Hiérarchie d'apprentissage (Gagné)

Appellation en anglais

Learning Hierarchy

Résumé introductif

La hiérarchie d'apprentissage est un modèle de conception pédagogique conçu et remanié par Gagné, ayant pour but de désigner les relations ordonnées entre un ensemble de différentes capacités intellectuelles dont les quatre composantes sont, en partant de la base vers le haut : discriminations, concepts, principes-règles-procédures, résolution de problèmes.

Les principes généraux de la théorie de Gagné :

• Chaque habileté peut être placée dans une échelle hiérarchique, dans laquelle toute sous-habileté est supposée contribuer à l’apprentissage de l’habileté dont elle dépend.
• Ces hiérarchies d’apprentissage donnent seulement des descriptions d’habiletés cognitives, et non des stratégies cognitives, informations, facteurs motivationnels qui, eux, peuvent bénéficier à toutes les habiletés de la hiérarchie.
• Chaque niveau de la hiérarchie décrit des habiletés pré-requises pouvant être rappelées pendant l’apprentissage.
• Cette hiérarchie n’est donc pas la description complète d’une séquence d’enseignement, mais elle permet d’indiquer à l’enseignant ce qui doit être considéré.

Le modèle pyramidal de la hiérarchie d'apprentissage s’appuie sur deux principes :

• 1) Il est possible d’analyser une habileté cognitive complexe (de résolution de problèmes) de façon à déterminer ses composantes, puis les relations entre ces composantes.
• 2) Il est possible de déterminer l'ordre optimal de l'apprentissage d'une habileté cognitive complexe de façon à déterminer les relations entre ses composantes qui sont hiérarchiques. L’apprentissage des habiletés cognitives complexes est favorisé et devient significatif par la progression systématique des composantes du niveau inférieur (subordonnées) vers la composante du niveau supérieur (la résolution de problèmes).

Selon ces deux hypothèses de la hiérarchie d'apprentissage, les changements dans le comportement observé résultent ainsi des effets cumulatifs de l’apprentissage.

Stratégies apparentées

Taxonomie de Bloom

Taxonomie de Bloom révisée (Anderson et al.)

Type de stratégie

Cette stratégie est du type modèle, car elle vise en premier lieu le découpage et l’ordonnancement du contenu d’enseignement.

Type de connaissances

Le modèle vise ultimement l'apprentissage des compétences, c'est-à-dire des "habiletés cognitives complexes".

Description

Dans ces premiers travaux, Robert M. Gagné (1962, 1968) a utilisé le terme « hiérarchie d'apprentissage » pour désigner les relations ordonnées entre un ensemble de différentes « capacités intellectuelles ». Puis, les « capacités » (angl. abilities) sont aussi appelées « résultats de l’apprentissage » (angl. learning outcomes). Gagné les a initialement décrits de façon semblable à celle de la taxonomie de Bloom, en tant que « objectifs » (angl.learning objectives, learning goals) qui sont visés au terme d’une séquence d’enseignement-apprentissage.

Richey, Klein et Tracey (2011) soulignent que les travaux de Gagné ont été inspirés par les premiers travaux de B.S. Bloom. Cependant, en utilisant les recherches sur l'apprentissage réalisées en psychologie cognitive, Gagné a progressivement reformulé son modèle, pour mieux prendre en compte les mécanismes et les processus impliqués dans l’apprentissage réussi des différentes "capacités". Dans ce but, il a progressivement précisé les "capacités" en tant que « catégories » des connaissances, appelées aussi « domaines d’apprentissage » (angl. learning domains ») selon les processus cognitifs et perceptifs impliqués, de façon à prendre en compte, pour chaque catégorie « l’ensemble des conditions critiques nécessaires pour un apprentissage efficient » (Gagné, 1972/2000, p. 103, cit. par Richey et al, 2011, p. 107). Dans ce sens, ses travaux, comme l’approche de conditions-based learning dans son ensemble, s’appuient sur l’idée qu’il n’existe pas un seul mécanisme universel de l’apprentissage, mais divers processus et mécanismes, plus ou moins adaptés pour apprendre certaines catégories des connaissances.

Les principes généraux de la théorie de Gagné (1973)

• Chaque habileté peut être placée dans une échelle hiérarchique, dans laquelle toute sous-habileté est supposée contribuer à l’apprentissage de l’habileté dont elle dépend.
• Ces hiérarchies d’apprentissage donnent seulement des descriptions d’habiletés cognitives, et non des stratégies cognitives, informations, facteurs motivationnels qui, eux, peuvent bénéficier à toutes les habiletés de la hiérarchie.
• Chaque niveau de la hiérarchie décrit des habiletés pré-requises pouvant être rappelées pendant l’apprentissage.
• Cette hiérarchie n’est donc pas la description complète d’une séquence d’enseignement, mais elle permet d’indiquer à l’enseignant ce qui doit être considéré comme pré-requis par l’élève avant d’entamer l’apprentissage donné. Ensuite, il peut organiser l’enseignement à partir des Neuf événements de Gagné (instructional events).

