Oser les outils : La carte des connaissances, un outillage théorique à l'épreuve du réel en formation
Un cadre théorique issu des sciences cognitives
Initialement conçu pour outiller les enseignants à la conception de scenarii pédagogiques, ce cadre a été utilisé par le Centre Alain-Savary pour mieux comprendre la nature des apprentissages en contexte scolaire lors d'une séance de classe de 6e en Géographie : ICI
Les chercheurs proposent une approche fonctionnaliste des apprentissages. Ils ont cherché à comprendre comment les élèves utilisent les connaissances. Cette approche se distingue d’une approche structurelle, c’est-à-dire comment les élèves structurent les connaissances (c'est l'objet de la psychologie du développement, ndlr). Selon leur conception de l'apprentissage scolaire : "Les élèves apprennent des connaissances en réalisant des tâches et ce qu'ils apprennent est conséquemment strictement dépendant de leurs connaissances préalables et des tâches qu'ils réalisent. Ce qu'ils vont apprendre va modifier la prochaine tâche qu'ils réaliseront [...] Le couple [tâche/connaissance] est l'unité de base de tout apprentissage." M.Musial & A.Tricot (2020). Précis d'ingénierie pédagogique.p.23-34. DeBoeck supérieur.
Pour se repérer dans la complexité des connaissances en jeu dans les apprentissages, les chercheurs ont construit un modèle de la connaissance sous forme d'une carte qu'ils nomment aussi la carte du "paysage des savoirs". La carte se décompose en deux axes :
- Des connaissances déclaratives permettent la réalisation de tâches qui concernent la mise en relation d'éléments de l'environnement (par exemple, comprendre un texte, une figure géométrique, le résultat d'une expérience,...) et des connaissances procédurales qui permettent la réalisation de tâches de réalisation d'une séquence d'actions (par exemple, réaliser un passement de jambes au football, résoudre une équation du second degré, réparer un pneu crevé,...).
- Des connaissances générales mobilisables pour réaliser de nombreuses tâches différentes et des connaissances particulières mobilisables pour réaliser une tâche.
Ils définissent six formats de connaissances (en noir sur la carte ci-contre) et à chacun des formats est associé un processus d'apprentissage de nature différente (en bleu sur la carte).
Par exemple, les chercheurs ont identifié que certains élèves sont capables d’énoncer par coeur le théorème de Pythagore (ce que les chercheurs nomment le format "trace littérale", ndlr) alors que d’autres n’en sont pas capables, mais le mettent en oeuvre en situation (ce qu'ils nomment le format "savoir-faire", ndlr). Ils ont aussi observé le cas d’un enseignant qui déclarait avoir remarqué que ses élèves avaient échoué massivement sur l’usage du théorème sur le long terme, là où les années précédentes les élèves réussissaient en général. D'après André Tricot, ce phénomène peut s’expliquer par un changement de stratégie de l’enseignant qui déclarait avoir passé moins de temps que les années précédentes sur la compréhension (ce qu'ils nomment le processus de "compréhension", ndlr) et focalisé son attention sur la procéduralisation (ce qu'ils nomment le processus de "procéduralisation d'un savoir-faire", ndlr).
Retour d'expériences de deux formateurs
Deux formateurs ont accepté de partager leur manière de mobiliser la carte des connaissances dans leur contexte. Ils font souvent référence à un entretien mené avec les deux chercheurs et consultable sur le lien suivant : Un cadre d'ingénierie pédagogique issu de la psychologie cognitive. Dans cet entretien les chercheurs déplient le cadre théorique des 3 actes, la T3A : Apprendre, Faire apprendre et concevoir un enseignement pour faire apprendre.
Des deux témoignages nous retenons des convergences :
- L'importance de prendre du temps à s'interroger sur la conception de l'enseignement ;
- Le grand intérêt de l'approche mais aussi sa complexité.
