Immersion, engagement dans les jeux et effet sur l’apprentissage

L’immersion dans les jeux et l’engagement sont des notions étroitement liées. L’immersion fait partie de l’expérience des joueurs et résulte de l’interaction avec l’environnement du jeu ; elle fait référence au degré d’implication dans le jeu. Brown et Cairns (2004), sur la base d’entretien avec des joueurs, ont dégagé trois niveaux d’immersion et ont identifié un certain nombre de barrières (par ex. les préférences des joueurs, les caractéristiques du jeu) qui peuvent limiter le degré d’immersion dans un environnement de jeu. Le premier niveau d’immersion correspond à l’engagement ; il est une condition préliminaire à toute forme d’immersion. Pour qu’il y ait engagement, le joueur doit être prêt à investir du temps, de l’effort et de l’attention pour apprendre le jeu et pour parvenir à maîtriser les principales fonctionnalités du jeu. Cela présuppose au départ qu’il apprécie le type de jeu proposé ou du moins qu’il est intéressé à s’y investir si celui-ci ne lui est pas familier. Le deuxième niveau d’immersion est intitulé engouement (engrossment). Il est étroitement lié à la conception du jeu ; il se produit lorsque les émotions du joueur sont influencées par le jeu en raison de certaines de ses caractéristiques (scénario, graphisme, tâches captivantes).

Les joueurs deviennent moins conscients d’eux-mêmes et de leur environnement. Au troisième

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47 niveau, le joueur est en totale immersion ; il est complètement présent dans le jeu, se sent détaché de la réalité à tel point que seul le jeu est alors important à ses yeux. Le jeu mobilise toutes ses ressources attentionnelles et ses émotions sont directement affectées par celui-ci. Pour que ce niveau d’immersion puisse se réaliser, le jeu doit être conçu de manière à ce que le joueur puisse se sentir en empathie avec les situations du jeu (par ex. dans le cadre des jeux de rôle) et que les éléments du jeu participent à la création d’une atmosphère spécifique. Ce dernier niveau d’immersion est rarement atteint.

Dans la perspective de Jennett et al. (2008), l’immersion, qui n’est pas définie selon différents niveaux, requiert de la concentration, un sentiment de défi et de contrôle sur le jeu, une implication émotionnelle et une dissociation du monde environnant. Elle n’implique pas forcément le sentiment de présence ; on peut se sentir immergé dans un jeu comme Tetris sans avoir le sentiment d’être dans un monde constitué de blocs qui tombent. L’immersion a un lien évident avec la notion de flow (cf. chapitre 3.4). On retrouve dans les deux définitions, la dissociation temporelle et la conscience de son environnement comme indicateurs d’un engagement élevé. Mais, selon Jennett et al. (2008), l’immersion n’est pas forcément une expérience psychologique optimale, telle qu’elle est définie dans la théorie du flow. Elle fait simplement référence à l’expérience d’engagement dans un jeu ; elle n’est pas nécessairement la raison pour laquelle les joueurs choisissent de s’engager dans un jeu. Elle peut être un prélude au flow. Cependant, certains jeux peuvent promouvoir des expériences d’immersion très fortes sans répondre à tous les critères du flow tels que définis par Csikszentmihalyi (1990). Par exemple, un joueur peut être défié au-delà de ses capacités dans un jeu de combat et perdre à la fin contre son assaillant, tout en ayant le sentiment d’avoir être dans un état de forte immersion et d’avoir vécu une expérience plaisante.

Sur le plan de la conception du jeu, des éléments spécifiques contribuent à l’immersion comme les éléments audio (bruitage, bandes sonores) et narratifs (introduction, scénario), ainsi que la présence d’un environnement fictionnel. L'élément narratif permet au joueur de se faire une idée précise des caractéristiques de ses personnages et de ce qui se passe dans l'histoire (Sweetser & Wyeth, 2005) et facilite le sentiment d’identification aux personnages principaux de l’histoire. Un environnement fictionnel, entendu non pas dans un sens narratif mais en tant qu’univers sécurisé, non réel, où les actions des joueurs n’ont pas de conséquence sur le monde réel et les erreurs sont permises, voire encouragées, peut s’avérer bénéfique, en lien avec le concept de psychological safety (Kahn, 1990 cité par May, Gilson, &t Harter, 2004), pour l’engagement et l’apprentissage.

