Étude des systèmes techniques en enseignement secondaire : apports de la théorie de la charge cognitive

La théorie de la charge cognitive propose d’aborder l’ingénierie didactique en se focalisant sur l’activité d’apprentissage des élèves. Plus précisément, elle propose de distinguer le coût cognitif impliqué par l’apprentissage (l’élaboration de nouvelles connaissances), de celui impliqué par la tâche (le moyen mis en œuvre pour que les élèves apprennent). Dans cet article, nous montrons comment cette théorie appliquée en ingénierie didactique permet de questionner le séquencement de l’apprentissage de systèmes techniques complexes, du tout vers les parties ou des parties vers le tout, mais aussi l’isolement temporaire des éléments du système. Deux expériences réalisées avec des lycéens sont présentées. La première porte sur l’apprentissage de la numérisation du son. 33 élèves ont participé à cette expérience, mais aucune différence entre les deux séquences testées n’est obtenue, alors que l’apprentissage réalisé est très important. La seconde expérience porte sur l’apprentissage d’un système plus complexe, la régulation thermique. 63 élèves ont participé à cette expérience. La présentation des éléments isolés avant la présentation du système complet entraîne un meilleur apprentissage que la présentation des éléments en interaction avant la présentation du système, ou même la présentation du système avant celle des éléments. Ces résultats sont discutés et les futurs travaux sont évoqués.The theory of cognitive load proposes to approach the didactic engineering by focusing on student learning activity. Specifically, it suggests a distinction between the cognitive cost involved in learning (the elaboration of new knowledge) and the cognitive cost implied by the task (the means used to ensure that students learn). In this article, we show how this theory applied in the didactic engineering is used to test the sequencing of learning about complex technical systems, from the whole to parts or parts to the whole, but also the temporary isolation of system elements. Two experiments with students are presented. The first is about a learning on digitization of sound. 33 students participated in this experiment, but no difference between the two sequences tested is obtained, while the learning achieved is very important. The second experiment deals with learning about a more complex system, thermal regulation. 63 students participated in this experiment. The presentation of isolated elements before the presentation of the complete system leads to better learning than with the presentation of interacting elements before the presentation of the system, or even the presentation of the system before elements. These results are discussed and future work are evoked