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Il témoigne d'une formation continue en constellation au cycle 2 sur le lexique. La carte des connaissances a été mobilisée pour comprendre une séance de classe. Le fil rouge de Nicolas : comment passer de la cartographie des connaissances à la conception d'une démarche d'enseignement ? |
Il témoigne d'une formation initiale MASTER MEEF physique-chimie. La carte des connaissances a été mobilisée pour concevoir une séance de classe. Le fil rouge de Régis : comment aider les jeunes enseignants à comprendre cet outillage théorique ? |
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« J'avais un accompagnement dans le cadre de deux constellations d'une équipe de cycle 2 d'une même école en éducation prioritaire sur 30 heures [...] Deux constellations parallèles qu'on réunissait à certains moments
Le choix a donc été fait d’étudier de plus près la mobilisation des outils du lexique par les élèves, le sens qu’ils leur donnent, et la place de l’étayage de l’enseignant. Les enseignants de CP, CE1 et CE2 se sont associés à la construction d’une séance de vocabulaire adressée à des élèves de CE1. L’étude collective de séances s’est organisée à la manière d’une Lesson Study (cf. schéma d'une Lesson study). » |
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« Les enseignants voulaient concevoir une séance de vocabulaire qui permette aux élèves : de construire un rapport réflexif au lexique ; de donner du sens à cet apprentissage ; afin qu’ils puissent mieux comprendre ce qu’ils lisent, mieux se faire comprendre à l’oral et à l’écrit.
Les élèves avaient effectué une balade en forêt où ils avaient collecté des objets et aussi une collection de mots ( cf. production d'un élève ci-contre). Sur la phase d'analyse de la séance il fallait que j'apporte de la lisibilité par rapport aux propositions des élèves [...] C'est là que j'en suis venu à la carte des connaissances de Tricot-Musial.» |
Mon objectif était de faire expliciter aux étudiants la connaissance à faire apprendre aux élèves dans la conception d'une séance d'enseignement, c’est-à-dire mettre des mots derrière chaque format. L'enjeu est d'expliciter ce qu'est une connaissance et les différentes nuances qu'on peut apporter. Chaque format de connaissance a ses spécificités et doit être travaillé avec les élèves de façon particulière. Cette analyse n’a pas pour but de hiérarchiser ces formats mais plutôt de connaître leur existence et d’identifier les processus d’apprentissage associés au passage d’un format à un autre. Puisqu'il ne s'agit pas du même format de connaissance à faire apprendre, on ne va pas l'enseigner et l'évaluer de la même façon. L’usage répété de la carte tout au long du parcours de formation devait permettre aux étudiants un ancrage plus pérenne de cet outil.»
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« À ce moment-là, j'étais sur la question de l'étayage et du desétayage : Comment rendre compte des processus cognitifs des élèves ? Comment est-ce qu'on les accompagne ? J'étais vraiment allé à la chasse à la recherche [...] Je suis tombé sur le cadre d'A.Tricot et M.Musial sur le site de l'Ifé [la T3A d'A.Tricot et M.Musial ].
Je me suis dit "waouh ! Il y a tout dedans ! ", c'est très utile concernant la description d’une image et ce que cela requiert : des compétences procédurales, de conceptualisation, de particularisation, etc. En amont, j’avais construit la carte des connaissances associée à la consigne de description (cf. carte ci-dessus), mais finalement, celle-ci, je ne l'ai pas présentée tout de suite aux enseignants.» |
« L'année précédente j'avais en charge en tant qu’enseignant des élèves de terminale et je m'intéressais à comment les aider pour apprendre une démonstration. J'ai trouvé cette ressource sur les formats de connaissances, la carte sur le site du centre Alain-Savary par ce biais-là [la T3A d'A.Tricot et M.Musial ].
J’ai imprimé le glossaire et réécouté ensuite les vidéos plusieurs fois et j'ai accédé à la deuxième carte [correspondant au 2e acte ‘’faire apprendre’’] qui permet de prendre en compte les dimensions implicites et explicites des connaissances. » |
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Dans la phase d'analyse de la "lesson study", je leur ai présenté les deux axes « connaissances particulières-générales » et « connaissances déclaratives-procédurales ».