Le lien entre émotions négatives et engagement n’est pas forcément de même nature dans un jeu et dans un contexte d’apprentissage. On pourrait supposer qu’un jeu très rapide et difficile, qui engendrerait de l’anxiété, soit un obstacle à l’immersion. Il semblerait que l’anxiété ressentie durant une activité ludique n’est pas incompatible avec l’immersion dans le jeu. A la différence du flow qui se caractérise uniquement par des émotions positives, l’immersion est associée à des émotions, qu’elles soient négatives ou positives (Jennett et al., 2008), et l’émergence de certaines émotions négatives ne va pas automatiquement entraîner le désengagement des joueurs. S’agissant des jeux sérieux, l’engagement émotionnel des apprenants-joueurs semble être favorisé par la manière dont est conçue l’articulation entre les éléments du jeu et le contenu pédagogique. Un jeu intrinsèquement intégré engendre plus d’émotions qu’un jeu où apprentissage et éléments ludiques sont dissociés (Habgood & Ainsworth, 2013). Les émotions engendrées durant les phases de jeu, si

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48 celles-ci coïncident avec les phases d’apprentissage, pourraient avoir un impact positif sur la rétention des connaissances, étant donné que les émotions éprouvées durant l’encodage peuvent favoriser la rétention différée (Parkin, Lewinsohn, & Folkard, 1982).

Dans les jeux sérieux, l’apprenant-joueur est pleinement immergé lorsqu’il est complètement engagé et concentré sur les objectifs d'apprentissage (Gunter et al., 2008) et les buts du jeu. Un apprenant-joueur engagé est actif, fournit un effort mental, fait preuve d’attention, de persistance, montre de l’intérêt, vit émotionnellement le jeu, s’investit psychologiquement et intellectuellement.

Il ne procède pas systématiquement par essai/erreur et régule ses actions en fonction des feedbacks fournis par le milieu du jeu. L'engagement généré par une immersion totale est à la fois cognitif, physique, psychologique et émotionnel, et conduit ainsi à l'émergence d'un processus cognitif élaboré propice à l’apprentissage.

Néanmoins, l’interaction, l’engagement et l’immersion ne suffisent pas en soi à assurer un apprentissage s’ils ne sont pas combinés avec d’autres principes comme l’utilisation et la réutilisation du contenu pédagogique dans d’autres situations qui favoriseront le transfert et l’intégration des connaissances. Ils peuvent même, dans certains cas, constituer un frein à l’apprentissage. Une trop forte immersion dans un jeu en mathématique a, par exemple, empêché le recul nécessaire à la prise de conscience des connaissances intégrées dans le jeu (Klawe, 1998).

L’immersion dans l’univers 3D de Quest Atlantis pour l’étude des sciences (Cher P. Lim, Nonis, &

Hedberg, 2006), n’a pas non plus été favorable à l’apprentissage des élèves qui se contentaient de naviguer dans l’espace 3D sans résoudre les quêtes et s’abstenaient de s'engager pleinement dans les tâches d'apprentissage. Selon les auteurs de l’étude, il est possible que lorsque les joueurs s’investissent trop dans la navigation et l’interaction avec des éléments relevant de l’hypermédia, les ressources mentales disponibles pour le contenu d’apprentissage deviennent alors insuffisantes comme l’avait montré une précédente étude de Lim et Chai (2004).

3.7. Questions ouvertes

Les jeux de divertissement sont considérés par définition comme étant intrinsèquement motivants.

