d’apprentissage à la conception de milieux d’apprentissage efficaces constitue l'un des éléments de la recherche internationale — menée au Canada par le Réseau des centres d’excellence en téléapprentissage — à laquelle j'ai participé activement.

En fait, chaque institution post-secondaire utilise dans une certaine mesure un matériel disponible en ligne pour faciliter l’apprentissage. La communication réseautée peut consister en des universités qui prétendent être complètement en ligne ou des chargés de cours qui utilisent un réseau local d’entreprise (RLE) pour envoyer des courriels ou pour afficher des notes de classe. Il existe également d’importantes applications pour la formation en ligne dans le cadre de l’emploi et pour d’importantes activités encore plus diverses dans des milieux d’apprentissage primaire et secondaire.

Dans les universités conventionnelles, l’apprentissage se réalise dans des salles de conférences, des salles de séminaire, des laboratoires et dans bien d’autres lieux. Pourtant, dans le cas d’une université virtuelle, ces « lieux » peuvent comprendre des salles de classe virtuelles, des séminaires virtuels, des laboratoires virtuels, des cercles d’étude virtuels ou l’étude indépendante ainsi que des rencontres sociales dans un café virtuel. Dans tous ces cas, c’est le genre de communication que ces milieux soutiennent et encouragent qui est plus important que le lieu en lui-même.

Une étude des recherches les plus récentes sur cette question révèle que la façon virtuelle d’aborder un sujet représente la meilleure approche pour certains étudiants. Actuellement le consensus des éducateurs propose que les conférences — basées en grande partie sur le transfert de l’information — sont relativement inefficaces. Elle suggère également que le processus le plus important survient au moment où l’apprenant transforme l’information en savoir personnel. Ce processus réussit le mieux lorsque l’apprenant interagit avec l’information, avec le chargé de cours et avec les autres apprenants. Afin de mieux comprendre ce changement dans l’opinion académique, il faut regarder de plus près les théories actuelles de l’apprentissage.

Trois modèles d’apprentissage
Ces modèles théoriques d’apprentissage peuvent se classer dans trois catégories : modèles pré-théoriques, modèles behavioristes classiques et modèles de traitement de l’information ainsi que modèles socioculturels et constructivistes contemporains.

Les modèles éducationnels employés dans la plupart des collèges et des universités à travers le monde sont considérés « pré-théoriques ». Ils supposent que l’on apprend au moment où l’information est transférée du chargé de cours et du matériel didactique à l’apprenant. Cela se produit, par exemple, au cours d’une conférence. Il a été constaté, depuis un certain temps, que la présentation unilatérale de l’information ne retient de façon efficace l’attention de la plupart des apprenants que pendant quelques instants. Les apprenants doivent souvent prendre des notes pendant la conférence pour les étudier plus tard. Cette pratique a tendance à remettre l’apprentissage à un moment ultérieur et à un autre lieu où il n’y aura pas de soutien pédagogique.

Par contre, les théories de l’apprentissage « behavioristes classiques » ainsi que « de traitement de l’information » ont introduit des modèles analytiques qui permettent de décomposer un but d’apprentissage complexe. Ils mettent l’accent sur l’importance de l’interaction ainsi que de la rétroaction et servent de base aux méthodes systématiques de conception pédagogique. C'est dans le domaine de l’éducation à distance, de la formation militaire et de la formation en entreprise que des méthodologies de conception pédagogique individualisées à rythme libre ont été largement appliquées au développement de cours. Des programmes d’apprentissage informatisés qui utilisent les multimédias sont souvent conçus selon des principes dont l’origine se trouve dans les théories behavioristes et de traitement de l’information. Malgré l'efficacité de beaucoup d’applications d’apprentissage informatisées de ce genre, peu de progrès réels dans l'avancement du savoir de l'étudiant peuvent être obtenus par ces moyens.