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Je les ai fait travailler à partir de la carte (cf. carte ci-contre) et le glossaire [...] en essayant de didactiser l'apprentissage de ces outils […] Pour cela, j’ai proposé la lecture d’un article d’A.Tricot et M. Musial dans les cahiers pédagogiques (n°577- "Peut-on apprendre et enseigner des Méthodes ? ) qui m'a semblé plus accessible pour les étudiants qu'une présentation formelle de la carte. [...] Après une première lecture, quelques questions d’analyse de document étaient posées afin de faire par exemple la différence entre un savoir-faire (apprentissage explicite) et un automatisme (apprentissage implicite) […] Ensuite je leur ai donné des exemples concrets du programme, et attribué des formats de connaissances aux différents attendus. » |
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« Quand les enseignants ont demandé la description aux élèves, ces derniers se sont retrouvés tellement en difficulté qu'à aucun moment ils n'ont mobilisé le vocabulaire attendu […] Les élèves ont plutôt utilisé le vocabulaire de la description en géométrie, issu d'une séquence qu'ils venaient de travailler [...] à aucun moment le vocabulaire de la forêt a été remobilisé. On a essayé de construire la carte en lien avec la consigne de description de l’image. J'avais posé quatre gros paperboards au sol et je leur ai demandé "De quoi l'élève a besoin dans la séance ?" . Les enseignants ont identifié : les mots pour décrire; les verbes d'action; le lexique de la forêt; le savoir à encoder; le planifier; etc. Et je leur ai dit : ‘’ J'en ai peut-être oublié, je n'ai pas tout vu, ce n'est pas exhaustif, mais on va essayer de replacer ça sur notre cartographie.‘’.[...] Ce qu'il fallait c'était de resituer notre cœur de cible, par rapport à toutes les connaissances annexes qui étaient en jeu [...] ça allait faciliter notre étayage parce qu'on sait sur quoi on pourrait faire un guidage très serré, parce que c'est là qu’il y a de l'apprentissage en jeu.
On a coloré avec eux, tout ce qui était explicite [angle en vert] et ce qui ne l'était pas [angle en rouge]. Notre deuxième travail a été de se dire, on ne va pas reconstruire toute une séance. On va essayer de se concentrer sur les cinq premières minutes de la séance, et quoi dire à nos élèves pour pouvoir atteindre notre cœur de cible ? Et c'était hyper intéressant de se dire : "Ça je ne l'explicite pas et j'ai des bonnes raisons de le faire ou par contre il faudrait peut-être que je l'explicite la prochaine fois" . [...] Ce qui aurait facilité la remobilisation du vocabulaire, c'est aussi la façon dont le vocabulaire est catégorisé en amont avec les élèves. Cela a permis d'aborder la question du sur-étayage parce que justement les enseignants avaient fait eux-mêmes à la catégorisation sans le laisser faire par les élèves. » |
Je leur ai demandé ensuite de travailler sur des blocs issus de programmes officiels d’enseignement ( "équation-bilan" et "interférences"). Je leur ai posé une question : Quels sont les formats de connaissances en physique-chimie en prenant l’exemple de l’enseignement des équations-bilans ? Pour ce faire, ils ont attribué à chaque attendu des formats de connaissance en jeu (cf. carte réalisée par un étudiant ci-contre). Ainsi, ils étaient amenés à aller chercher dans l'article des chercheurs, une définition de chacun des formats de connaissance. J'ai aussi pris des extraits de consigne dans les manuels scolaires et leur ai demandé d'associer des flèches rouges correspondant aux processus d'apprentissage et une légende.
