Démonstration

Résumé introductif La démonstration est une microstratégie où une série d’actions ou d’opérations est exécutée devant des apprenants (en présentiel ou sous forme de vidéo) dans le but d’en faire voir les étapes, l’ordre ou les caractéristiques plus facilement accessibles avec un visuel. Il existe plusieurs types ou approches de démonstrations : Observation (traditionnel) : Les apprenants observent et écoutent les explications. Prédiction : Les apprenants prédisent les résultats puis observent et écoutent les explications. Discussion : Les apprenants prédisent les résultats, observent et écoutent les explications, discutent de la démonstration avec leurs pairs puis reçoivent l’explication. La démonstration favorise la motivation, la stimulation des apprenants, la liaison entre les concepts théoriques et la pratique, le niveau et la vitesse d’apprentissage, ainsi que l’évitement de coûts ou du danger de certaines expériences. La stratégie compte cependant quelques aspects négatifs comme le fait que la majorité des apprenants se font une interprétation incorrecte de l’observation et qu’ils ne font pas toujours des liens entre connaissances et la démonstration. La stratégie semble aussi être moins efficace que d’autres pour l’apprentissage à long terme. La démonstration peut être utilisée pour illustrer des connaissances de type conceptuel (un principe, par exemple), mais aussi pour des connaissances de type procédural (pour une tâche ou un protocole d’expérience, par exemple). Elle est aussi associée à des connaissances sur les habiletés motrices et les compétences sociales. Le degré de contrôle de l’apprentissage du formateur est élevé puisque c’est celui-ci qui dirige la démarche. Il doit, entre autres, planifier le matériel, les explications et les questions, expérimenter avant la présentation, donner accès à l’information aux apprenants et stimuler les apprenants en interagissant avec eux pendant la démonstration, qui peut être utilisée avec des apprenants de tous niveaux. Tous les milieux de formation se prêtent à l’usage de cette stratégie.

Démonstration Stratégies apparentées Apprentissage par l'observation Type de stratégie microstratégie Types de connaissances procédurales, conceptuelles Appellations en anglais Demonstration

Appellation

Les appellations ci-dessous se retrouvent dans la littérature pour désigner la démonstration. Elles ont en commun une démarche incluant les étapes de prédiction, d'observation et de discussion durant leur déroulement. Les nuances qui peuvent être identifiées, en comparant les études citées, sont de l'ordre des milieux d'intervention, des sujets d'apprentissage visés et des objets manipulés par celui qui exécute la démonstration ou par ceux qui l'observent. Avec l’arrivée des nouvelles technologies, l’enseignant a accès à de nouveaux modes de diffusion pour présenter une démonstration à ses apprenants en classe ou en dehors de la classe. Ces nouveaux modes de diffusion sont actuellement présents dans la conception de formation en classe et en e-learning (Palaigeorgiou et Despotakis, 2010) :

• Classrooms Demonstration;
• Demonstration Method;
• Imitative Method (Garcia, 1989);
• Exploration-Explanation Methods (Brown, Patrick et Friedrichsen, 2011);
• Filmed Expert Demonstration (Keats, 2009);
• Interactive Lecture Experiments (Milner-Bolotin, Kotlicki et Rieger (2007);
• Software Animated Demonstrations, Animated demonstration, Multimedia demonstration (Screencasts), Animation, Tutoriel (Palaigeorgiou et Despotakis, 2010); Palmiter et Elkerton, 1993);
• Interactive Lecture Demonstration (ILD) (Sharma, Johnston, Johnston, Robertson, Hopkins et Thornton (2010)
  

Types des connaissances

Type de connaissances	Exemples d'application de la démonstration	Références
Connaissances conceptuelles	Démonstration d'un principe de physique	(Sharma, Johnston, Johnston, Varvell, Robertson, Hopkins et Thornton, 2010)
Connaissances procédurales	Démonstration d'une procédure à suivre pour exécuter une tâche dans une application informatique Démonstration des étapes d'un protocole d'expérience scientifique	(Chamberland, Lavoie et Marquis, 2003; Plamiter et Elkerton, 1993; Lebrun et Berthelot, 1991)
Habiletés motrices	Démonstration d'une routine de gymnastique	(Chamberland, Lavoie et Marquis, 2003)
Compétences sociales	Observation d'une entrevue de counselling menée par un expert	(Chamberland, Lavoie et Marquis, 2003; Keats, 2009)

Description

La démonstration se développa à l'époque de la Grèce antique pour contrer le discours des sophistes. Les philosophes Platon et Aristote, ainsi que le mathématicien Euclide contribuèrent au développement d'une logique propositionnelle et des hypothèses scientifiques (Charrue, J. M., 2007).