L’orientation cognitive du modèle de Gagné se reflète aussi dans l’importance qu’il accorde aux « capacités intellectuelles » supérieures, impliquées dans la résolution de problèmes (angl. problem solving). Dans les versions successives de son modèle, ces « capacités » sont appelées soit « résolution de problème » soit « habiletés intellectuelles » ou encore « connaissances procédurales ». En effet, l’objectif « ultime » de l’enseignement et de la formation, est, selon Gagné, de rendre l’apprenant capable de « résoudre les problèmes ». C’est pourquoi, il s’intéresse en premier lieu à ce qui rend possible l’apprentissage des "habiletés intellectuelles de résolution de problèmes", ou de ce que les chercheurs nord-américains contemporains appellent « habiletés cognitives complexes » (angl. complex cognitive skills) et les chercheurs francophones, « compétences ». L’habileté de résolution de problèmes constitue l'objectif final qui devrait, selon Gagné, caractériser toutes les interventions pédagogiques visant l’apprentissage significatif.

Selon Dessus, «les travaux de Gagné ont permis le passage du champ de recherche de l’instructional design (ID) du paradigme béhavioriste au paradigme cognitiviste» (2006, p.144). Gagné a en effet été l’un des premiers à s’intéresser, non plus au «comment» on apprend, mais à «ce qui fait qu’on apprend» (Fields, 2000). Avec ce modèle linéaire, l’essentiel des caractéristiques à considérer pour la conception d’un enseignement est atteint, et beaucoup de modèles qui vont suivre ne vont en être que des variations.

Les conditions de l’apprentissage de Gagné

Tout d’abord, les processus d’apprentissage, de complexité croissante, ont été révisés au cours des différentes éditions de The Conditions of Learning. C'est dans la deuxième édition de cet ouvrage de référence (Gagné, 1970), et surtout dans le manuel (Gagné & Briggs, 1974), que la préoccupation de travailler à la conception de l’enseignement, au niveau de la séquence et de la leçon, y est claire. (Dessus, 2006, p.143).

Le modèle de la hiérarchie d'apprentissage s’appuie sur deux principes ou hypothèses :

Hypothèse 1 - Il est possible d’analyser une « habileté cognitive complexe » (habileté de résolution de problèmes) de façon à déterminer :

• ses composantes ;
• les relations entre ces composantes.

Hypothèse 2 - Il est possible de déterminer l'ordre optimal de l'apprentissage d'une habileté cognitive complexe de façon à déterminer :

• les relations entre les composantes de l’habileté cognitive complexe sont hiérarchiques : certaines composantes sont subordonnées, d’autres super-ordonnées ;
• l’apprentissage des habiletés cognitives complexes est favorisé par la progression systématique des composantes du niveau inférieur (subordonnées) vers les composantes du niveau supérieur (avec le niveau « ultime » formé par la résolution de problèmes ).

Ensemble, ces deux hypothèses conduisent à affirmer qu'il existe une « hiérarchie de l'apprentissage », que l'on peut représenter sous la forme d'une pyramide, représentée dans la figure ci-dessous :

Modèle de la hiérarchie d’apprentissage.

Sur le plan théorique, ces deux hypothèses s’appuient sur la conviction selon laquelle « les changements dans le comportement observé résultent des effets cumulatifs de l’apprentissage» (Gagné, 1968/2000a, p. 40, cit. par Richey et al, 2011, p. 109). Cette conviction est aussi celle de nombreux autres théoriciens de l’approche cognitive (Ausubel, Bruner, Piaget, Vygotski…) (Driscoll et Burner, 2005). Elle reflète les recherches empiriques qui ont démontré l’importance des connaissances antérieures dans l’apprentissage.

Cependant, Gagné y ajoute l'idée selon laquelle il est possible de déterminer les apprentissages qui sont plus "simples" et les apprentissages qui sont plus "complexes" et dont la réussite requiert la maîtrise préalable des composantes plus simples.

Dans ces travaux, Gagné a reformulé, à plusieurs reprises, les composantes de la hiérarchie d'apprentissage (pour un tableau résumant les versions successives proposées, voir Richey, 2011, p. 107, tableau 7.1). Dans la version du modèle de la hiérarchie d'apprentissage décrite par Gagné (Briggs et Wager, 1992), ces composantes sont les suivantes :

1. Discriminations
2. Concepts
3. Principes- règles-procédures
4. Résolution de problèmes

Le tableau suivant présente ces composantes, en s'inspirant des explications proposées par Smith et Ragan (2005, p. 79-81).

