ARTheque - STEF - ENS Cachan | Un outil pour l'émergence des faits : l'actigramme

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N OUTIL POUR L

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EMERGENCE DES FAITS

:

L

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ACTIGRAMME

Yves Cartonnet

1. RECHERCHE EMPIRIQUE : UN MODELE « CLASSIQUE »

Où se situe une recherche empirique par rapport aux autres types de recherches ? Quel est le processus de travail d’une recherche empirique ? Sans prétendre à une exhaustivité épistémologique, voici deux questions que nous examinerons tout d’abord pour fixer le décor.

1.1. Où situer une recherche empirique ?

Que peut ou doit produire une recherche et comment ?

Il me semble que l’on peut distinguer les recherches par leurs productions. La recherche fondamentale répond à une aspiration proprement humaine et produit des connaissances pour l’humanité. La recherche appliquée, ou finalisée, répond aux besoins présents d’une société et produit des démonstrateurs de méthodes et d’outils, prouvant ainsi leur faisabilité, pour adapter les pratiques. Enfin, le travail de développement, qui n’est pas de la recherche mais qui la prolonge inévitablement, produit les méthodes et les outils opérationnels.

Les buts étant fixés, reste à définir comment on peut les atteindre. Trois méthodes sont envisageables. La méthode conceptuelle s’appuie sur la lecture, la « réflexion » et l’élaboration « intellectuelle » de concepts et de régularités. La méthode expérimentale consiste à fixer des

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descripteurs, les variables manipulées et à mesurer leurs évolutions les uns en fonctions des autres. Enfin, la méthode numérique consiste en des simulations de comportements par ordinateurs et logiciels.

On peut résumer le cadre d’analyse des travaux de recherche et de développement, et donc situer nos travaux, par le tableau suivant :

MÉTHODE BUT

conceptuelle expérimentale numérique produire des connaissances produire des démonstrateurs de méthodes et d’outils Le travail présenté se situe ici

produire des objets socialisés

1.2. Un « modèle » de travail de recherche

Pour construire un programme de recherche empirique, un modèle possible du processus de travail est le suivant. Partant de l’identification d’un enjeu social, le chercheur l’exprime en thème de recherche. Autour de ce thème, il va effectuer une revue de questions, établir une bibliographie exhaustive à partir des mots-clés du thème de recherche. Ces apports d’autres chercheurs lui permettront de situer un travail possible et de définir une problématique à partir des concepts et des résultats déjà élaborés. Délimitant ainsi un champ de recherche, il décide d’une méthode de recueil de données adaptée à la question. Il effectue le recueil de données, traite ces données et établit ainsi des résultats qu’il formalise et présente.

Mais là où ce modèle idéal est pris en défaut c’est au moment de la présentation. En effet, des discussions naissent toujours des résultats présentés. Et les interprétations du chercheur sont discutées. C’est alors le passage des données aux faits premiers qui est remis en cause, ou le passage des faits premiers au faits seconds comme le propose les responsables de ce séminaires.

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2. QUE CHERCHE-T-ON A METTRE EN EVIDENCE, VOIRE A MESURER ? UN EXEMPLE EN T.P. DE TECHNOLOGIE EN LICENCE

L’enjeu de la recherche que nous présentons maintenant est la gestion des séances de T.P. en Technologie. En effet, suivant un mouvement historique repéré par Y. LEGOUX (1972) dès 1962, depuis 1991 pour les filières Sciences et Techniques Industrielles menant aux baccalauréats technologiques et depuis 1995 pour les classes préparatoires aux grandes écoles, le mode d’enseignement avec, par les T.P. est considérable (plus de 50 % du temps).

Des questions pédagogiques se posent : comment l’enseignant peut-il et doit-il, selon un critère d’efficacité d’apprentissage de tous les élèves, gérer son temps auprès des différents groupes ? Quel est le nombre optimum d’élèves qui constituent les groupes ? Comment se pensent les changements de postes de T.P. pour les groupes d’élèves ?

Se posent également des questions didactiques : quels contenus sont spécifiques des T.P. ? Quels contenus sont spécifiques des T.P. de Technologie ? Quels sont les obstacles à l’acquisition de ces contenus par les T.P. ? Les acquis et les obstacles sont-ils homogènes dans un groupe d’élèves ?

