Exercices

Résumé introductif Les exercices sont conçus en fonction du contenu et de l'objectif de la formation. Le concepteur considère les connaissances qui seront transmises, leur intégration dans l'énoncé, leur représentation par des variables, des actions ou des images. Les exercices peuvent se présenter sous forme de texte, graphique ou mixte. Ainsi, les cahiers d'exercices, les manuels ou autres documents peuvent être offerts en format papier ou numérique. L'exercice peut être implanté à l'intérieur d'un devoir, d'un test et d’autres stratégies. Quant à la gestion de cette microstratégie, le concepteur augmente le degré de difficulté des exercices avec l’évolution de la démarche d’apprentissage. Ainsi, les exercices courts et répétitifs au début de la formation permettent surtout la compréhension et entament la consolidation. Ensuite, les exercices d’une difficulté moyenne, qui incluent plusieurs concepts, renforcent la rétention et consolident ces connaissances dans la mémoire à long terme. Finalement, les exercices complexes permettent le transfert des connaissances dans différents contextes d’utilisation.

Exercises Stratégies apparentées Résolution de problèmes, auto-évaluation, devoirs, évaluation diagnostique, formative,exposé, exemples, quiz Types de stratégies microstratégie Types de connaissances factuelles, conceptuelles procédurales, métacognitives Appellation en anglais Exercises

Description

Définition

Selon le dictionnaire Larousse 2015, l’exercice est «une activité spécialement structurée, adaptée, qui permet de développer les capacités de quelqu'un dans un domaine.» Il est défini aussi comme un «problème, devoir, ensemble de questions dans lesquels on a à appliquer ce qui a été appris précédemment dans un cours.»

L'exercice fait partie d’un concept plus large, celui de la tâche. Cette dernière se définit comme un comportement structuré d’apprentissage qui a un objectif particulier, un contenu approprié, une procédure spécifique de travail et des résultats tangibles par les apprenants. La tâche se réfère à plusieurs plans de travail, qui ont tous comme but de faciliter l’apprentissage. Par conséquent, elle prend plusieurs formes : des exercices courts et simples ou des activités complexes et longues telles que la résolution de problèmes, la simulation ou la prise de décision (Nunan, 2004, p.1).

Mise en oeuvre

L'exercice peut être conçu par des concepteurs pédagogiques, des experts de contenu, des formateurs ou les apprenants eux-mêmes. Cependant, lors de la conception des formations ou du matériel pédagogique, l'avis du concepteur pédagogique demeure important. Les exercices aident l'acquisition des connaissances déclaratives, procédurales et contextuelles. Smith et Ragan (2005, p.136) traitent du rôle de cette microstratégie sur le type de connaissances à acquérir. Ainsi, les exercices peuvent viser l'apprentissage de faits et de concepts. Autrement dit, les connaissances déclaratives (Paquette, 2002) permettent aux apprenants d'identifier et de reconnaitre différentes notions, de résumer des textes et d'apporter des exemples. Les connaissances procédurales et contextuelles sont aussi visées quand les apprenants sont amenés à démontrer leur habileté ou à réactiver une procédure qui contrôle cette habileté. Par exemple, dans un cours de mathématiques, les exercices du calcul de l'aire d'un cercle contribuent à acquérir des connaissances déclaratives (cercle, rayon, nombre pi, aire), tandis que les exercices complexes tels que déterminer le temps de remplissage d'un contenant de forme cylindrique en fonction du débit de l'eau correspondent à l'acquisition des connaissances contextuelles (l'apprenant décide quel concept utiliser) et procédurales (l'apprenant applique bien la formule du calcul de l'aire de la base circulaire du cylindre afin de la multiplier par la hauteur pour calculer le volume du solide).

Un exercice, en tant que microstratégie, est conçu d'abord en fonction du contenu et de l'objectif de la formation et, ce, en respectant la macrostratégie. Le concepteur considère les connaissances qui seront transmises, leur intégration dans l'énoncé, leur représentation par des variables, des actions ou des images. L’exercice peut avoir un modèle médiatique du type texte, graphique ou mixte. Ainsi, les cahiers d'exercices, les manuels ou autres documents peuvent être offerts en format papier ou numérique. L'exercice est implanté à l'intérieur d’un cours, d'un devoir ou d'un test. Ils peuvent être diffusés en classe, imprimés, enregistrés sur des CD, DVD, clés USB, téléchargés ou visionnés sur ordinateurs ou tablettes, consultés en ligne sur des sites Web ou sur des environnements d'apprentissage informatisés. La réalisation de l'exercice varie aussi en fonction de l’ampleur du travail exigé (exercice simple ou complexe) et du type d’apprenant (avec ou sans difficultés d’apprentissage). Par exemple, si l’on veut faire acquérir les connaissances déclaratives sur les paramètres de la fonction partie entière, on peut demander aux apprenants de déterminer la règle d’une telle fonction. Pour ce faire, on leur propose un graphique (représentation visuelle), qui est une façon optimale de représenter cette fonction. Ainsi, les apprenants pourront repérer les paramètres en regardant l’esquisse et en traitant l’information qu’il transmet (la distance entre les marches, la largeur de la marche, les coordonnées d’un point plein du graphique, la variation, etc.).