Cette microstratégie consiste aujourd'hui en une exécution d’actions ou d’opérations devant des apprenants. La démonstration « a pour fonction de faire voir les étapes, un ordre de réalisation ou encore des caractéristiques qui seraient difficilement accessibles à l’apprenant par la simple audition » (Chamberland, Lavoie et Marquis, 2003 ; p.46). Cette microstratégie permet également de favoriser l'intégration de nouvelles connaissances en faisant appel aux sens visuels des apprenants.

Comment intégrer une démonstration à une activité d’enseignement-apprentissage?

L’enseignant peut utiliser plusieurs variantes pour présenter lui-même une démonstration en classe (Crouch, Fagen et Mazur, 2004).
Chaque approche comporte des étapes différentes:

Démonstration selon une approche Observation (traditionnelle):

• Les apprenants observent la démonstration en écoutant les explications de l’enseignant.
  

Démonstration selon une approche Prédiction :

• Les apprenants notent leur prédiction concernant le résultat de la démonstration
  
• puis observent la démonstration en écoutant les explications de l’enseignant.
  

Démonstration selon une approche Discussion :

• Les apprenants font une prédiction du résultat de la démonstration,
  
• observent la démonstration en écoutant les explications de l’enseignant,
  
• discutent de la démonstration avec quelques pairs et
  
• reçoivent l’explication de l’enseignant.
  

Planification
L’enseignant doit soigneusement préparer la démonstration afin de réagir plus aisément aux imprévus qui peuvent surgir. Cela nécessite de prévoir le matériel, les explications, les questions synthèses et les activités complémentaires (Chamberland, Lavoie et Marquis, 2003). Par contre, la préparation de nombreuses démonstrations dans le cadre d’un cours peut être une tâche ardue pour un enseignant seul qui dépend du matériel disponible dans son milieu (Sharma, Johnston, Johnston, Varvell, Robertson, Hopkins, et Thornton, 2010).
À titre d’alternative, le recours aux nombreuses vidéos et animations informatiques mises en ligne sur Internet présente un intérêt. Cependant, il est recommandé de prendre le temps de bien les choisir et de les regarder avant de les présenter aux apprenants. Lors de la sélection, il peut être intéressant de porter une attention à la représentativité féminine et à la diversité ethnique. Enfin, sélectionner des vidéos moins récentes peut être pertinent pour comparer l’évolution des connaissances d’un domaine. Il faut retenir que plus l’enseignant s’est préparé et s’est pratiqué, plus il engagera les apprenants dans une activité enrichissante pour eux (Keats, 2009).

Démonstration
L’enseignant doit s’assurer d’avoir orchestré tous les préparatifs préalables (matériel, procédure et disposition de la salle). Pour favoriser l’apprentissage, il devra privilégier un déroulement selon les étapes (1) Prédiction, (2) Observation avec interactions, (3) Discussion entre pairs et (4) Explication de l’enseignant (Merill, 2007).

Exécution
Si le contexte le permet, les apprenants devraient pouvoir exécuter à leur tour la démonstration ou réaliser un exercice durant lequel l’enseignant apporte son soutien (Merill, 2007).
L'enseignait ou le formateur devrait idéalement présenter le plan de sa démonstration aux apprenants afin qu'ils puissent se situer tout au long de la démonstration. Ce même plan devrait être affiché pour les mêmes raisons. Le formateur peut ainsi aussi s'y référer pour mieux structurer sa démonstration.

Évaluation
Une évaluation à la fin de la séquence d’apprentissage permet de mesurer l’efficacité de l’intervention auprès des apprenants et d’apporter une régulation par la suite (Merill, 2007).

