À la découverte des unités cognitives.

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Unite cognitive

À partir des constats de la représentation fonctionnelle de l’apprendre, le choix du matériel didactique à utiliser par le formateur ne peut être le résultat d’une opération fortuite ou intuitive. Il se doit d’être le résultat d’une démarche rigoureuse inspirée d’une intention didactique visant l’apprentissage.


Lorsqu’il s’agit d’identifier le matériel didactique le plus approprié, cinq questions fondamentales doivent guider ce choix :

  • Quelles sont les unités d’apprentissage?
  • Qu’est-ce que l’élève doit réaliser comme actions pour apprendre ces unités?
  • Quelles actions le formateur doit mettre en oeuvre pour faciliter la réalisation des activités d’apprentissage par l’apprenant?
  • Quel contexte mettre en place pour favoriser la construction de représentations chez l’apprenant?
  • Quel est le matériel didactique pertinent pour mettre en place le contexte d’apprentissage, réaliser les actions d’enseignement et faire réaliser les activités d’apprentissage?

1. L’émergence des unités cognitives (concepts clés)


La fonction principale d’un formateur est de faire apprendre. Or, l’exercice efficace de celle-ci ne relève pas de l’art, mais requiert au préalable la maîtrise d’un certain nombre d’éléments de compétence lié à la mise en œuvre du processus cognitif chez l’apprenant.


L’exercice d’une profession requiert généralement l’usage de méthodes, de techniques, de procédures, d’instruments techniques ou de matériaux spécifiques à la réalisation de tel ou tel acte professionnel. Il en est de même pour la profession d’enseignant. Sa pratique professionnellenécessite-t-ellee aussi, pour être efficace et efficiente, d’utiliser lui même, ou de faire utiliser par ses apprenants, des instruments ou des matériaux spécifiques. Ces instruments et ces matériaux lui permettront de réaliser ou de faire réaliser des actions précises, au moment opportun et dans des contextes bien définis, pour mettre en œuvre les différentes étapes du processus cognitif chez l’apprenant et ainsi en optimiser les apprentissages. Ce sont ces instruments que l’on nomme généralement «matériel didactique». Ils servent donc à favoriser ou faciliter la construction de représentations permettant la mise en oeuvre des opérations mentales etmotrices  chez les apprenants.


On sait maintenant que le processus d’apprentissage est constitué de différentes étapes (perception, traitement, élaboration de représentations conceptuelles, construction de représentations fonctionnelles). Chacune d’ellesnécessitet des opérations que l’apprenant doit effectuer de façon consciente et que le formateur doit provoquer et s’assurer qu’elles seffectuent,t et ce, correctement. L’usage des stratégies et du matériel didactique sont donc directement liés à ces opérations. Il doit les stimuler, les favoriser et faire en sorte qu’elles génèrent le résultat attendu. Évidemment, ce besoin de matériel ou d’outils de support varie, entre autres, selon le niveau de complexité des objets, des phénomènes ou des savoirs à traiter ainsi que de l’intention didactique du formateur et du programme de formation.


Traiter d’un objet matériel, concret et facilement observable dans un contexte donné, porte à penser que tout le monde se le représente de la même façon. Or, il existe toujours un écart entre la représentation du communicateur et la représentation que sefontt les apprenants de cet objet, si faible soit-il! Cet écart dépend généralement des sens véhiculés par les divers contextes où les personnes s’en sontfaits une première représentation ainsi que du moyen de communication utilisé.


À titre dexemple,e prenons le mot «table», il s’agit pourtant d’un objet simple, concret, facilement et fréquemment observable et d’un mot usuel, régulièrement véhiculé et faisant appel à un concept simple et concret. Cette situation à elle seule ne garantit pas l’univocité de la représentation mentale que s’en font les gens et encore moins de sa compréhension. Pour s’assurer qu’elle seraunivoque,e le formateur pourra utiliser un moyen et une stratégie didactique simples à savoir : présenter une photographie illustrant la table en question située dans un milieu donné. Il pourra aller au-delà, dépendamment de l’intention visée, et présenter d’autres photographies illustrant d’autres formes de tables situées dans d’autres milieux et ayant des usages différents. Cette stratégie aurait l’avantage de faire prendre conscience aux apprenants qu’il est normal que des personnes différentes aient des représentations différentes d’un même mot. L’important, pour celui qui l’emploie, est de faire en sorte que finalement tous ceux qui l’écoutent en aient la même représentation. Dans le doute, un apprenant devrait insister pour que le formateur explicite davantage ou représente mieux l’objet dont il est question.