Miller (2008) traite d'un programme intensif d'exercices développé par Barbara Arrowsmith Young. Le programme identifie et renforce les capacités cognitives faibles chez des élèves ayant des problèmes sérieux d'apprentissage. Il se base sur la théorie de neuroplasticité, selon laquelle, le cerveau est pliable et non fixé. Cet organe peut changer physiquement en fonction du stimulus et développer de nouvelles connexions synaptiques et neuronales. Par conséquent, la fonctionnalité du cerveau de ces enfants peut être renforcée. Le programme essaie de remédier particulièrement aux problèmes de lecture, d'écriture, de mathématique, de mémoire et de compréhension. Ces activités complexes cognitives nécessitent l’interaction de plusieurs zones cognitives du cerveau. La faiblesse d’une de ces zones affecte la qualité de l’interaction et, par conséquent, l’apprentissage.

Les exercices peuvent être utilisés avant l’exposé du contenu afin d’activer les connaissances antérieures, une étape qui est appelée pre-learning par l'Université de Michigan sur son site Web (http://www.crlt.umich.edu/node/59172) ou aux fins d’évaluation diagnostique. Ils sont aussi utilisés après l’étude des notions afin de consolider les connaissances et de permettre l’évaluation formative, ou à la fin du cours ou de la formation dans un quiz, un test et une évaluation sommative telle que dans les épreuves uniques du ministère de l'Éducation, de l'Enseignement supérieur et de la Recherche expliquées sur son site (http://www.education.gouv.qc.ca/fileadmin/site_web/documents/dpse/evaluation/DI_Math_4e_sec_2015-2016.pdf).

Conditions favorisant l’apprentissage

Selon un article sur le lien entre la mémoire et l’apprentissage, consulté sur le site Le cerveau à tous les niveaux ! (http://lecerveau.mcgill.ca/flash/a/a_07/a_07_p/a_07_p_tra/a_07_p_tra.html), la mémoire est considéré comme un processus continuel de recatégorisation de l’information découlant d'un changement continu des voies neuronales. Ce changement est la conséquence de la modification permanente du comportement, autrement dit de l’apprentissage. La mémoire est donc la trace de l’apprentissage. L’information passe par la mémoire sensorielle, se transfère à la mémoire à court terme (de travail) et ensuite s’intègre sous forme de connaissance (Legault, 1992) à la mémoire à long terme pour un stockage plus durable et une éventuelle utilisation.

Résoudre des exercices durant les différentes étapes de la démarche d’apprentissage active le réseau des neurones et permet à l’apprenant de chercher et d'associer une information semblable à celle qu’il vient de rencontrer. Souvent, il est difficile de comprendre une nouvelle information pour plusieurs raisons : la mémoire n’a aucune information antérieure à associer à la nouvelle, l'association est superficielle et non structurelle (Presseau, Freney, 2004) ou les réseaux neuronaux ne fonctionnent pas correctement. Cette situation cause un déséquilibre cognitif nécessitant un apprentissage pour atteindre à nouveau l'équilibre (Sauvé, 2001). Les exercices répétitifs et de plus en plus complexes peuvent aider à encoder (donner du sens à l’information), à stocker (retenir) ou à restituer ultérieurement (transférer) l’information qu'ils contiennent.