Démonstration filmée
La démonstration peut être filmée par l’enseignant lui-même ou par un autre expert. Il peut être intéressant de présenter des vidéos plus anciennes afin de comparer l’évolution des connaissances dans le domaine visé. Toutefois, il s’avère important d’établir la crédibilité de l’expert inconnu auprès des apprenants afin de les engager dans une écoute plus active (Keats, 2009).

Tutoriels et animations informatiques
Les tutoriels et animations informatiques ont fait leur apparition au début des années 1990. Ils ont connu une expansion avec la commercialisation de systèmes auteurs (ex. : TechSmith Camtasia, Adobe Captivate, Articulate ScreenR). Enfin, ils ont enfin été démocratisés avec la mise en place des plateformes du Web 2.0 qui en permettent le partage sous forme de vidéos (ex. : Youtube) (Palaigeorgiou et Despotakis, 2010).

Quelle approche présente le plus fort potentiel pédagogique lors d’une démonstration?
Que l’enseignant présente une démonstration exécutée par lui-même ou en recourant à un nouveau mode de diffusion, celle-ci doit être présentée selon une approche Discussion pour obtenir des résultats concluants. Sans cela, la démonstration aura un effet positif sur la motivation des apprenants en classe certes, mais pourrait n’apporter aucun bénéfice et voire même nuire à l’apprentissage dans certains cas.

Par exemple, Crouch, Fagen, Callan, et Mazur (2004) ont comparé les résultats d’apprenants à la suite d’une leçon de physique par un test de connaissances et une entrevue. Les apprenants étaient divisés en quatre groupes. Le premier apprenait à l’aide d’un texte sans démonstration. Le deuxième groupe assistait à une observation selon l’approche Observation, le troisième groupe selon une approche Prédiction et le quatrième groupe selon une approche Discussion.

Immédiatement après la leçon, le groupe qui observe la leçon passivement performe à peine mieux que le groupe ayant appris sans y assister. Lorsque la mesure est prise à nouveau quelques jours plus tard, leur performance était même inférieure. En revanche, les apprenants du quatrième groupe ayant formulé des prédictions préalablement et ayant été engagés dans une interaction constante tout au long de la démonstration présentent des résultats nettement supérieurs aux autres. De plus, la partie discussion n’a pris que huit minutes de plus que la simple observation du deuxième groupe.

Conditions favorisant l’apprentissage

Conditions de mise en oeuvre
Selon Chamberland, Lavoie et Marquis (2003), la démonstration exige de:

• Planifier préalablement le matériel, les explications, les questions, les résumés et les activités complémentaires).
  
• Expérimenter la démonstration avant d'en faire une présentation aux apprenants.
  
• Donner accès à l'information aux apprenants ou s'assurer qu'ils puissent bien voir et entendre la démonstration.
  
• Stimuler une interaction avec les apprenants durant la démonstration.
  

Aspects positifs
Dans la littérature, plusieurs auteurs décrivent des retombées positives de la démonstration qui peut contribuer à :

• Motiver les apprenants et capter leur attention en suscitant leur curiosité (Roadruck, 1993; Atlas, Cornett, Lane et Napier, 1997; Despotakis et al., 2007).
  
• Transmettre la passion de l’enseignant pour la discipline (Shakhashiri, 1992).
  
• Stimuler les processus cognitifs de l’apprenant (Chiapetta et Koballa, 2002; Roadruck, 1993).
  
• Aider les apprenants à diriger et augmenter leur attention (Chiapetta et Koballa, 2002).
  
• Aider les apprenants à faire le lien entre la théorie et la pratique (Chiapetta et Koballa, 2002).
  
• Aider les apprenants à se représenter les concepts abstraits par des exemples concrets (Ogborn et al., 1996; Shakhashiri, 1992) et se fabriquer de meilleurs modèles mentaux (de Souza et Dyson, 2008).
  
• Augmenter le niveau d’apprentissage des concepts scientifiques (Chiapetta et Koballa, 2002; Shakhashiri, 1992).
  
• Augmenter la vitesse d’apprentissage en évitant le temps d’appropriation de l’information textuelle et la technique de l’essai et de l’erreur (Palmiter et Elkerton, 1993).
  