Au cours des années 1980 et 1990, des théories « constructivistes » et « socioculturelles » ont pris l’ascendant sur les théories de l’apprentissage classiques. Les théoristes constructivistes rejettent l'idée que le savoir représente une constante pour chaque événement ou pour chaque objet. Au contraire, ils sont convaincus qu’il se forme au moment où l'individu interagit avec un objet ou un événement et l'assimile en fonction de son expérience antérieure, de ses convictions et de ses structures mentales actuelles. Selon les constructivistes, l’apprentissage se réalise lorsque l’information se transforme en savoir personnel. Les théories socioculturelles appliquent ces principes de base au développement du savoir collectif d’une communauté. Dans un milieu d’apprentissage basé sur le constructivisme, les enseignants jouent le rôle d’entraîneurs et de guides et les apprenants sont chargés de responsabilités cognitives importantes : analyser, synthétiser, résoudre des problèmes et créer.

Il est évident, d’après cette discussion sur les modèles d’apprentissage, que la création du savoir est plus efficace à partir de l’information offerte dans un milieu centré sur l'apprenant l'étudiant où la collaboration et la résolution de problèmes constituent les outils principaux. Dans ce milieu, la technologie sert à soutenir l’apprentissage de plusieurs façons.

L’apprentissage vidéographique c. l’apprentissage individualisé
La vidéotransmission représente l'une de ces façons. La British Open University, l’une des premières universités à expérimenter l’apprentissage distribué, a découvert que les émissions télévisées avaient une valeur certaine de mécanisme de cadence, mais que l’apprentissage dépendait de l'efficacité des tests et des enseignants-tuteurs ainsi que de l'emploi du matériel distribué pour les cours par correspondance. L’Université du Maryland, parmi d'autres, a utilisé la vidéographie pour diffuser des conférences vers des campus satellites où les étudiants pouvaient poser des questions par téléphone. Tout ceci n'est pas inutile, mais représente une version diluée de la conférence face-à-face, elle-même relativement inefficace.

Quelques-unes des universités les plus importantes du Canada emploient la vidéoconférence bilatérale pour soutenir leurs programmes de MBA pour gens d’affaires. Ceci élargit le milieu intime du séminaire et peut très bien fonctionner en conjonction avec d’autres activités et du matériel bien préparés. Cependant, cette méthode réussit moins bien à une échelle plus grande. Il est possible de relier de façon efficace deux ou trois groupes grâce à la vidéoconférence. Au delà de quatre groupes, pourtant, cela devient progressivement plus difficile à gérer.

MDe plus en plus de chargés de cours affichent sur le Web leur matériel didactique, qu’il s’agisse de notes de classe, de travaux pratiques ou de tests modèles. Étant donné que beaucoup d’apprenants impriment le matériel, le Web finit par remplacer d’autres médias de publication et par faciliter la diffusion. Si, toutefois, le matériel disponible sur Internet est rendu interactif, il en résulte d’autres possibilités. Beaucoup de chargés de cours, par exemple, font des expériences avec du matériel didactique interactif qui permet à l’apprenant d’essayer plusieurs options en les simulant. Le matériel didactique peut également faire appel à des animations multimédias, aux jeux de rôles et ainsi de suite. Il était impossible de créer ces activités à partir de notes de cours ou d’un manuel scolaire. Quoiqu’elles représentent une amélioration importante, elles ne remplacent toujours pas les activités collaboratives entreprises avec des coparticipants.

Depuis plusieurs décennies, la formation automatisée (FA) représente l’outil de choix pour la formation en cours d’emploi. Comment fonctionne-t-elle? Après y avoir accédé par CD-ROM ou par Internet, un apprenant suit, étape par étape, la présentation de l’information et son application, suivies par des tests. Selon les réponses données, l’apprenant passe soit à l'étape suivante, soit au travail de rattrapage. En dépit du fait que cette méthode behavioriste fonctionne bien lorsqu’il s’agit d’apprentissage individuel relativement simple, il existe très peu de possibilités de collaborer avec d'autres. En général, cette méthode n’a pas connu de succès dans le cadre du collège ou de l'université.

Selon les principes de « l’apprentissage constructiviste », le but de la conception d’un milieu d’apprentissage virtuel est de soutenir des méthodes axées sur l’étudiant qui encouragent l’apprentissage coopératif et la création du savoir. La communication fructueuse entre les étudiants et les chargés de cours ainsi qu’entre étudiants représente une condition préalable et essentielle de ce milieu. On peut y arriver grâce à des réseaux téléinformatiques synchrones et asynchrones. (La discussion s’appelle « synchrone » lorsque tous les participants sont en ligne en même temps et « asynchrone » lorsque les apprenants affichent leurs propositions et leurs réponses indépendamment, mais normalement le même jour.) D’après l’expérience, il paraît que dans beaucoup de cas, le réseau téléinformatique asynchrone fournit les discussions les plus efficaces et qu’il représente une méthode facilement soutenue par un réseau de téléconférence informatisé.