Nous avons centré nos questions sur l’enseignement et l’apprentissage de l’utilisation des appareils de mesure. En effet, l’activité de l’élève devant être effective en T.P., il s’agit très souvent d’une activité de mesure. Par conséquent, la première chose à enseigner et à apprendre est de maîtriser le fonctionnement des appareils du T.P. En référence au modèle de processus décrit plus haut, nous avons l’enjeu, et l’objet de recherche. La bibliographie concernant l’apprentissage de l’utilisation des appareils est surtout issue du domaine de la psychologie du travail et de la psychologie cognitive (BISSERET & ENARD, 1969 ; RABARDEL, 1995 ; RICHARD, 1983 ; VERMERSCH, 1976). Le cadre qui permet de problématiser la maîtrise des appareils s’appuie donc finalement sur les concepts de schèmes d’utilisation : schème d’usage et schème d’action instrumenté et leurs processus d’élaboration instrumentalisation et instrumentation (RABARDEL, 1995). Cela nous a permis de choisir des descripteurs rendant compte de l’élaboration, ou non, de ces schèmes. 2.1. Première expérimentation

Nous allons donner ici un exemple de difficultés qu’il y a à passer des faits premiers aux faits seconds.

Le but de cette première expérimentation était d’évaluer l’effet de trois protocoles de démonstration différents relativement aux acquisitions de

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savoir-faire procéduraux expérimentaux. L’emploi des appareils de mesure était soit montré par l’enseignant, soit disponible sur polycopié, soit disponible sur ordinateur par un logiciel multimédia. Cette première approche était comportementaliste. En effet, le descripteur de maîtrise du fonctionnement était très global : « nombre de mesures effectuées ».

Variables manipulées Objet de recherche Descripteurs démo du prof ou

Assistance Multi Média Interactive ou

polycopié

T.P. :

activités des élèves et du prof

nombre de mesures valides effectuées

La population se composait de trois sous-groupes de 9, 10 et 18 binômes issus de DEUG ou de CPGE (Classes Préparatoires aux Grandes Ecoles). En ce qui concerne le protocole, l’enseignant expliquait le but du T.P. en 2 minutes dans les modalités polycopié et multimédia ou 10 minutes lorsque l’enseignant expliquait également le fonctionnement des appareils. Puis il s’éloignait 20 minutes, pour les groupes utilisant le polycopié, ou 50 minutes, pour les groupes utilisant l’Assistance MultiMédia Interactive (AMMI). Ces temps correspondaient à la limite spontanée de travail des étudiants, sans « temps perdu » pour eux, puisque l’expérimentation se déroulait dans un contexte institutionnel d’enseignement. Toute les séances ont été filmées en vidéo.

Les « faits premiers », parmi les données recueillies ont été les suivants :

PROTOCOLE Nb de mesures effectuées Protocole d’intervention de l’enseignant temps avant la 1ère mesure réalisée seul Démo. immédiate 19,3 10’ 37,8 Polycopié 8,5 2’- (20’) -10’ 54,7 AMMI 14,8 2’- (50’) - 10’ 58,4

Il semble que l’on puisse déduire de ces FAITS PREMIERS, deux FAITS SECONDS :

- le support multimédia améliore l’apprentissage des modes opératoires, - le problème de gestion de classe est résolu par l’AMMI.

Mais, il y a également ÉMERGENCE d’une question inattendue : pourquoi le polycopié est-il aussi mauvais ? Nous avions travaillé,

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comme déjà dit, de façon behavioriste sans travailler les variables, seulement en prenant les matériels pédagogiques disponibles comme des stimuli différents. Or les structures de présentation des informations étaient différentes : elles étaient procédurales sur le multimédia, et déclaratives sur le polycopié.

Les nombres de mesures effectuées sont donc bien des faits premiers, qui ne sont déjà plus neutres, et non pas des données objectives. On ne peut pas tout regarder et donc ce qu’on pourrait regarder, les données, se transforment en faits premiers, ce qu’on regarde. Nous allons préciser cela grâce à un deuxième exemple.

2.2. Deuxième expérimentation

Le but était cette fois d’évaluer les effets respectifs des variables « support et présentation du mode d’emploi ; cursus récent » sur l’apprentissage des modes opératoires.

Le plan d’expérience se présentait donc ainsi :

issus de DEUG issus de CPGE

AMMI procédurale 5 groupes 5 groupes

polycopié procédural 4 groupes 4 groupes

La population se composait de deux groupes de 9 binômes ou trinômes issus de DEUG ou de CPGE.

En ce qui concerne le protocole, l’enseignant passait deux minutes à expliquer le but du T.P. puis il s’éloignait 40 minutes.

