La Théorie de la Charge Cognitive (CLT) est récemment devenue « La Prochaine Grande chose » dans l’enseignement. Dylan Wiliam a tweeté le 26 janvier 2017 qu’il était « arrivé à la conclusion que la Théorie de la charge cognitive de Sweller est la chose la plus importante à savoir pour les enseignants. »C’est une déclaration emphatique et il est important d’en considérer les implications. En tant qu’enseignants, notre temps est très exigeant, il est donc essentiel d’évaluer les preuves lors de l’examen d’une nouvelle stratégie.

La CLT, d’abord étudiée par Sweller (Sweller, 1998) vers la fin des années 1980, est basée sur l’idée que notre mémoire de travail – la partie de notre esprit qui traite ce que nous faisons actuellement – ne peut traiter qu’une quantité limitée d’informations à la fois. La description de la charge cognitive de Reif (Reif, 2010) est extrêmement utile: « La charge cognitive impliquée dans une tâche est l’effort cognitif (ou la quantité de traitement de l’information) nécessaire à une personne pour effectuer cette tâche.’Il existe un certain nombre d’excellentes ressources disponibles gratuitement en ligne pour expliquer la CLT (voir Paas et al. (Paas et coll., 2003) pour un aperçu utile), nous n’aborderons donc ici que les fondements de la théorie qui seront utiles pour le reste de l’article.

La théorie identifie trois formes différentes de charge cognitive :

• Charge cognitive intrinsèque: la difficulté inhérente au matériel lui-même, qui peut être influencée par une connaissance préalable du sujet
• Charge cognitive étrangère: la charge générée par la façon dont le matériel est présenté et qui ne facilite pas l’apprentissage
• Charge cognitive allemande: les éléments qui facilitent le traitement de l’information et contribuent au développement de « schémas ».

CLT suggère que si la charge cognitive dépasse notre capacité de traitement, nous aurons du mal à terminer l’activité avec succès. En résumant CLT, De Jong (De Jong, 2010) déclare que « la théorie de la charge cognitive affirme que l’apprentissage est entravé lorsque la capacité de mémoire de travail est dépassée dans une tâche d’apprentissage ».

La mémoire de travail doit être considérée comme à court terme et finie, tandis que la mémoire à long terme peut être considérée comme infinie. L’objectif devrait être de déplacer les connaissances vers la mémoire à long terme car lorsqu’un élève est exposé à du nouveau matériel, il peut puiser dans ces connaissances antérieures et la charge cognitive est réduite. Cependant, si les connaissances du sujet sont incomplètes, l’étudiant ne peut pas se rabattre sur la mémoire à long terme et la mémoire de travail devient surchargée, entraînant des défaillances de la mémoire de travail. Selon Gathercole et Alloway (Gathercole et Alloway, 2007), les indications de défaillance de la mémoire de travail incluent:

• rappel incomplet
• ne pas suivre les instructions
• erreurs de conservation de la place
• abandon de tâche.

Bien sûr, il existe de nombreuses autres raisons qui ne sont pas liées à la CLT; cependant, si les enseignants comprennent comment cette théorie s’applique à leur classe, ils peuvent planifier leurs leçons de manière à prendre en compte la charge cognitive.

Réduction de la charge cognitive

La charge cognitive intrinsèque peut être réduite en décomposant le contenu du sujet, en séquençant la livraison de sorte que les sous-tâches soient enseignées individuellement avant d’être expliquées ensemble dans son ensemble. L’idée est de ne pas accabler un étudiant trop tôt dans l’introduction d’un nouveau travail.

La charge cognitive étrangère peut être réduite par la manière dont les instructions sont présentées. Nous donnons un sens à de nouveaux matériaux en référençant des schémas ou des modèles mentaux de connaissances préexistantes. Le manque de clarté des instructions charge trop la mémoire de travail, et donc trop de temps est consacré à la résolution de problèmes des instructions par opposition à la formation de nouveaux schémas. Par exemple, les leçons qui utilisent PowerPoint avec une écriture excessive et l’enseignant parlant en même temps peuvent générer par inadvertance une charge cognitive excessive et entraîner des défaillances de la mémoire de travail. Chandler et Sweller (Chandler et Sweller, 1991) écrivent que « La théorie de la charge cognitive suggère qu’un matériel pédagogique efficace facilite l’apprentissage en orientant les ressources cognitives vers des activités pertinentes à l’apprentissage.’

Introduction d’idées dans un sujet

Van Merriënboer et al. (Van Merriënboer et coll., 2003) recommandent d’utiliser le séquençage simple à complexe pour essayer de réduire la charge cognitive. Ils conseillent de commencer par des exemples élaborés (où une solution complète est présentée, que les étudiants doivent ensuite appliquer à une nouvelle question), puis de passer aux devoirs d’achèvement (où une solution partielle est donnée et ils doivent la compléter eux-mêmes), puis de passer aux tâches conventionnelles, où on leur donne simplement la question. Cela agit comme une forme d’échafaudage, qui aide les élèves à apprendre de manière autonome, sans nécessairement avoir besoin de l’aide de leur professeur pour chaque étape.