Qu’en est-il des jeux sérieux ? Il manque des études qui montrent que les jeux sérieux augmentent effectivement la motivation et l’intérêt des apprenants. Par ailleurs, les mécanismes qui lient la motivation, l’engagement et l’apprentissage dans les jeux sérieux ne sont pas clairement établis.

Les recherches empiriques n'ont pas permis pour l'instant de mettre explicitement en évidence un lien entre le flow et une performance de l'apprenant plus élevée en termes d'apprentissage (Habgood

& Ainsworth, 2013; Wouters, Van Der Speck, & Van Oostendorp, 2009). Le lien entre le plaisir éprouvé durant l’activité et l’acquisition de nouvelles connaissances ou compétences n’est pas non plus automatique et il n’y a pas forcément un effet de l’un sur l’autre. La question de savoir si l’immersion dans un jeu ainsi que l’expérience du flow pourraient faire obstacle à la prise de recul nécessaire à l’émergence des compétences métacognitives essentielles à un apprentissage efficace se pose et n’est pas encore tranchée.

Les jeux sérieux combinent deux dimensions pour lesquelles les apprenants-joueurs ne témoignent pas forcément le même intérêt, ni n’accordent la même valeur, et pour lesquelles le sentiment de compétence n’est pas nécessairement au diapason. Les défenseurs des jeux sérieux postulent que

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49 l’engouement pour les jeux et la capacité d’engagement des jeux vont profiter à l’apprentissage.

Des élèves qui se sentent bons au jeu alors qu’ils se sentent plutôt faibles par ailleurs à l’école, pourraient persister et fournir plus d’efforts dans un jeu pédagogique par rapport à des tâches habituelles en classe. Qu’en est-il réellement ? Est-ce que l’apprentissage va toujours bénéficier d’un intérêt pour le jeu ? Inversement, on connaît mal l’effet d’un intérêt faible pour l’activité jeu ; est-ce qu’un intérêt modéré est nécessairement un frein à l’engagement lorsque le contenu d’apprentissage est apprécié et valorisé ? Nous savons, par ailleurs, qu’un comportement de type engagé dans le jeu n’implique pas obligatoirement un apprentissage de la part de l’apprenant-joueur si celui-ci ne suit pas le scénario prévu. L’apprenant-joueur peut avoir un comportement focalisé sur l’activité jeu qui est déconnecté du contenu pédagogique. Enfin, l’engagement n’est pas un état fixe, donné et permanent ; il fluctue au cours du jeu en fonction de différents facteurs, notamment de l’intérêt que l’élève ressent pour l’activité qui lui est proposée, des difficultés qu’il rencontre, de sa capacité à les surmonter et de son sentiment de compétence. Comment prévenir une baisse de l’engagement des joueurs-apprenants à travers la conception du jeu et le guidage dans l’apprentissage ? Peut-on identifier dans les manières de jouer des apprenants des comportements annonciateurs d’une diminution possible de leur engagement ?

L’étude des relations entre les différents facteurs et de leurs influences réciproques, notamment sur l’apprentissage des contenus intégrés dans le jeu, en est encore à ses débuts et les mécanismes en jeu encore peu explorés. La manière dont les différents facteurs motivationnels agissent et interagissent aux niveaux cognitif, comportemental et émotionnel, se renforcent ou se neutralisent, ont un impact sur la manière de jouer et sur le produit de l’apprentissage, constituent des pistes de recherche qui méritent d’être approfondies.

Dans le cadre de ce travail, nous nous intéressons à la conception d’un jeu pédagogique dont le contenu relève d’un domaine de connaissance spécifique, celui des mathématiques. Dans cette discipline, les représentations externes occupent une place centrale puisque les objets mathématiques ne sont accessibles qu’à travers leurs représentations. La mise en équation de problèmes algébriques mobilise deux types de représentations différentes (texte et équation) et implique donc la conception d’un environnement comportant des représentations multiples. Nous abordons dans le chapitre suivant ce champ de recherche et nous nous intéresserons aux difficultés auxquels sont confrontés les apprenants évoluant dans un environnement aux représentations multiples.