Plusieurs objets d’apprentissage sont dits «abstraits» en ce sens qu’ils ne sont pas directement perceptibles par les sens. Ils font appel à des concepts abstraits dont l’information qui les caractérise n’est perceptible que par les effets qu’ils produisent ou par certaines propriétés caractéristiques.


Par exemple, la situation où un formateur, pour décrire ou expliciter des phénomènes ou des grandeurs physiques, utilise des mots tels : force, électricité, équilibre, masse, molécule, solution, photosynthèse. Plus complexe encore la situation où le mot utilisé, pour être bien représenté, nécessite de faire des liens avec d’autres concepts abstraits. Ainsi en électricité, par exemple, l’usage de termes tels : l’électron, la charge, la résistance, l’intensité, le potentiel et les grandeurs physiques qui leur sontassociéss comme volt, ampère, coulomb, ohm, … Il est facile d’anticiper des écarts importants entre lesreprésentationss mentales du formateur et celles construites éventuellement par ses apprenants.


Accompagner un apprenant pour qu’il en arrive à se construire les représentations conceptuelles et fonctionnelles de concepts abstraits lui permettant de les utiliser dans des situations concrètes etsignifiantes, nécessite l’adoption de stratégies et le support de matériels didactiques pertinents.


La qualité de la compréhension d’un phénomène par un apprenant repose sur la qualité des représentations conceptuelles et fonctionnelles qu’il s’en estconstruitet. Comme on l’a vu précédemment, celle-ci nécessite que l’apprenant dispose alors de concepts élaborés et représentés qu’il pourra évoquer ou activer au besoin afin d’agir. L’explicitation de ces concepts et les représentations qui y sont associées présupposenta priorii l’ancrage adéquat des concepts sous-jacents que je nomme concepts simples.


2. Élaboration de structures sémantiques des concepts


Pour faciliter la communication entre eux, les humains ont développé, au fil de leur évolution, différents moyens : des signes, des mots, des langages de différentes formes, des symboles, etc. Ceci nous amène aux notions «d’idée», de «mot» et de «concept». Le concept constitue l’unité cognitive des savoirs à apprendre. D’autres auteurs le définissent comme une unité de connaissance constituée par abstraction à partir de caractéristiques, traits, attributs ou propriétés communs à une classe d’objets, de relations ou d’entités. On le nomme souvent notion.


En général, on exprime verbalement nos idées par des mots, mais on écrit nos idées en utilisant des concepts. Puisqu’un concept se doit d’être construit sur la base d’une connaissance liée à un contexte, il est toujours plus difficile d’écrire que de dire. On est rarement en mesure de dire précisément ce que l’on pense, mais il faut nécessairement penser ce que l’on écrit. Écrire nous oblige d’abord à préciser et organiser nos idées pour que notre pensée soit transmissible et perçue correctement.


Assurer l’interprétation univoque des concepts exprimés devrait être l’objectif premier d’une communication en salle de classe. Elle nécessite de la part du formateur une construction organisée et cohérente des concepts et de leur relation, le contexte précisant les relations entre les concepts et ainsi leur donne un sens. Elle suppose que le formateur ait la capacité de se construire des structures sémantiques (champ conceptuel et carte sémantique), non seulement en lien avec l’objet à apprendre, mais également en lien avec le contexte d’utilisation par l’apprenant (réseau des situations didactiques). La détermination de ces structures présuppose la hiérarchisation et l’organisation des concepts entre eux. Cette organisation des concepts devient l’outil de base permettant aux apprenants de percevoir de manière univoque le savoir à apprendre.


La structure sémantique de concepts pourrait être appelée « la cartographie conceptuelle» (Novak, 1990b : 937). Elle est un moyen de représenter graphiquement, en deux dimensions, la structure conceptuelle d’une discipline ou d’une partie d’une discipline telle que perçue par un ou plusieurs individus. Sherrat et Schlabach, 1990 : 60-61, proposent trois étapes pour construire une carte conceptuelle :

  • Identification des concepts clés du domaine (ou du champ).
  • Classement des concepts des plus généraux aux plus spécifiques.
  • Mise en relation des concepts.