Composante	C'est une "capacité"qui consiste à :	Exemples
Discrimination	Distinguer perceptivement (visuellement, auditivement, etc.) les propriétés des phénomènes, ce qui est semblable et ce qui est différent	Distinguer les objets selon leurs formes, distinguer les sons selon leur hauteur, distinguer les objets selon leur taille, etc.
Concepts	Classer les phénomènes dans les catégories. Ces catégories sont symboliques, c’est-à-dire communiquées au moyen du langage.	Regrouper les phénomènes selon leurs caractéristiques concrètes ou abstraites dans une catégorie correspondante, par ex. « champignon vénéneux », « gaz », « démocratie », « dilatation »« cri de détresse », etc.
Principes ou règles relationnelles /procédures	Relier des concepts conformément aux critères logiques telles que : forme conditionnelle « si…alors », relation causale (cause-effet), relation temporelle (faire d’abord A puis B puis C), relation d’inclusion de classes (spécialisation-généralisation), relations partie-tout, etc.	« Si le gaz est chauffé alors il se dilate » « Si le champignon est blanc, il est probable qu’il soit vénéneux » ; « si telles caractéristiques alors c’est une démocratie » ; « il existe plusieurs types de démocraties, en fonction de… »
Résolution de problèmes	Sélectionner, combiner et appliquer différents principes, règles et procédures pour résoudre un problème	Proposer un plan de traitement pour un patient atteint de la maladie X ; Diagnostiquer les causes de l’empoisonnement ; Calculer le volume du gaz X chauffé à la température Y ; etc.

Cette taxonomie repose sur la hiérarchie de 8 types d'apprentissage différents (Gagné, 1970):

1. L'apprentissage par signal, c'est-à-dire réagir à un signal.

2. L'apprentissage stimulus-réponse, c'est-à-dire être en mesure d'apprendre des réactions précises selon différents stimuli.

3. Le chaînage, c'est-à-dire apprendre à suivre une procédure, en enchaînant par exemple plusieurs apprentissages stimulus-réponse.

4. L'association verbale, c'est-à-dire apprendre à utiliser la bonne terminologie dans les chaînes verbales.

5. L'apprentissage de la discrimination, c'est-à-dire réussir à distinguer les stimuli semblables et leurs nuances.

6. L'apprentissage de concepts, c'est-à-dire comprendre les regroupements et les liens afin d'élaborer une réponse singulière dans un contexte de stimuli "liés".

7. L'apprentissage de principes, c'est-à-dire apprendre à appliquer des règles selon un contexte.

8. La résolution de problèmes

Selon Saint-Yves (1982, p. 40), Gagné propose qu'«il faut d'abord gravir un à un les échelons du bas avant d'être en mesure d'atteindre progressivement ceux du haut, c'est-à-dire passer d'un degré inférieur à un degré supérieur ou du plus simple au plus complexe. L'apprenant cumule des habiletés qui s'offrent en éléments préalables à l'acquisition d'autres habiletés qui se situent évidemment à un niveau supérieur ».

Pour favoriser l'apprentissage, il s'agit de procéder du « simple au complexe » c'est-à-dire favoriser d’abord l’apprentissage des habiletés de niveau inférieur afin de construire les fondations solides pour l’apprentissage des habiletés du niveau supérieur.

Dans cette perspective, le modèle de la hiérarchie d’apprentissage propose de structurer la progression dans le temps des apprentissages selon la séquence suivante :

Dans la pratique du concepteur pédagogique, enseignant ou formateur, déterminer cette hiérarchie équivaut à réaliser une « planification ordonnée » du contenu d’enseignement, dont la réalisation, selon l’ordre hiérarchique prédéterminé, devrait favoriser l’apprentissage. Le concepteur ou l'enseignant doit analyser l'habileté intellectuelle complexe visée dans la formation, pour identifier ses composantes et leurs relations mutuelles qui formeront les prérequis de l'apprentissage à chaque niveau hiérarchique.

Conditions favorisant l’apprentissage

Identifier, expliquer et justifier les conditions d’apprentissage que la stratégie vise à favoriser. Décrire quelle est la preuve empirique de l’efficacité de la stratégie.

Niveau d’expertise des apprenants

Le modèle vise explicitement les apprenants novices dans un domaine.

Type de guidage

Décrire quel est le type de guidage et de support offert par la stratégie. Faire les liens avec le niveau d’expertise des apprenants en décrivant comment et pourquoi le type offert est censé favoriser l’apprentissage de ces apprenants.

Type de regroupement des apprenants

Décrire le type de regroupement préconisé par la stratégie et comment on peut le réaliser. Donner des exemples.

Milieu d’intervention

Décrire dans quel milieu éducatif la stratégie a été utilisée. Donner des exemples.

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