Dans toute discussion sur les mérites des systèmes techniques, il faut se rappeler que des méthodes différentes peuvent convenir à différentes circonstances. Pour un apprenant isolé dans le nord du Canada, l’accès au Web grâce à une ligne lente commutée vaut mieux que rien du tout. Par conséquent, lorsque nous évaluons les milieux d’apprentissage, nous arrivons souvent à un jugement défavorable (et peut-être injuste) en les comparant à ces milieux relativement rares où quatre ou cinq apprenants bien préparés se retrouvent autour d’une table en train d’échanger des idées et des arguments en compagnie d’un professeur à la fois intelligent et stimulant. Dans beaucoup d’universités et de collèges la réalité est parfois très différente. Souvent les salles de conférence sont pleines à craquer ou les apprenants ne peuvent pas se rendre sur place et n'ont d’autre choix que de se servir des cours par correspondance avec très peu d’aide des chargés de cours.

Inconvénients virtuels
Malgré la popularité et l’utilité de toutes ces méthodes d’apprentissage, les sciences et le génie ne se sont pas précipités pour adopter l’éducation en ligne à cause de certains problèmes épineux. L’un de ces problèmes, c’est l’enseignement des mathématiques. Il est difficile de trouver sur Internet des outils qui permettent d’interagir avec des équations mathématiques, quoique l’on essaie de développer des outils efficaces à l’heure actuelle. Un autre problème se trouve au niveau des expériences en laboratoire. Même si la simulation permet aux étudiants d'appliquer la théorie à des problèmes physiques en ligne, l’application de cette technique à tous les domaines reste lente. Certaines expériences en laboratoire sont difficiles à simuler. Il n'y a que certains cas bien précis où l’apprenant à distance arrive à contrôler une expérience physique en tant que « télé-opérateur », c’est-à-dire en réglant et en manipulant à distance les contrôles d’un dispositif physique.

Une situation semblable est celle où l’apprentissage dépend de façon critique de signaux physiques reçus du milieu, par exemple, pour piloter un avion. Dans ce cas, on utilise un simulateur de vol, un bon exemple de la technologie virtuelle appliquée. Malgré les difficultés particulières de chaque discipline, il existe beaucoup de domaines (certains surprenants) où l’apprentissage virtuel est efficace, par exemple, dans le domaine des beaux-arts et des arts du spectacle. Malgré le fait qu’il est difficile de créer l’équivalent virtuel d’un studio ou d’une salle de répétition, le cours de danse en ligne très réputé de l’Université Simon Fraser « Dancing in Cyberspace ». Danser dans le cyberespace représente un bon exemple de l’utilité de la nouvelle technologie

À l’ancienne Université technique de la Colombie-Britannique (TechBC) (et aujourd'hui au campus de l’Université Simon Fraser à Surrey), l’un des principes directeurs de notre conception des milieux d’apprentissage était d’offrir aux apprenants un accès plus facile combiné avec une pédagogie efficace. Nous avons maximisé l’apprentissage coopératif. Par conséquent, tous les cours sont offerts soit partiellement, soit entièrement en ligne. Afin d’y arriver, nous avons adopté toute une série de modèles de prestation qui permettent d'offrir une pédagogie efficace dans le cadre de contraintes opérationnelles, sans oublier le besoin d’améliorer l’accès.

Le premier modèle de prestation s’appelle « la salle de classe dispensée par ordinateur ». Dans ce modèle entièrement virtuel, le matériel se trouve sur Internet et comprend des sujets d’apprentissage munis de simulations multimédias interactives. L’apprentissage coopératif se réalise grâce à toutes sortes de réseaux téléinformatiques asynchrones composés de groupes petits et grands.