3. Identification des concepts clés d’un domaine (ou d’un champ)


L’analyse conceptuelle permet cette identification. Aussi appelée analyse notionnelle, elle permet en outre de repérer, délimiter et décrire les caractéristiques d’un concept désigné par un ou plusieurs termes dans un domaine spécialisé. Cette opération permet d’établir le champ conceptuel. Ce dernier peut être vaste puisquill est constitué de létendueu de tous les concepts d’une discipline ou d’un domaine donné.


L’analyse terminologique, c’est-à-dire l’analyse de textes spécialisés permet quant à elle de cerner les concepts véhiculés, les termes qui les désignent, et l’usage qu’en font les spécialistes. Ce sont ces deux dernières (l’analyse conceptuelle et l’analyse

terminologique) qui permettent l’organisation sémantique des concepts dans un domaine donné.


4. Classement des concepts des plus généraux aux plus spécifiques


Pour réaliser cette opération de classement ou de regroupement des caractéristiques d’un concept clé, je me réfère à Saadani et Bertran-Gastaldy (2000) qui nous suggèrent des classes de regroupement telles :

  • Des régularités dans les événements ou les objets
  • Des choses
  • Des processus
  • Des sensations
  • Des idées
  • Des constructions
  • Des relations
  • Des qualités
  • Des situations
  • Des propriétésAux fins

s de la présente, le terme «caractéristique» réfère à l’abstraction d’une propriété d’objet servant à décrire un concept ou notion, elle est souvent appelée trait sémantique. Exemples : caractéristique essentielle, caractéristique distinctive, trait sémantique intrinsèque, trait sémantique extrinsèque.


5. Mise en relation de concepts


Duncan (1990) propose sept questions permettant d’établir la relation entre le concept et ses caractéristiques. Les caractéristiques d’un concept constituent le sens de la relation du concept avec ses attributs.

  • Question 1 : Le concept est quoi?
  • Question 2 : Le concept a quoi?
  • Question 3 : Le concept utilise quoi?
  • Question 4 : Le concept cause quoi?
  • Question 5 : Le concept indique quoi?
  • Question 6 : Le concepinclutus quoi?
  • Question 7 : Le concept est pareil à quoi?


Boudreault, (dans Le savoir, 2003), entre autres, propose une façon de faire permettant l’émergence d’une structure arborescente illustrant l’interdépendance des concepts partant des plus simples, ceux qui permettent l’ancrage, à ceux qui sont dits intégrateurs. Cette structure sémantique, souvennomméemé arbre sémantique ou arbre de structuration sémantique, est un outil d’organisation de concepts utilisant une structure graphique arborescente. Il permet aux utilisateurs dcontenuss, de structurer l’information. Chaque branche de l’arbre représente un niveau sémantique.


Pour y arriver, Boudreault suggère une organisation en cinq niveaux hiérarchiques :

  • Les concepts intégrateurs,
  • Les concepts organisateurs,
  • Les concepts clés,
  • Les concepts simples
  • Les concepts d’ancrage.

Cette structure guidera l’enseignant dans l’identification des instruments et de la stratégie didactique à exploiter pour favoriser l’apprentissage.

En effet, c’est de la relation (action attendue) entre le concept organisateur et le concept clé qu’émergeront ces besoins.

Proposée à l’élève, cette même structure lui fournira les balises et les repères nécessaires à l’amorce de l’organisation de ses connaissances, première étape de l’élaboration de ses représentations conceptuelles.


Le concept intégrateur est le premier concept de la structure sémantique pour un programme d’études donné. Il se caractérise par ses attributs (ses caractéristiques) qui sont généralement les mots forts des différentes parties du programme d’études.


Les concepts organisateurs de la structure sont les concepts attributs du concept intégrateur.


Les concepts clés sont les concepts de base au sein desquels peuvent s’organiser une foule d’autres concepts (Saadani et Bertrand-Gastaldy, 2000). Ils constituent une catégorie de savoirs à apprendre pour être en mesure de construire des représentations fonctionnelles et ainsi mettre en oeuvre sa réflexivité. Ils donnent accès à l’objet à apprendre. Ils sont identifiés par un mot qui, dans le contexte exprimé par l’objectif, permet de partager et comprendre la base intégratrice des unités cognitives que l’apprenant devra apprendre pour pouvoir agir en contexte. Ils organisent l’ensemble de leurs attributs dans des ensembles et des sous-ensembles. Selon l’objectif à atteindre, c’est l’intention éducative, associée au sens généré par le contexte, qui permettra de les déterminer avec exactitude. Pour en faciliter le repérage et l’identification, Buzan (1995, 2003) nous propose cinq questions pour les identifier :

  • Quelle connaissance est requise?
  • Si c’était un livre, quel serait le titre des chapitres?
  • Quels sont mes objectifs?
  • Quelles sont les sept catégories les plus importantes dans le domaine
  • Quelles sont pour moi, les questions fondamentales ? Qui? Quoi? Quand? Pourquoi? Comment?