En terme de nombre de mesures effectuées, valeurs du tableau suivant, les FAITS PREMIERS sont les suivants :

Origine population Protocole

DEUG CPGE moyenne

AMMI 26.5 37.6 32.6

Polycopié 26,2 60,2 45,1

moyenne 26,4 48,9 38,9

Il apparaît donc le FAIT SECOND : la présentation procédurale améliore l’apprentissage des modes opératoires. Mais là encore, des données n’ont pas été observées à priori, seuls des faits premiers ont été isolés des données et il y a EMERGENCE de questions, de la nécessité de regarder

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les données une nouvelle fois pour construire de nouveaux faits premiers :

- pourquoi les étudiants issus de DEUG et utilisant les multimédia effectuent 26.5 mesures et les étudiants issus de CPGE et utilisant les mêmes multimédia 37.6 ?

- en moyenne, les étudiants issus de DEUG et utilisant le polycopié ou le multimédia réalisent le même nombre de mesure mais quelle est la distribution ?

Pour avancer sur la première question, il a fallu recueillir d’autres données sur l’habitude d’utilisation de l’informatique des deux populations. Le tableau suivant donne les valeurs recueillies par questionnaire :

ÉTUDIANTS ISSUS DE DEUG ÉTUDIANTS ISSUS DE CPGE

41 sujets 36 sujets

ayant déjà fait un T.P. de frottement

4,9%

n’ayant pas fait de T.P. de frottement

95,1%

ayant déjà fait un T.P. de frottement

0%

n’ayant pas fait de T.P. de frottement 100% ayant un micro-ordinateur chez eux 65,85% n’ayant pas de micro-ordinateur chez eux 34,15% ayant un micro-ordinateur chez eux 44,4% n’ayant pas de micro-ordinateur chez eux 55,6% ont utilisé un micro-ordinateur pendant leurs études 87,8%

n’ont pas utilisé un micro-ordinateur pendant leurs études 13,2% ont utilisé un micro-ordinateur pendant leurs études 94,4%

n’ont pas utilisé un micro-ordinateur pendant leurs études 5,6% Type de logiciels : jeux : 22% math : 3% multimédia : 15% bureautique : 15% DAO/CAO : 9% programmation : 23% physique : 0% Type de logiciels : jeux : 13% math : 13% multimédia : 6% bureautique : 14% DAO/CAO : 20% programmation : 22% physique : 12% ont un e-mail 85,4% n’ont pas de e-mail 14,6% ont un e-mail 100% n’ont pas de e-mail 0%

ont utilisé internet

92,7%

n’ont pas utilisé internet

7,3%

ont utilisé internet

97,2%

n’ont pas utilisé internet

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En ce qui concerne la deuxième EMERGENCE, question sur la distribution, nous avons du rechercher dans les données pour isoler des faits premiers pouvant éclairer cette question émergente.

Pour isoler de nouveaux faits premiers des données recueillies par vidéo, il nous faut faire un détour par la méthode de transcription retenue.

3. COMMENT PASSER DU DYNAMIQUE AU STATIQUE ? L’ACTIGRAMME Nous nous trouvons donc avec un objet qui est une situation de classe et une question sur les difficultés de maîtrise d’un appareil de mesure. Pour étudier les situations de classe la méthode utilisée est en général l’enregistrement audio et sa transcription écrite pour des analyses. En T.P., à l’évidence, l’activité des élèves est aussi importante, que leur discours. L’activité est souvent seule présente car ils ne parlent pas. Nous avons donc choisi d’enregistrer en vidéo les séances de T.P. Mais alors quel est l’équivalent, pour la vidéo, de la transcription écrite, statique du discours dynamique ? Je propose l’actigramme comme équivalent (voir en annexes 1 & 2 deux exemples d’actigrammes). Il s’agit d’un graphe indiquant le temps en abscisse et les activités des étudiants et de l’enseignant en ordonnée. Lorsqu’une activité s’effectue, on trace un trait en face de son indication en ordonnée et la longueur du trait est proportionnelle à la durée de l’activité.

Après ce détour, pour revenir à la question du paragraphe précédent, cet outil nous a permis de voir les faits premiers suivants illustrés par l’histogramme et le tableau de la page précédente :

Nous voyons, par l’histogramme ci-dessous, que trois sous-populations apparaissent. Alors, l’actigramme nous permet de construire un nouveau fait premier. Il permet de voir les activités spécifiques des différentes populations. Et on constate que seuls les étudiants de la sous-population ayant le moins de mesure réalisées relisent les consignes générales du T.P. (voir tableau page suivante). Ils semblent ne pas comprendre le sens de leurs mesures.

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Support de mode d’emploi/origine

A-t-on une prise d’information sur le poly sujet après le début des

mesures réalisées seul ?