Cadre théorique - Représentations externes multiples (REMs) personne ; dans cette acception, la représentation se réfère « au fait de rendre sensible un objet ou phénomène absent au moyen d’une image, d’une figure, ou d’un signe » (de Vries, 2006, p. 10).

Dans la recherche portant sur l’apprentissage à l’aide de représentations externes, le mot

« représentation » désigne le résultat ou le produit de l’acte, qui peut prendre la forme d’une image, d’une figure, d’un graphique, d’un texte, etc. Il désigne donc la « chose qui représente ». (de Vries, 2012). Cependant, il n’y a pas de cadre théorique unifié sur les représentations externes ; différentes perspectives théoriques coexistent au croisement de plusieurs disciplines (sémiotique et sciences cognitives, notamment) et elles reposent sur des visions différentes de la représentation (de Vries, Demetriadis, & Ainsworth, 2009).

Dans le cadre de ce travail, nous privilégierons une perspective au sein de laquelle la représentation est définie en termes de monde représenté et représentant, et de la correspondance entre ces deux mondes, qui s’inspire de la définition de Palmer (1978) selon laquelle la représentation est quelque chose qui tient lieu d’autre chose (« A representation is something that stands for something else »).

L'efficacité d'une représentation est mesurée dans ce cas aussi bien par l'information fournie par la représentation (le monde représenté) que par la manière dont elle est représentée (monde représentant). Le qualificatif « externe » qui accompagne le plus souvent le terme « représentation » en technologie éducative spécifie qu’il s’agit de représentations situées à l’extérieur de la tête par opposition aux représentations dites internes. Les représentations externes sont produites sur des supports externes et sont de diverses ordres, statiques ou dynamiques ; elles s’appuient sur différentes modalités, textuelles, graphiques, picturales, et exploitent différents canaux sensoriels (auditif, visuel). A l’inverse, les représentations internes sont construites par l’utilisateur ou l’apprenant lors d’activités de lecture, d’écoute, d’observation, de manipulation, de visualisation des représentations et se présentent sous forme de représentations propositionnelles et imagées (Schnotz & Bannert, 2003). L’apprentissage, lorsqu’il s’appuie sur des représentations externes, se produit lors de la construction de représentations internes à travers la perception et le traitement cognitif de représentations externes.

Il existe une vaste littérature qui montre l’importance et l’intérêt des représentations dans l’apprentissage lorsque celles-ci sont utilisées de manière adéquate, que cela soit de manière combinée ou non. Des environnements d’apprentissage comme les simulations (de Jong & van Joolingen, 1998) ou les micromondes (Papert, 1980) qui comportent un certain nombre de similitudes avec les jeux sérieux ont prouvé également l’intérêt de recourir à des représentations interactives en vue d’un apprentissage.

En psychologie cognitive, l’apprentissage multimédia s’est surtout intéressé à l’efficacité des systèmes de représentation du point de vue de leur forme et de leur présentation. Les premières recherches se sont focalisées sur la combinaison de textes et d’images. Elles ont montré principalement que l’information textuelle est mieux mémorisée lorsqu’elle est illustrée par des

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51 images et que la manière de présenter les images à côté du texte pouvait améliorer la compréhension de celui-ci (Levin, Anglin, & Carney, 1987). Selon la classification de Levin (Levin et al. 1987 ; Carney & Levin, 2002), les images rempliraient cinq fonctions dans le processus de traitement d’un texte : 1) une fonction décorative (l’image est sans relation avec le contenu du texte) ; 2) une fonction représentationnelle (l’image reflète une partie ou tout le contenu du texte ; par ex. le portrait d’un des personnages du texte) ; 3) une fonction organisationnelle (l’image sert à donner une structure au contenu du texte ; par ex. le dessin de l’itinéraire d’un chemin de randonnée) ; 4) une fonction d’interprétation (l’image sert à faciliter la compréhension d’un texte complexe ; par ex. la représentation de la pression sanguine par un système de pompe) ; 5) une fonction transformationnelle (en recourant à un procédé mnémonique pour rappeler une information textuelle à travers une image).