Le concept d’ancrage est la représentation que se fait l’apprenant du concept simple. Souvent, on désigne le concept simple par concept d’ancrage.  (Boudreault 2003). Le concept simple qui joue le rôle d’ancrage a surtout une fonction de pont entre la structure des concepts à faire apprendre et le répertoire des concepts de l’apprenant. Il doit servir à relier des concepts signifiants pour l’apprenant aux concepts de la structure sémantique. C’est à ce moment que l’apprenant est amené à passer du connu de son répertoire de représentations à l’inconnu des savoirs à apprendre. Les concepts simples constituent le dernier niveau de la structure du concept intégrateur » (Boudreault 2003). Pour le constructeur, les concepts simples représentent ce qui lui semble le plus élémentaire pour l’explicitation du concept intégrateur.Aux finss d’études ultérieures, une analyse didactique plus poussée permettrait de mesurer l’écart entre les concepts simples et ceux d’ancrage pour ainsi être en mesure d’atténuer certains problèmes d’apprentissage.


6. Des structures sémantiques différentes selon les contextes


L’utilité didactique des structures sémantiques est très précieuse puisqu’elle permet  :

  • d’aider les enseignants à rendre leur matière plus compréhensible;
  • de mettre l’accent sur la définition des concepts clés (Novak, 1990b : 943);
  • de négocier ou préciser les significations lors d’une discussion en classe;
  • d’identifier et corriger leurs fausses conceptions;
  • d’évaluer les structures cognitives des apprenants;
  • de mesurer leurs connaissances antérieures ainsi que les changements dans l’organisation de ces connaissances notamment les progrès réalisés suite aux activités d’apprentissage;
  • de documenter l’écart qui existe entre les connaissances des experts et celles des novices. (Beyerbach, 1998 : Winitzky, Kauchak et Kelly, 1994 ; Sherrat et Schlabach; 1990).

La compétence professionnelle

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La compétence est un concept qui a ici deux sens. Premièrement, il a le sens que lui donne le ministère de l’Éducation quand il parle d’approche par compétences en formation professionnelle depuis l’implantation de la réforme de 1986; et deuxièmement, il a un sens plus générique en ce qui a trait au développement de la compétence d’un individu que j’appellerai compétence professionnelle. Le ministère de l’Éducation a défini ainsi le concept de compétence comme étant :

« La compétence est un pouvoir d’agir, de réussir et de progresser qui

permet de réaliser adéquatement des tâches ou des activités de travail

et qui se fonde sur un ensemble organisé de savoirs ( connaissances,

habiletés de divers domaines, perceptions, attitudes, etc.).»

(Ministère de l’Éducation, 1999 : 4)


De manière plus générique et opératoire, j’utiliserai plusieurs auteurs pour construire une définition du concept de compétence professionnelle. Cette définition m’amènera à construire une représentation intelligible de la compétence pour les enseignants, cohérente selon les prescriptions du programme, conséquente par rapport au développement de la personne et aux attentes du marché du travail.

Premièrement, selon Tardif (1999), la compétence est un rapport pragmatique en plus d’être un rapport contextuel au savoir et aux informations. Je retiendrai de cette définition l’élément du rapport contextuel. Ce rapport contextuel apporte l’idée qu’une compétence est plus grande que la somme de ses parties car, ce qui en fait la qualité, c’est le lien de ses parties à un contexte donné. Pour expliciter cette idée de contextualisation, je compléterai cette définitionavec celle de Hardy, Desrosier-Sabbath et Dufrêne :

« L’apprentissage contextualisé conçoit que dès le début de leur formation

professionnelle, les élèves doivent développer des modèles

mentaux qui gèrent l’action et englobent les connaissances nécessaires

à l’action professionnelle réfléchie. Ainsi, en apprentissage

contextualisé, la compréhension et l’action sont en constante interaction

et l’élève acquiert par l’action et dans l’action la maîtrise des compétences

professionnelles visées.»