Nombre de mesures

réalisées

POLY/ DEUG

oui tous ensemble 17

POLY/ CPGE

AMMI/ DEUG

oui 1 étudiant sur 2 22

non 33 non 33 non 34 non 34 non 36 non 36 non 38 non 40 non 41 non 48

Ce qui importe ici ce n’est pas tellement les résultats en eux-mêmes. Il sont disponibles dans d’autres publications (Cartonnet et Durey, 1996). Mais plutôt l’utilisation de l’outil « actigramme » pour faire émerger des faits premiers nouveaux.

4. L’EMERGENCE DE FAITS GRACE AUX ACTIGRAMMES

En effet, c’est en observant les actigrammes, donc les activités comme données, et en cherchant les régularités de formes existantes entre eux que nous avons construit ce nouveau fait premier : tous les groupes faisant le moins de mesures, et seulement ceux-là, relisent les consignes générales de travail. Le fait second, l’hypothèse interprétative, que nous pouvons ensuite tenter est que cela s’explique par une incapacité à construire un sens technique, puis scientifique aux mesures, donc l’impossibilité de construire une planification d’une démarche scientifique, alors que le suivi d’une procédure leur est accessible.

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On peut résumer l’utilisation que nous faisons d’enregistrements vidéos de la façon suivante :

séances de T.P. 

DONNÉES

actigrammes : répartition horaire des activités des élèves et de l’enseignant

 

émergences de nouvelles questions



FAITS PREMIERS résultats extraits relativement aux questions et régularités de forme des

actigrammes



FAITS SECONDS

mise en relation des résultats pour répondre aux questions

L’intérêt des actigrammes est donc de permettre la visualisation statique de l’ensemble des données d’activités. Les éventuelles régularités de forme entre les actigrammes représentant les activités de différents groupes d’élèves peuvent alors, constituer des faits premiers qui s’isolent de l’ensemble des données enregistrées.

RÉFÉRENCES

BISSERET, A. ; ENARD, C. (1969). Le problème de la structuration de l’apprentissage d’un travail complexe, in Bulletin de Psychologie, n° 23, p. 632-648.

CARTONNET Y., DUREY A. (1996). Une assistance multimédia interactive pour les séances de travaux pratiques ? Évaluation. in Sciences et Techniques Educatives, vol. 3, n°4.

LEGOUX, Y. (1972). Du compagnon au technicien, Technique et vulgarisation.

RABARDEL, P. (1995). Les hommes et les technologies, Armand-Colin. RICHARD, J.-F. (1983). Rapport de recherche interne, INRIA.

VERMERSCH, P. (1976). Apprentissage du fonctionnement de l’oscilloscope, Travail humain, 39, n°2, 357-368.

VINAND, P.-E. (1997). Comparaison de deux protocoles d’enseignement en séances de travaux pratiques, Mémoire de D.E.A. de Didactique, LIREST.

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ANNEXE 1 :

actigramme d’une séance de T.P. selon le protocole « polycopié ». TP N°5

Réalisé le 15/2/95, dépouillé le 15/3/95 Etudiants : 2ENS + 1 Fac

Les étudiants lisent le cahier de

T.P.

Le professeur fait une

démonstration

Le

professeur

questionne

Le professeur explique Les

étudiants observent l'appareillage Les étudiants touchent l'appareillage Les étudiants questionnent le professeur Les étudiants discutent entre eux

Les étudiants écrivent

Les étudiants réalisent leur 1ère

mesure

Les étudiants réalisent leur

2ème mesure

3ème mesure

4ème mesure

5ème mesure

6ème mesure

7ème mesure

8ème mesure

9ème mesure

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ANNEXE 2 : actigramme d’une séance de T.P. selon le protocole « démonstration immédiate ».

TP N°12

Réalisé le 29/03/95, dépouillé le 12/11/95

Etudiants : 1ENS + 2 FAC Protocole : démo

Les étudiants lisent le cahier de T.P. Le professeur fait une démonstration Le professeur questionne _{Le professeur explique}

Les étudiants observent l'appareillage Les étudiants touchent l'appareillage Les étudiants questionnent le professeur _{Les étudiants discutent entre eux}

Les étudiants écrivent

Les étudiants réglent, simulent

Les étudiants réalisent leur 1ière mesure

2ème mesure 3ème mesure 4ème mesure 5ème mesure 6ème mesure 7ème mesure 8ème mesure 9ème mesure 10ème mesure 11 ième mesure 12 ième mesure 13 ième mesure 14 ième mesure 15 ième mesure

NOTE :Nous avons porté en ordonnée la liste des activités effectuées par les étudiants et le professeur, et en abscisse le temps. La longueur des segments est proportionnelle à la durée de l’activité. La longueur totale représente deux heures. Chaque intercolonne représente donc une durée d’une minute