Le programme d’Arrowsmith Young présente un exemple de l’influence des exercices sur l’apprentissage (l’encodage, le stockage et la restitution de l’information). Afin de stimuler le réseau de neurones ou la création des nouvelles connexions neuronales dans les zones cognitives faibles du cerveau des apprenants, on propose à ces derniers des exercices intensifs, répétés, de plus en plus complexes et mis de plus en plus dans des contextes différents (Miller, 2008). Selon l’article Cognitive Brain Training Exercises (paru sur le site http://www.learningrx.com/cognitive-brain-training-exercises-faq.htm), ce type s’exercices renforce le processus cognitif, l’attention, la mémoire, le raisonnement et la logique. En effet, les exercices de mathématiques d’Arrowsmith, avec des horloges analogiques ou la gymnastique cérébrale (Schneider et Stern, 2010), développent les habiletés de calcul et de raisonnement, ceux de lecture à voix haute et d’écoute stimulent la capacité de connections son-symbole et la mémoire phonémique, les exercices en écriture et en dessin renforcent les habiletés d’écriture et de prise de notes et, finalement, les exercices d’interprétation d’une image aident à mieux mémoriser l’information, à formuler et à résoudre les problèmes (Miller, 2008). Un processus cognitif similaire se produit aussi chez les élèves experts. Vianin (2009, p.295) traite du processus de la résolution des exercices complexes ou des problèmes par ce type d'élèves. Selon lui, durant la phase de compréhension, «…l’expertise permettra, grâce à une pratique répétée d’automatiser certaines procédures et donc de libérer de l’espace mental pour traiter les données du problème». Cette automatisation de connaissances, lors de la résolution des exercices ou des tâches complexes, permet une meilleure capacité de la mémoire de travail (à court terme), ce qui favorise le transfert de l’information (Tardif, 1999). C’est donc la capacité de transfert qui permet le traitement ultérieur de l'information, qui sera stockée et transformée en connaissance dans la mémoire à long terme (Perrenoud, 1997).

Selon Smith et Ragan (2005) et Vianin (2009), il y a du transfert proche (near transfer) au cours d’un apprentissage lorsqu’une connaissance ne change pas et est utilisée dans un contexte semblable à celui où elle a été apprise. Les exercices simples et répétitifs sont la microstratégie privilégiée pour ce type de transfert. C'est ce que Tardif (1992) appelait un transfert horizontal. Par contre, le transfert vertical (Tardif, 1992) ou lointain (far transfer) (Smith et Ragan, 2005) se produit quand la connaissance se modifie lors de l’utilisation dans un contexte différent. Dans le contexte du transfert horizontal, la notion de l’exercice évoque la répétition ou la ressemblance et ne mène pas vers un nouvel apprentissage comme fait le transfert vertical (Vianin, 2009). Il incombe donc au formateur, à l’expert du contenu ou au concepteur pédagogique de diversifier les exercices et, surtout, les contextes d’utilisation pour que l’apprenant réalise les deux types de transfert de connaissances. Schneider et Stern (2010) ajoutent que l'apprentissage formel dans une discipline, par exemple les exercices de calcul mental, ne permet pas forcément l'apprentissage dans toutes les autres disciplines.

Ainsi, il étudie le concept, il fait des exercices de compréhension et de l’application pour le consolider et, ensuite, il utilise cette connaissance dans différents contextes ou dans des exercices plus complexes. Cette démarche peut être en quelque sorte inversée dans certaines macrostratégies telles que la classe inversée ou dans le cadre d’une approche déductive; l’apprenant commence par faire des exercices qui présentent des défis cognitifs, car il ne connait pas les concepts qu’il doit appliquer.

Niveau d’expertise des apprenants

Cette microstratégie peut être destinée à tous les types d'apprenants: débutants, intermédiaires, novices, experts, élèves d'écoles primaires et secondaires, collégiens, étudiants universitaires ou postuniversitaires, du monde du travail ou de la recherche, etc. De plus, les exercices sont utilisés par ces apprenants indifféremment le fait qu'ils ont ou non des troubles ou des difficultés d'apprentissage (Miller, 2008). Certes, le type d'exercices à utiliser dépend des besoins et du style d'apprentissage des apprenants (Basque, 2015; Chevrier, Fortin, Leblanc, Théberge, 2000; Legendre, 2005, p. 1263). Ainsi, les élèves en difficulté d'apprentissage ont initialement plus besoin d'exercices répétitifs afin de faire un transfert horizontal, tandis que les apprenants experts utilisent davantage des exercices complexes pour le transfert vertical (Tardif, 1992). Le type d'exercices respecte aussi les objectifs de la formation et le type de connaissances que l'on veut transmettre (Paquette, 2002).

Type de guidage

Les exercices ont la flexibilité d’être utilisés par plusieurs macrostratégies et de se jumeler avec plusieurs autres microstratégies. Ainsi, les formateurs peuvent les intégrer dans l’apprentissage basé sur les cas, celui coopératif ou par équipe, dans la classe inversée, dans l’enseignement explicite ou dans le jeu de rôles. Certaines microstratégies qui se jumèlent bien et parfois s’identifient avec les exercices sont l’auto-évaluation, les devoirs, l’évaluation diagnostique et celle formative, l’exposé, les exemples, l’étude de cas, le quiz et la rétroaction formative. Donc, cette microstratégie s’applique dans toutes les étapes de la démarche d’enseignement-apprentissage : l’activation des connaissances antérieures, la compréhension, la consolidation, l’intégration et l’évaluation des connaissances. Par exemple, l’apprenant résout des exercices courts et simples de reconnaissance des variables, des coefficients et des constantes afin d’activer les connaissances antérieures ou de comprendre ces concepts (connaissances déclaratives). Par la suite, il consolide et intègre ces concepts lors de la résolution des équations, où il consolide aussi les connaissances procédurales. Finalement, l’apprenant transfère ces connaissances lors de la résolution d’un système d’équations dans un problème, où il a l’occasion de consolider et transférer aussi les connaissances contextuelles (Paquette, 2002).