• Remplacer des exercices ou des expériences qui sont trop coûteuses ou dangereuses pour les apprenants (Alyea et Dutton, 1965).
  
• Éviter la charge cognitive inutile liée à la consultation de plusieurs sources simultanément (Lowe, 2003).
  
• Développer la créativité des apprenants et favoriser la coopération entre l’enseignant et les apprenants (Miller, 1993).
  

Aspects négatifs
Dans la littérature, les avis sont partagés, car plusieurs auteurs décrivent aussi les limites de l’utilisation de la démonstration qui se résument ainsi :

• Contrairement à la croyance populaire, la majorité des apprenants qui assistent à une démonstration en sortent avec une interprétation incorrecte de ce qu’ils ont observé (Milner-Bolotin, Kotlicki, et Rieger, 2007).
  
• Les liens entre les concepts et la démonstration qui apparaissent évidents pour l’enseignant ne sont pas établis systématiquement par les apprenants du simple fait d’observer une démonstration (Crouch, Fagen, Callan et Mazur, 2004).
  
• L’observation d’une démonstration ne contribue pas à la rétention des nouvelles connaissances à long terme et s’avère moins efficace que l’apprentissage par la lecture. Bien que l’apprentissage se fasse plus vite, il semble que les apprenants apprennent davantage par mimétisme et que la démonstration ne sollicite pas suffisamment leurs processus cognitifs pour favoriser le transfert (Kerr et Payne, 1994; Palmiter et Elkerton 1993; Copeland, Scott, et Houska, 2010; Palaigeorgiou et Despotakis, 2010).
  

Tel qu’expliqué précédemment, le déroulement d’une démonstration selon une approche Observation est susceptible de favoriser davantage l’apprentissage lorsque cette stratégie est jugée requise. Différentes conditions favorisant l’apprentissage sont respectées dans cette approche.

Motiver les apprenants

La démonstration intégrée à une séquence d’enseignement a une influence positive sur le niveau de motivation et d’engagement des apprenants. En effet, les enseignants font des démonstrations ou évoquent des faits susceptibles de surprendre et stimuler l’intellect des apprenants. Or, l’apprentissage résulte de l’interaction dynamique des émotions, de la motivation et de la cognition (Schneider et Stern, 2010).

Cependant, il semble plus efficace de motiver les apprenants à l’aide d’une démonstration après une explication théorique. Sinon, les apprenants se sentent divertis, mais leur envie de comprendre le nouveau phénomène se dissipe rapidement (Crouch, Fagen, Callan, et Mazur, 2004 ; Willingham, 2010; Cerbin, 2009).

Activer les connaissances antérieures

Lorsque l’enseignant qui présente une démonstration selon une approche Prédiction ou Discussion, il met en place cette condition d’apprentissage. L’apprenant écrit ou verbalise ses prédictions avant la démonstration à partir de ce qu’il connaît déjà. Les liens qu’il effectue avec ses connaissances antérieures l’aident à donner un sens à l’information nouvelle et favorisent l’apprentissage (Schneider et Stern, 2010).

Présenter les connaissances

La démonstration est un moyen de présenter les connaissances afin de rehausser le niveau d’apprentissage à court terme. Si elle est habilement amenée dans la séquence d’enseignement, la démonstration permet de réduire la charge cognitive de l’apprentissage.

Elle permet de revoir les connaissances d’une manière différente en utilisant un support visuel aux explications de l’enseignant. L’effet de modalité augmente la capacité de la mémoire de travail de l’apprenant. De plus, le coût cognitif d’une démonstration est moins élevé pour l’apprenant que celui de la lecture d’un texte sur un même sujet. L’espace ainsi libéré par le mode de présentation dans sa mémoire de travail lui permet de se concentrer davantage sur les notions à apprendre (Palaigeorgiou et Despotakis, 2010; Chanquoy, Tricot, et Sweller, 2007 ; Brown, Patrick, et Friedrichsen, 2011).