Renkl et Atkinson (Renkl et Atkinson, 2003) ont étudié plus en détail cette forme d’échafaudage décolorée. Ils ont suggéré que le passage séquentiel des activités pourrait réduire la charge intrinsèque, car les apprenants auront déjà maîtrisé certaines des connaissances dont ils ont besoin pour trouver une solution à un stade précoce des compétences. Par conséquent, leur recherche recommande de commencer par un modèle (un exemple complet), de supprimer progressivement les étapes terminées, que l’apprenant devra compléter de manière indépendante, et enfin de ne laisser que le problème à résoudre.

Ces principes peuvent être facilement appliqués en classe en commençant par une réponse modèle, puis en fournissant un cadre / structure d’écriture avec beaucoup d’informations, suivi d’un cadre / structure d’écriture avec moins d’informations, puis enfin une question que les apprenants doivent compléter indépendamment sans cadre d’écriture. Il convient cependant d’être conscient de « l’effet d’inversion de l’expertise » suggéré par Kalyuga et al. (Kalyuga et coll., 2003), si vous continuez à fournir des exemples élaborés aux experts, leur utilité est considérablement réduite. Les théoriciens de la charge cognitive suggèrent que c’est parce que les exemples élaborés contiennent des informations qu’un expert pourrait élaborer lui-même, ce qui en fait une charge cognitive redondante et donc étrangère plutôt qu’une charge cognitive utile.

Présentation d’informations pour minimiser la charge cognitive

Chandler et Sweller (Chandler et Sweller, 1992) ont trouvé des preuves de l’effet de l’attention partagée. Cela se produit lorsque différentes sources d’informations discutant du même sujet sont séparées par le temps ou l’espace, comme un diagramme avec une clé qui correspond à un texte séparé à côté. Lorsque l’information est présentée de cette manière, il est laissé à l’apprenant de tenter de l’amalgamer, ce qui génère une charge cognitive étrangère. Par conséquent, il est recommandé que si l’une des sources n’ajoute rien de nouveau, elle soit éliminée. Cependant, s’il est essentiel d’inclure les deux sources, elles devraient idéalement être physiquement intégrées (par exemple, textes et diagrammes combinés). De cette façon, la charge cognitive étrangère est réduite et la capacité de mémoire de travail peut être utilisée à la place pour la charge cognitive intrinsèque et germaine.

Un mot d’avertissement

Il y a, bien sûr, des problèmes avec CLT. Reif (Reif, 2010) écrit que si la charge cognitive est trop réduite, « l’ensemble du processus d’apprentissage consisterait en trop de petites étapes – et deviendrait ainsi indûment fragmenté et long ». Il y a aussi des problèmes liés au fait que l’hypothèse est infalsifiable. Doug Holton (Holton, 2009) souligne qu’il est difficile de mesurer la charge cognitive, et donc difficile de générer des preuves pour prouver la théorie.

Une question importante, cependant, est de savoir si elle est utile en classe. Ashman (Ashman, 2017) a expliqué qu’une compréhension du CLT a changé son enseignement des mathématiques, et offre les quatre exemples suivants:

1. Je ne lis pas mes diapositives – évitez la présentation orale et textuelle simultanée
2. Décomposez–le, plus loin – faites une pause pour la pratique entre les types de problèmes individuels (cela mène directement au numéro 3)
3. Exemple – paires de problèmes – donnez un exemple travaillé à côté une question presque identique
4. Arrêtez au bout de cinq minutes – conseillez aux élèves de ne jamais passer plus de cinq minutes à essayer de résoudre un problème de devoirs

Ainsi, la CLT est-elle la chose la plus importante pour un élève professeur à savoir? Peut–être pas – c’est une affirmation audacieuse. Mais, s’il est utilisé correctement, il peut améliorer l’enseignement des enseignants, qui est une variable importante dans l’environnement complexe de la classe.

POINTS À RETENIR

• Décomposez le contenu du sujet lors de l’introduction de nouveaux sujets et faites une pause régulièrement pour vérifier la compréhension.
• Présentez clairement les instructions sans utiliser trop de sources d’information en même temps.
• Méfiez–vous de trop réduire la charge cognitive – le processus d’apprentissage doit être gérable, mais pas trop fragmenté.

Dominic Shibli est Maître de conférences à l’École d’éducation de l’Université du Hertfordshire. Auparavant, il était chef de la science et de l’ELS pour la North Herts Teaching Alliance.

Rachel West est titulaire d’un baccalauréat en psychologie et enseigne la psychologie depuis trois ans. Elle s’intéresse à la sensibilisation aux façons dont la théorie psychologique peut être appliquée à la pratique de l’enseignement.