L'apprentissage del'abstraction
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L'apprentissage de l'abstraction

Ce texte a été produit avec le financement de la commission scolaire de la Capitale.


SIMPLIFIER, C'EST ABSTRAIRE.

Tout le monde en convient: les contenus des programmes sont souvent trop chargés. Et pourtant, les compétences ne peuvent pas se développer à vide; elles ont besoin de s'ancrer dans ces contenus. Comment faire pour centrer l'enseignement sur l'essentiel? Et. d'abord. qu'est-ce que l'essentiel?

Deux pièges sont à éviter au départ.

Il faut renoncer aussi bien à couper qu'à détailler. Pour simplifier, il va nous falloir suivre l'exemple du mathématicien qui, pour gérer des réalités trop nombreuses et trop complexes, a dû créer des abstractions. Ou celle de l'architecte qui, ne pouvant manipuler physiquement toutes les composantes de son futur édifice pour en trouver le meilleur agencement, travaille avec des représentations, c'est-à-dire des abstractions. Simplifier, c'est abstraire. C'est, en acceptant de perdre de la précision pour gagner en puissance, généraliser. C'est l'inverse de spécifier. C'est axer l'attention sur les traits communs aux divers programmes plutôt que d'insister sur les traits caractéristiques de chacun. C'est à ce prix que pourra se réaliser l'intégration des apprentissages.

Le but du présent document, c'est donc de rendre explicites les contenus essentiels des programmes d'études en tentant de dégager, derrière la multitude des notions, les quelques abstractions qui permettraient de structurer ces notions.


STRUCTURER DES CONTENUS

Les objets d'apprentissage (on les appelle les contenus, les notions ou les connaissances) ne présentent pas tous, tant s'en faut, le même degré d'abstraction. Herbivore, par exemple, n'est pertinent qu'à la biologie animale. Système, par contre, est véritablement transdisciplinaire: un écosystème, une famille, une phrase, un appareil électrique, un ensemble d'organes, un ensemble d'institutions, voilà autant de systèmes présents dans des aspects forts différents de l'expérience et de l'activité humaines, et donc dans autant de programmes d'études.

L'élève qui veut comprendre la chaîne alimentaire devra bien apprendre ce que sont les herbivores et leur rôle dans l'écosystème. Mais il est certain que l'idée générale de système est bien plus importante pour la compréhension profonde du monde et de la société, à cause de sa généralité même.

Or, le constat que nous sommes amenés à faire, c'est que si beaucoup d'élèves sont capables de dire que des herbivores mangent des végétaux, bien peu peuvent dire ce que c'est qu'un système (un ensemble d'éléments de nature et de fonctions différentes qui interagissent de façon structurée pour produire un résultat). Tout au plus pourront-ils en donner un ou des exemples.

Or, si l'exemple est utile pour faire comprendre ou pour retenir, il n'est d'aucune utilité, et peut même avoir des effets pervers, lorsqu'il s'agit d'abstraire, de conceptualiser. L'exemple n'est pas le concept, il n'en est qu'une actualisation parmi d'autres. Garfield est un chat, mais il n'est pas le concept de chat; sinon, qu'en est-il de Félix? Pour rendre explicite un concept, il n'y a que deux approches: le définir ou l'exemplifier. Si on le définit, on précise des caractéristiques génériques applicables à tous les chats: les caractéristiques félines (domestique, carnivore, griffes rétractiles, moustaches, etc.). Si on l'exemplifie, on aligne une collection de chats la plus diversifiée possible, et on laisse à l'élève le soin de percevoir (intuitivement et souvent inconsciemment) les caractéristiques communes.

Faute de temps et peut-être de réflexion, on a souvent tendance à choisir la voie de l'exemple. Mais si l'on n'en donne qu'un seul, on fait violence au concept: on encourage l'élève à prendre l'illustration pour l'idée, la partie pour le tout, le témoignage pour l'argument. Pour respecter le concept, il faut recourir à plusieurs exemples et contre-exemples et les comparer. Et c'est là que l'enseignement s'alourdit et se complique à n'en plus finir.


FAIRE APPRENDRE L'ABSTRACTION

Nous choisissons plutôt, paradoxalement, de redonner droit de cité à l'abstraction dans les apprentissages. Il faut, croyons-nous, cesser de vouloir toujours être concret à tout prix. Nous devons amener l'élève à conceptualiser, et donc à abstraire. Il y gagnera non seulement une meilleure connaissance de la réalité (en cessant, par exemple, de confondre un principe avec son application), mais aussi une simplification de l'apprentissage (qui devient plus abstrait, mais porte sur moins d'objets).

Tout comme il faut dépasser le strict enseignement des contenus pour déboucher sur le développement des compétences, il faut, sur le plan du contenu, dépasser la stricte transmission d'information pour arriver à enseigner des concepts. Et pas seulement les faire manipuler de façon intuitive, mais au contraire les rendre explicites et en faire des outils délibérés de structuration des connaissances.