Le deuxième modèle de prestation est connu sous le nom de « présentationnel coopératif ». À l’instar du modèle de la salle de classe dispensée par ordinateur, le matériel didactique est informatisé. L’apprentissage coopératif se réalise au cours de séances individualisées où les apprenants participent à des discussions et à la résolution de problèmes en petits groupes. Ce modèle moitié en ligne s’apprête mieux à des domaines difficiles à discuter en ligne, par exemple, aux mathématiques.

Le troisième modèle, désigné « coopératif combiné », est à 75 % en ligne et combine les deux modèles précédents en offrant toutes les deux semaines des discussions individualisées et des discussions en ligne.

Le quatrième modèle, appelé le « Studio-labo », est à 25 % en ligne et offre des présentations de matériel sur le Web. Il permet, toutefois, de passer beaucoup de temps réel en studio où les apprenants peuvent communiquer avec un enseignant principal. Un de nos sujets de recherche les plus importants est de trouver une façon d’offrir plus d’activités en ligne.

Le cinquième modèle s’appelle « l’étude flexible ». Ce modèle entièrement en ligne représente, en effet, la version en ligne du cours par correspondance classique. Le matériel didactique, offert sur le Web, offre une abondance d'éléments pédagogiques et de tests. Il n’existe, par contre, aucune possibilité de communiquer avec d’autres apprenants. Bien que ce modèle ne représente pas la meilleure pédagogie, il offre à des apprenants un accès et une flexibilité incomparables. Par conséquent, il est très utile lorsqu’il faut rattraper un cours manqué pour cause de maladie, obtenir un crédit basé sur l’expérience dans des domaines où l’apprenant a déjà des connaissances ou reprendre un cours raté dans un autre modèle.

Vu le niveau actuel de la technologie et de la compréhension des méthodologies d’apprentissage en ligne dans les différentes disciplines, nous estimons que ces modèles représentent le meilleur compromis que nous puissions offrir à nos apprenants. Il est à prévoir, également, que ces modèles évoluent. Le contact humain aura toujours un rôle à jouer, mais il sera bientôt possible de compléter des programmes académiques entiers dans toutes les disciplines sans rencontre personnelle.

L’avenir
Que nous réserve l’avenir? La recherche réalisée à l’Université Simon Fraser, et dans des programmes de recherche plus vastes à travers le Canada et ailleurs, commence à envisager un bon nombre de possibilités.

Premièrement, à l’Université Simon Fraser, membre d’un consortium soutenu par CANARIE Inc. (une organisation de développement Internet basée à Ottawa), nous sommes en train d’étudier comment aider les auteurs des cours en leur offrant des granules d’expérience d’apprentissage — que nous appellons granules pédagogiques — réutilisables grâce à des logithèques de référence distribuées. Les auteurs des cours peuvent chercher dans les logithèques de référence en employant un réseau point-à-point, technologie rendue célèbre grâce au site Web de partage de la musique Napster.

Ensuite, un réseau de chercheurs interdisciplinaires à travers le Canada, sous la direction de l’Université Simon Fraser, étudie l’emploi de jeux et de simulations dans l’apprentissage à distance. Beaucoup d’entre eux ont remarqué que la technologie des jeux est à la fois très puissante et peu chère et devrait pouvoir s’appliquer à l’apprentissage. Mais on connaît très peu sur la façon dont les jeux peuvent mener à l’apprentissage.

Enfin, nous étudions comment les réseaux à très large bande peuvent nous aider à lier des milieux de réalité virtuelle où, par exemple, des danseurs peuvent collaborer à distance sur la création, la répétition et la présentation de nouvelles œuvres.

Il est évident que l’utilisation d’outils et d’infrastructure techniques pour soutenir l’apprentissage fait partie intégrante d’un changement social encore plus profond et plus vaste. Alors que la société dépend de plus en plus de ces outils, il faut se rappeler qu’ils ne représentent que des outils — créés, utilisés et dirigés par des êtres humains qui cherchent à aider d'autres à apprendre d’une manière nouvelle et stimulante. Malgré l’appel à la prudence, il faut se laisser inspirer et se rappeler un détail important : seule notre imagination nous limite.

Remerciements
En rédigeant ce récit assez personnel, je me suis surtout basé sur l’expérience de mes collègues à l’ancienne TechBC (maintenant l’Université Simon Fraser à Surrey). En outre, je remercie tout particulièrement de son aide le Dr John Nesbit.