Les deux théories les plus importantes en apprentissage multimédia sont la théorie cognitive de l’apprentissage multimédia (R. E. Mayer, 2014a) et la théorie de la charge cognitive (Sweller, Merrienboer, & Paas, 1998). Elles partagent des présupposés similaires au sujet du traitement cognitif des informations ; elles mettent l’accent sur le canal sensoriel (auditif et visuel), la modalité de la représentation (textuel, audiovisuel, pictural, etc.), et la nature de la mémoire de travail qui serait composée de deux sous-systèmes (sons et images) aux capacités limitées. Selon ces deux théories, l’avantage des environnements multimédia, qui combinent différents formats représentationnels (texte, images), serait d’alléger la charge cognitive de la mémoire de travail des apprenants qui s’engagent dans un traitement actif des informations (sélection, organisation et intégration), en sollicitant deux canaux sensoriels différents. Le résultat de ce traitement cognitif actif serait la construction d’une représentation mentale cohérente, appelée modèle mental.

Schnotz (2014) et Schnotz et Bannert (2003), pour leur part, font une distinction entre deux formats de représentation, les représentations descriptives et figuratives, qui ne se limitent pas au texte et à l’image. Les représentations descriptives correspondent au texte et aux expressions mathématiques ; elles sont constituées de symboles qui sont des signes sans similarité ou correspondance avec l’objet réel. Les représentations figuratives (photos, dessins, peintures, cartes, ligne graphique, etc.) sont des représentations de type iconique qui ont une correspondance analogique avec l’objet représenté.

A partir du texte et de l’image, les apprenants construisent au sein du système cognitif des représentations mentales multiples utilisant des modalités sensorielles variées. Au niveau du modèle mental que l’apprenant construit, il n’y a pas une représentation mentale intégrée comme dans le modèle de R. E. Mayer (2005, 2014a) mais des représentations mentales complémentaires qui communiquent les unes avec les autres.

Dans le cadre de ce travail, nous n’allons cependant pas nous focaliser sur la manière dont sont traitées cognitivement différentes formes de représentation. Nous nous pencherons sur d’autres facteurs qui influencent l’apprentissage dans un environnement comportant plusieurs représentations qui ne se limitent pas au texte et à l’image, et qui se caractérise par la nécessité pour l’apprenant de procéder à la conversion d’une représentation (mise en équation d’un problème textuel). Nous inspirant du cadre conceptuel DeFT (Design, Function, Task) défini par Ainsworth (2006), nous évoquerons brièvement les paramètres de conception à prendre en compte lors de l’élaboration d’un environnement articulant plusieurs représentations multiples ; nous nous intéresserons surtout aux bénéfices attendus des représentations externes du point de vue de

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52 l’apprentissage, notamment à travers les fonctions que celles-ci remplissent, mais aussi aux difficultés liées à leur utilisation et à la conversion d’une représentation dans une autre en nous référant, notamment, aux analyses et recherches de Duval (1993; 1995) sur les registres de représentation sémiotique. Nous verrons dans quelles situations il est important de saisir les liens entres les représentations, quelles sont les tâches et opérations cognitives requises lors de l’interaction d’un apprenant avec des représentations multiples et du passage d’une représentation à l’autre, et quels moyens envisager pour faciliter la conversion dans un nouveau registre. Nous nous pencherons notamment sur l’intérêt de recourir à une représentation concrète lorsqu’il s’agit d’appréhender une représentation abstraite difficilement directement abordable par les apprenants, en lien avec le principe de supplantation (M. Vogel et al., 2007) et une des fonctions des représentations multiples.