Concrètement, la structure de l’exercice amène l’apprenant vers l’utilisation des processus cognitifs tels que la lecture, la prise de notes, la recherche de l’information, la logique et le raisonnement. Par exemple, l’énoncé de l’exercice amène l’apprenant à lire pour prendre contact avec l’information en activant ainsi la mémoire visuelle. Imaginons qu’il y a repéré un cercle dont on cherche à calculer l’aire. L’apprenant, à l’aide de la mémoire de travail (ou à court terme) répète cette information pour pouvoir la confronter à la banque d’informations stockées dans la mémoire à long terme. Là, une fois reconnue comme déjà utilisée dans d’autres cas, elle revient sur scène sous forme de connaissance pour être appliquée. Ici, lors de la production de la démarche de résolution, selon le site Le cerveau à tous les niveaux ! (http://lecerveau.mcgill.ca/flash/a/a_07/a_07_p/a_07_p_tra/a_07_p_tra.html, les deux types de mémoire à long terme apparaissent : celle explicite, quand l’apprenant utilise le nombre π ou la formule de l’aire du cercle et, celle implicite, quand il suit des étapes pour présenter la solution ou quand il effectue le calcul à l’aide de la calculatrice.

Type de regroupement des apprenants

Le regroupement des apprenants lors de la résolution des exercices respectera la macrostratégie. Ainsi, dans une classe inversée ou apprentissage en équipe, le formateur constitue des groupes de travail qui favorisent l'interaction entre des apprenants de même niveau et le renforcement des connaissances; dans un test, le travail est individuel, tandis que lors de la rétroaction formative, le travail se fait en grand groupe. Il s'agit donc d'une microstratégie adaptative, qui permet plusieurs types de regroupement d'apprenants selon la macroconception et les activités pédagogiques prévues.

Milieu d’intervention

Comme cette microstratégie peut être destinée à tous les types d'apprenants, les milieux éducatifs d’utilisation sont aussi variés. Ainsi, les exercices peuvent être proposés aux enfants dès la petite enfance (garderie); il s'agit des exercices qui visent le développement psychomoteur tels que courir, sauter, apprendre par cœur les mots d'une chanson, danser, pratiquer différents sports, reconnaitre des objets, des sons, des symboles, reproduire des figures ou des symboles, etc.; à l'école primaire, les exercices visent plutôt l'apprentissage de la lecture, de l'écriture et du calcul; au secondaire, les élèves continuent d'appliquer cette stratégie pour consolider les connaissances, tandis que les étudiants du collège, de l'université et du milieu de travail s'en servent comme base de développer les compétences d’ordre supérieur.

Conseils pratiques et exemples d’utilisation

Le formateur peut favoriser la conception des exercices par les apprenants. Comme il n'y a pas de moment précis ni degré parfait de maitrise des connaissances, l'apprenant peut utiliser cette conception comme une stratégie d'apprentissage. Si on situe ce processus dans le modèle pédagogique de la taxonomie de Bloom (1956), lors de la conception, l'apprenant identifie les connaissances qu'il va utiliser, il les regroupe et les utilise dans l'énoncé de l'exercice. Ensuite, lors de la résolution, il analyse le travail des autres apprenants et le compare avec les modèles de résolution qu'il a préparés. Finalement, lors de la rétroaction, il exprime et justifie ses décisions, ce qui assure un stockage permanent des connaissances utilisées dans sa mémoire à long terme. Cela permet aussi le développement des domaines affectif (questionner, juger, partager) et psychomoteur (écrire, exprimer).

En mathématiques, par exemple, appliquer la puissance du quotient (une loi des exposants) nécessite de simples exercices, tandis que l'intégration de cette connaissance dans la notation scientifique nécessite un exercice plus complexe incluant les deux notions de notation: exponentielle et scientifique. Ainsi, il peut proposer différents niveaux de difficulté pour différentes activités, des exercices répétitifs pour certaines étapes telles que la consolidation ou pour certains types d’apprenants tels que ceux qui présentent des troubles d'apprentissage.

Bibliographie

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