Comment peuvent s'élaborer des activités d'apprentissage explicitement axées sur la conceptualisation? Nous y viendrons. Il faut d'abord savoir clairement ce que sont ces concepts, lesquels doivent être retenus pour fins d'enseignement, et comment on peut les organiser dans une structure logique.


INFORMATIONS, CONCEPTS SPÉCIFIQUES ET CONCEPTS GÉNÉRAUX

Il y a beaucoup plus d'objets de connaissance que de processus cognitifs et affectifs ou de compétences; leur nombre est théoriquement infini. Même en se limitant à ce qui se trouve dans les programmes d'études du secondaire, une taxonomie des contenus est impensable. Il y aurait sans doute des dizaines de milliers d'informations et de notions.

Il faut pourtant que la liste d'objets d'apprentissage généraux demeure à taille humaine et permette de conserver une vue d'ensemble du curriculum - la forêt derrière la multitude des arbres. Nous devons donc abstraire considérablement et prévoir plusieurs niveaux d'abstraction. Et tout en acceptant le caractère inévitablement relatif - et donc arbitraire - des hiérarchies, expliciter quelque peu ce qui distingue Herbivore de Système.

Au premier niveau - le plus concret -, un très grand nombre d'objets d'apprentissage sont des informations: des faits, des données, des nombres, des énoncés. Par exemple Le sous-sol de la Côte-nord est riche en minerai de fer ou L'eau bout à 100º. Il s'agit d'énoncés mémorisables, porteurs d'une information précise et qui peuvent être qualifiés de vrais ou de faux. C'est l'équivalent des propositions en logique ou des constantes en mathématique. Ces objets de connaissance sont propres à une discipline donnée. Ils concernent au premier titre les spécialistes et les enseignants de cette discipline.

Derrière ces informations se profilent non plus des énoncés, mais des idées, des abstractions que nous nommerons concepts. Par exemple, le premier énoncé du paragraphe précédent (Le sous-sol de la Côte-nord est riche en minerai de fer.) réfère à industrie minière et à ressource naturelle. Le second (L'eau bout à 100º.) réfère, quant à lui, à ébullition ou, plus généralement, à changement de phase.

Ces concepts ne sont en soi ni vrais ni faux, puisqu'ils ne véhiculent aucune information spécifique. Il s'agit d'outils pour organiser les informations. Et tout comme un marteau est fait pour planter de nombreux clous, un concept doit permettre de regrouper de nombreuses informations. Ressource naturelle, par exemple, permettra de gérer de très nombreuses informations relatives non seulement aux mines de fer de la Côte nord, mais aussi au saumon du Pacifique. Ces concepts sont l'équivalent des opérateurs en logique ou des variables en mathématique.

Tous les programmes sont porteurs de leurs propres concepts. On s'y réfère souvent sous le vocable de notions et ces notions sont particulières à tel ou tel programme. Ressource naturelle n'a guère d'application hors de la géographie et Changement de phase est un concept propre aux sciences physiques. Pour cette raison, nous les nommerons concepts spécifiques.

Mais, au-delà de ces concepts spécifiques propres à une discipline donnée, se dissimule un palier supérieur d'abstraction qui est celui qui nous intéresse véritablement. Derrière Ressource naturelle, on retrouve le concept plus englobant de Ressource, tout comme Changement de phase n'est qu'une spécification de Transformation. Ces concepts, que nous nommerons concepts généraux, articulent l'ensemble du savoir humain (ou plus exactement, pour ce qui nous concerne, les éléments du savoir humain définis comme objets d'apprentissage par les programmes d'études). Ils sont transdisciplinaires par essence et il est possible d'en retenir un nombre limité qui constituent les éléments fondamentaux d'abstraction du curriculum secondaire.

Le schéma ci-dessous illustre cette hiérarchie dans l'abstraction.


POURQUOI ENSEIGNER DES CONCEPTS?

Nous allons voir bientôt comment un enseignant peut, dans le cadre de l'enseignement de sa matière, rendre explicites certains concepts, aider ses élèves à formaliser leur définition à l'aide des mots-clés et favoriser, dans une perspective d'intégration des apprentissages, la généralisation des concepts à des domaines extérieurs à sa matière. Mais il faut d'abord dire quelques mots sur l'importance de l'enseignement des concepts dans le processus de développement intellectuel de l'élève.

On sait, depuis Piaget (et les travaux ultérieurs des psychologues cognitivistes l'ont confirmé), que l'accession de l'intelligence au stade opératoire formel n'est vraiment complétée, chez la plupart des sujets, que vers 14 ans. En première secondaire, l'élève est donc, sauf exception, incapable d'effectuer seul, spontanément, systématiquement et consciemment, les conceptualisations et les généralisations qui lui seront si précieuses par la suite pour étendre à l'ensemble de son développement l'échantillon, somme toute fort modeste, des apprentissages que lui a proposés l'école. Alors, pourquoi lui parler de concepts en 1re secondaire?

