Charge cognitive

La charge cognitive est une théorie développée par John Sweller et Fred Paas (mais d'autres chercheurs travaillent sur cette notion) qui tend à expliquer les échecs, ou les réussites, des personnes essentiellement en activité d'apprentissage mais aussi en activité de résolution de problème.

La charge cognitive met en jeu la capacité de stockage d'informations en mémoire de travail et l'intégration de nouvelles informations. Comme la mémoire de travail est limitée, il est nécessaire que les informations utiles à l'accomplissement d'une tâche puissent être aisément traitée. Ces informations le seront d'autant mieux qu'elles sont intégrées à un schéma mental. Si la mémoire de travail ne peut traiter que trois données simultanément, la taille de ces données n'est, semble-t-il, pas limitée. Un schéma qui englobe toute une série d'objets et d'actions pourra être traité comme une seule donnée. Si un trop grand nombre d'informations demande à être traité, la charge cognitive sera trop importante et cela aura comme effet l'échec de la tâche ou l'impossibilité de créer ou de faire évoluer des schémas en mémoire à long terme.

les différents types de charge cognitive

Cette charge cognitive dépend de ce qui est présenté (charge intrinsèque) et de la façon dont cela est présenté (charge extrinsèque). Ces deux aspects s'additionnent. Cela signifie que la charge intrinsèque d'une tâche peut être acceptable en mémoire de travail, mais si à cela s'ajoute une charge extrinsèque trop importante, le sujet sera en surcharge cognitive.

La charge intrinsèque est liée à la tâche en elle-même, elle ne pourrait être allégée qu'au prix de suppressions d'éléments de la tâche. Cependant Schnotz note qu'une même tâche accomplie par des novices ou des experts n'engendrera pas la même surcharge cognitive. Cela démontrerait que l'expertise permet d'alléger la charge intrinsèque.

La charge extrinsèque peut être modifiée car elle est liée à la façon dont est présentée l'information. Si une tâche pour être accomplie oblige au traitement quasi simultané d'informations distantes (par exemple dans un texte), la charge cognitive sera accrue puisque en mémoire de travail devra être conservée une information nécessaire à la compréhension d'une autre. Une co-présentation permettrait de réduire la charge cognitive.

Apprentissage et charge cognitive

Deux modalités d'apprentissage ont été particulièrement étudiées : la première a trait à tout ce qui entraîne une « dissociation de l'attention ». Sous cette expression il faut entendre la nécessité pour le sujet de traiter simultanément deux types d'informations afin de les unir en une seule. Ainsi il semble préférable d'apprendre le fonctionnement d'un ordinateur grâce à un manuel intégrant toutes les informations nécessaires plutôt qu'au moyen d'un manuel qui oblige à un constant aller-retour avec l'ordinateur.

Le second élément qui peut produire une surcharge cognitive concerne la manière dont est présentée une information. Une combinaison d'informations qui combine l'oral et le visuel peut réduire la charge cognitive. Cependant, cette combinaison ne doit pas être redondante au risque de provoquer une surcharge cognitive. Chaque élément doit renforcer l'autre mais ne pas le répéter. Si ce n'est le cas, l'aide espérée provoque finalement une dissociation de l'attention.

Cette influence de la modalité apparaît aussi lorsque le but de la tâche est de procéder à un apprentissage. En ayant un même objectif d'apprentissage, il est souvent possible de choisir un type de tâche à un autre. Ainsi travailler à partir d'exemples s'avère moins couteux en termes de charge cognitive que de résoudre un problème. Cependant cette tendance peut s'inverser lorsque les apprenants ont déjà une expertise du domaine. D'ailleurs, le fait d'être expert ne permet pas toujours de répondre mieux à la tâche qu'un novice. Des informations utiles à des novices auraient un effet redondant pour des experts, qui s'encombreraient alors inutilement leur mémoire de travail (MDT). Cependant une autre interprétation de cette redondance présente celle-ci, non comme une surcharge, mais comme une gêne pour forger un nouveau schéma mental. Parce que la tâche est trop simple, il n'y a pas de volonté d'apprendre (i.e. transformer un schéma cognitif en un nouveau plus efficace).

L'intégration de schémas mentaux

En effet, il est à noter que la charge cognitive peut être positive (charge essentielle : germane cognitive load) lorsqu'elle permet l'intégration de schémas mentaux. Aussi, lors d'un apprentissage, si la charge intrinsèque et la charge extrinsèque sont réduites, il faut encourager les élèves à développer des schémas cognitifs. Lorsqu'un schéma est intégré, il peut s'automatiser par la répétition des actions. C'est d'ailleurs grâce à ces schémas mentaux que la mémoire de travail peut traiter des informations qui sont en fait des combinaisons d'éléments plus simples. La lecture n'est pas un simple déchiffrement de lettres, loin de là, mais parce que ces signes sont immédiatement transformés en mots, ils ne forment qu'une information dans la MDT. Cette charge appropriée est sensible lors d'un apprentissage. Elle n'est pas automatique et divers variables lui permettront de se réaliser. Un point essentiel est ainsi la motivation ; si le sujet ne désire pas acquérir un schéma cognitif nouveau, la multiplication des tâches, les possibles simplifications, tout ce qui permet de réduire la charge cognitive extrinsèque ne serviront à rien.

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