Cette séance de 2h était très riche et s’articulait avec deux autres séances à venir. Enfin, j’ai demandé aux étudiants d’illustrer chaque format de connaissance avec une notion abordée lors de leur stage d’observation et qu'ils devaient renseigner sur un portfolio ». |
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« Le cadre théorique de Tricot-Musial est résistant dans le sens où il est très complexe. À l'époque, il y avait beaucoup de résistance sur la dimension cognitive. On pouvait entendre : ‘’ Oui, mais ça y est, maintenant tout est cognitif, on fait appel aux neurosciences et à la psychologie cognitive pour tout et pour rien ‘’. Quand on propose ce cadre théorique, il faut faire attention parce que ça peut braquer les enseignants. [...] Beaucoup de connaissances ne sont pas explicites et on ne peut pas être explicite sur tout. Je leur ai dit " la phase d'analyse de la lesson study est un espace hors du temps de la classe, on prend le temps de déplier". L’intérêt de cet outil c’est de travailler sur les apprentissages en jeu et ceux que l'on vise. C'est aussi identifier ce qui est explicite, ce qui ne l'est pas et anticiper les malentendus potentiels, en essayant d'être vigilants aux enjeux cognitifs :
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L'usage de la carte est délicat parce que ce qui peut paraître flottant pour les étudiants, c'est que le format d'une connaissance n’est pas intrinsèque. Celui-ci va dépendre du cursus de l’élève, de ce qui a été fait avant, de ce qu'on va faire après, donc le statut du format de la connaissance va changer au cours de l'apprentissage. D'autre part, pour des jeunes enseignants, la priorité c'est de préparer des cours afin d'être prêts à faire classe, l'accent étant porté sur les tâches à réaliser plutôt que les enjeux d'apprentissage [...] Le risque pour certains étudiants qui éprouvent des difficultés à conceptualiser, c'est de percevoir les apports notionnels comme une surcharge de travail. […] Mais je pense que c'est essentiel d'apporter ces éléments théoriques pour les accompagner à savoir-faire une conception d’une séance d'enseignement […] surtout les premières années. » |
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Au-delà de cette cartographie, ce que je trouve intérressant c´est de se poser la question ‘’Je sais que j'ai ce format de connaissance, que j'ai cette trace littérale et que j’ai ce concept, comment je vais accompagner mes élèves dans une démarche de généralisation ? Comment je vais accompagner les élèves dans le cadre de ce processus de généralisation qui va être différent de la particularisation, c'est à dire la redescente en précision ? " Je trouvais ça très intéressant, mais je ne l’ai absolument pas expérimenté et pour le coup je pense qu’il faut vraiment du temps pour s'approprier ce cadre-là. Dans une année deux, pourquoi pas, mais ça me semble difficilement opérationnel. Déjà là, je pense qu'on allait loin avec ce cadre-là. » |
Alors, qu'est-ce qu'on attend des élèves ? C'est une question qu’on doit se poser en tant qu'enseignant. Les jeunes enseignants sont confrontés aux épreuves d'examen et tentés de proposer ces types de questions aux élèves. Mais l’apprentissage ne se réduit pas à ces questions, il faut aussi proposer un travail formatif avec les élèves pour intégrer les différents formats de connaissance. Cela demande un travail exigeant qui consiste à déplier, avec les étudiants, le déroulement de ce qu'ils vont présenter aux élèves.» |
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Il y a des enjeux qui nous échappent, il y a des choses qu'on ne comprend pas, mais on ne peut pas transformer si on ne comprend pas, ce n'est pas possible. Je pense que le cadre de Tricot et Musial, il ne faut pas se louper parce qu'il peut faire du mal aussi si on laisse effectivement les enseignants juste avec ça. Par contre, le cadre est essentiel dans l'approche compréhensive de l'activité de l'enseignant, pour la décrire, la comprendre, comprendre ce qui se passe, et comprendre les objets qu’ils enseignent aux élèves. » |
« À partir du moment où j'ai pris connaissance de la carte [ …] j'ai pris l'initiative d'en parler à mes collègues enseignants. J'ai une équipe de 5-6 collègues dont une collègue qui est aussi formatrice qui m’a dit que la carte des connaissances est intéressante mais délicate à utiliser. Pour présenter cet outil à mes collègues formateurs, j’aime bien partir d’une page blanche et construire la carte en l’expliquant. J’ai mené cette expérience de nombreuses fois, c’est très convaincant à chaque fois. Il pourrait être aussi intéressant de partager cet outil avec les tuteurs en établissement.» |
D'autres usages du cadre pour la formation
Vous pouvez accéder sur le site à d’autres usages de la carte des connaissances. L’analyse de différentes situations de classe, à l’aide de la carte des connaissances, se trouve dans les scenarii de formation :
- Au cycle 3, en calcul mental
- Au cycle 3, en dictée
- Au cycle 4, en calcul sur les nombres relatifs
Et l'usage de la carte des connaissances par une formatrice dans la conception d'une formation sur la numération au cycle 2.
Remerciements
...aux formateurs Nicolas et Régis pour leur témoignage.
...à Manuel Musial qui a accepté d'échanger avec nous sur ce retour d'expérience



Nicolas est conseiller pédagogique de circonscription
Régis est formateur INSPE en sciences physiques et chimie
Dans quel cadre avez-vous mobilisé la carte des connaissances d'A.Tricot et M. Musial ?