S'il ne peut formaliser spontanément et chaque fois que cela est requis, l'élève est, en revanche, parfaitement capable de le faire si on le guide et si on l'encadre dans ce processus, et ce, même au primaire. Par exemple, il peut parvenir à produire, par essais et erreurs successifs, une définition tout à fait correcte d'un concept, à condition que l'enseignant:

C'est la répétition et l'exploitation systématique de tels exercices qui permettront d'accélérer le développement cognitif de l'élève et consolideront chez lui des habitudes de pensée qu'il exploitera ensuite spontanément et systématiquement lorsque sa maturité cognitive le permettra. Dans une perspective pédagogique, il s'agit là d'une contribution fondamentale à sa formation intellectuelle. Elle mise, comme l'école elle-même, sur la capacité de l'élève de généraliser ses apprentissages en les dégageant du contexte concret dans lequel il les a faits et, par application des abstractions à un nouveau contexte pertinent, de les transférer.

Une telle approche présente également des avantages pédagogiques concrets et immédiats, en permettant d'exploiter et de réinvestir, dans une matière donnée, des apprentissages parallèles effectués dans d'autres matières. L'élève le fait intuitivement, à l'occasion. Mais si l'enseignement y recourt de façon explicite et délibérée, des apprentissages, actuellement spécifiques et cloisonnés, s'en trouveront renforcés, parce qu'ils seront intégrés.

OBJECTIFS POURSUIVIS

À la lumière de ce qui précède, on peut formuler ainsi les objectifs que poursuit un enseignant en utilisant des éléments du présent document dans le cadre de ses cours:


COMMENT ENSEIGNER DES CONCEPTS?

Au secondaire, l'enseignement des concepts ne peut pas et ne doit pas se faire en vase clos: la philosophie ne s'enseigne qu'au collégial. Un tel enseignement doit donc toujours être branché sur l'enseignement d'un programme donné et sur les notions propres à ce programme. L'enseignant de mathématique ou de géographie ne doit pas se transformer en professeur de philosophie: il doit simplement continuer à enseigner la mathématique ou la géographie, mais avec une préoccupation de formation intellectuelle générale qui dépasse la seule maîtrise de connaissances ou même d'habiletés spécialisées.

Enseigner explicitement des concepts exige souvent un important ajustement pédagogique chez l'enseignant. Expliquons-nous d'abord par une analogie.

Tout programmeur vous dira que le code d'un logiciel se compose, en général, de deux parties sensiblement égales en importance et en volume: l'une qui assure le fonctionnement effectif du logiciel; et l'autre, souvent la plus frustrante pour le programmeur, qui surveille l'usager et communique avec lui, prévoit et détecte ses erreurs et ses maladresses, envoie les messages d'alerte et d'erreur, gère les anomalies, installe des mécanismes de sécurité pour protéger l'intégrité des données, fait le nettoyage en coulisses, etc. Si le programmeur était le seul usager du logiciel, l'effort de programmation et le volume de code nécessaires seraient deux fois moins considérables. Une partie substantielle de l'effort du programmeur consiste donc à se décentrer, à se mettre à la place de l'usager, à prévoir des erreurs qu'il ne commettrait pas lui-même, à décomposer en séquences d'opérations des actions que lui-même effectue de façon automatique et globale, à instaurer des mécanismes de contrôle et de vérification dont lui-même n'aurait nul besoin. La convivialité et même la fonctionnalité du logiciel dépendent de cet effort de programmation.

De même, l'enseignant, avant d'enseigner des concepts (même ceux qui sont spécifiques à sa matière), doit faire un traitement intellectuel de l'objet: se donner une définition claire et univoque des termes essentiels, disposer d'exemples et de contre-exemples et en connaître leurs limites, prévoir les confusions possibles avec des concepts voisins, connaître les liens logiques avec d'autres concepts nécessaires à l'utilisation du premier, et ainsi de suite.

Il doit ensuite effectuer un traitement pédagogique des concepts généraux. Essentiellement, la hiérarchie conceptuelle comporte trois niveaux:

On verra plus loin que les types de tâches demandées à l'élève devront être suffisamment variées pour permettre un travail sur chacun de ces trois objets. On placera donc alternativement l'élève en situation:

Il doit finalement choisir ou construire une activité d'apprentissage qui soit pertinente à l'objectif visé, qui tienne compte des intérêts et du niveau de développement de l'élève et qui respecte les quatre temps de la démarche d'apprentissage (mise en situation, expérimentation, objectivation, réinvestissement).

Nous pouvons donc maintenant résumer la démarche pédagogique d'un enseignant préoccupé de l'enseignement des concepts généraux à partir d'éléments de contenu de son programme d'études actuel.

RÉSUMÉ DE LA DÉMARCHE PÉDAGOGIQUE


Nous allons maintenant successivement détailler un exemple de cette démarche dans le cadre d'un cours de géographie (premier exemple) et de sciences (second exemple).