Structurer les connaissances

L’apprentissage se produit dans la tête de l’apprenant et ce dernier doit être mentalement actif pour y arriver. L’ensemble des interactions durant la démonstration contribue donc à la structuration des connaissances des apprenants. Par les questionnements en continu et les discussions, les apprenants reconsidèrent leurs connaissances antérieures à la lumière des nouveaux constats observés et des différentes perspectives de leurs pairs. Ainsi, ils construisent et articulent plus efficacement leurs nouvelles connaissances, car un processus cognitif est activé par l’effort intellectuel qui leur est demandé (Brown, Patrick et Friedrichsen, 2011; Schneider et Stern, 2010; Willingham, 2010).

Niveau d’expertise des apprenants

• Débutant
  
• Intermédiaire
  

Type de guidage

• Selon la typologie des formules pédagogiques de De Ketele et al. (1988), le degré de contrôle de l’apprentissage est magistrocentré, car l’enseignant est celui qui dirige la démarche d’apprentissage et qui laisse une marge de manœuvre très restreinte à l’apprenant (Chamberland, Lavoie et Marquis, 2003). Le formateur doit connaître son domaine et les difficultés que les apprenants peuvent éprouver pour acquérir les connaissances durant la démonstration. Il réussira à les aider à cheminer en se détachant de son contenu et en démontrant de l'empathie et de l'ouverture. (Fernandez, 1990).

Type de regroupement des apprenants

La démonstration peut se faire devant un seul apprenant, un groupe restreint d’apprenants et s’utilise difficilement devant un grand groupe d’apprenants (Chamberland, Lavoie et Marquis, 2003).

Milieu d’intervention

• Éducation au niveau primaire, secondaire, collégial, universitaire :
  
  • (Ex.: Cours de sciences physiques, informatique et psychologie)
    
• Formation en milieu de travail

Conseils pratiques et exemples d'utilisation

Voici un cas d'utilisation de la démonstration en formation en milieu de travail : Fichier:Cas utilisation-démonstration-CSimard-avril 2022.pptx

Bibliographie

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Brown, P. L., Patrick, L., et Friedrichsen, P. M. (2011). Teaching Bernoulli's Principle through Demonstrations. Science. Activities: Classroom Projects and Curriculum Ideas, 48(2), 65-70.

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Sharma, M. D., Johnston, I. D., Johnston, H., Varvell, K., Robertson, G., Hopkins, A. et Thornton, R. (2010). Use of interactive lecture demonstrations: A ten year study. Physical Review Special Topics-Physics Education Research, 6(2), 020119.

Schneider, M., & Stern, E. (2010). L’apprentissage dans une perspective cognitive. In H. Dumont, D. Istance, & F. Benavides (Eds.), Comment apprend-on? La recherche au service de la pratique (pp. 73-95). Paris, France : Éditions OCDE.

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Webographie

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Charrue, J. M. (2007). La démonstration, repéré à https://leportique.revues.org/1380

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Argall, B., Browning, B., & Veloso, M. (2007, March). Learning by demonstration with critique from a human teacher. In Proceedings of the ACM/IEEE international conference on Human-robot interaction, 57-64.

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• Cette vidéo (en anglais) est un exemple de démonstration en physique effectuée par Pr. Eric Laithwaite.

Imperial College London (2012). Professor Eric Laithwaite gives a demonstration of a large gyro whee [Vidéo en ligne]. Repéré à http://www.youtube.com/watch?v=JRPC7a_AcQo

• Cette vidéo (en anglais) une compilation de toutes les démonstrations en physique effectuées par Pr. Walter Lewin.

MIT (2007). Walter Lewin Promo [Vidéo en ligne]. Repéré à https://www.youtube.com/watch?v=7Zc9Nuoe2Ow

• Site web (en anglais) proposant des exemples concrets de démonstrations possibles en physique. Repéré à http://www.physicslessons.com/Demosa.htm
• Cette vidéo (en anglais) est un exemple de démonstration en physique effectuée par un éducateur.

SD PB (2013). Physical Science Demonstration: Liquid Flax (Educator Explanation) [Vidéo en ligne]. Repéré à http://www.youtube.com/watch?v=6no8O54a9W4

• Court article (en anglais) issu du site web de l’université du Delaware mentionnant quelques bonnes pratiques de la démonstration et de son application en classe. Repéré à http://cte.udel.edu/publications/handbook-graduate-assistants/demonstrations.html