(Hardy , Desrosier-Sabbath et Dufrêne, 1995)


En ce qui a trait à la composition de la compétence professionnelle, je retiendrai la définition de Brien (1998 : 80) « Une compétence est un ensemble de savoirs, de savoir-faire et de savoir-être qui sont activés lors de la planification et

de l’exécution d’une tâche donnée. »


J’ai représenté le contexte par un ensemble qui englobe les constituantes (Fig. : 10). Le contexte est particulier en formation professionnelle, car il représente non pas la société comme en formation générale, mais le milieu de travail. En fait, le contexte donne le sens aux savoirs qu’il englobe. Les savoirs seront alors abordés de manière sémantique en rapport avec son contexte et non seulement syntaxique par rapport à leur sens propre. L’apprentissage en formation professionnelle doit être intimement lié au contexte professionnel de travail et à la technologique tel que vécu lorsque les étudiants se retrouveront sur le marché du travail.

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Mais comment sont organisées les composantes avec le contexte? Je m’ inspire de Gillet qui spécifie que la compétence est un système et qu’un système consiste en un ensemble d’éléments reliés entre eux et exerçant une influence les uns sur les autres.

« Compétence : un système de reconnaissances conceptuelles et

procédurales organisées en schémas opératoires et qui permettent, à

l’intérieur d’une famille de situations, l’identification d’une tâche problème

et sa résolution par une action efficace (performance).»

(Gillet,1971, dans Rey ,1986 :35)


La compétence est au croisement des savoirs (Fig. : 11). La contextualisation favorise la mise en oeuvre des interactions nécessaires pour la réalisation de la tâche professionnelle. L’influence des savoirs entre eux est stimulée par le contexte de travail que l’on pourrait appeler ici contexte socioprofessionnel. Mon schéma de la compétence professionnelle représente que cette dernière est toujours la conséquence d’une interaction. L’intention de l’enseignant dans les stratégies didactiques qu’il élaborera devra être de la faire développer, dans le sens de la faire croître et non pas de la faire apprendre. C’est à ce niveau que certaines confusions peuvent apparaître. Il ne faut pas que l’enseignant aborde la compétence comme un objectif. Le schéma que j’ai conçu a pour effet de faciliter l’encodage de ce concept dans le but de permettre à l’enseignant de l’assimiler et d’accommoder ses conceptions qui sont souvent influencées par une pédagogie de la transmission au lieu d’une pédagogie de l’appropriation.

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Gillet nous indique qu’il y a des caractéristiques de capacité et de connaissance liées à la compétence. « Les capacités et les connaissances nécessaires à la résolution de la situation problème constituent la compétence. »

(Gillet, 1971 : 69)


La figure ci-dessous est une représentation du concept de compétence professionnelle tel que je l’entends. L’ensemble illustre un système où sont en relation les composantes que sont les savoirs, le contexte où ils évoluent ainsi que les intersections entre les composantes.

Le savoir se définira comme étant l’ensemble des connaissances systématisées (Legendre, 1993 : 1134), le savoir-être comme étant l’ensemble des attitudes, des schèmes de perception, de valeurs qui sont plus ou moins attachés au

contexte (Tangay, 1991 : 153), le savoir-faire comme étant une habileté alliée à l’expérience dans l’exercice d’une activité professionnelle (Legendre, 1993 : 1135).

Le centre du schéma illustre la compétence professionnelle comme étant le fruit des relations entrent tous les éléments du système. La compétence professionnelle n’est pas un objet d’apprentissage en soi mais plutôt le résultat des relations

de ses éléments caractéristiques et de ses effets qui en suscitent l’émergence et le développement en lien avec le contexte. Cette représentation illustre bien que la compétence professionnelle est plus grande que la somme de ses parties. Si l’on s’inspire de Tangay (1991), la compétence semble être plus importante que la somme de ce qui la compose.

« La formation des compétences n’est pas que transmission et acquisition

de savoirs et de savoir-faire. Elle est simultanément transmission

et acquisition d’un ensemble d’attitudes, de schèmes de perception,

de valeurs qui sont plus ou moins attachés aux groupes sociaux

vers lesquels la formation oriente les individus. Celle-ci doit par conséquent

être interrogée en tant que processus de socialisation.»

(Tangay 1991 : 153)


Les intersections (Fig.: 12) m’ amènent à identifier qu’une formation sans savoir-faire produirait que de la connaissance , qu’une formation sans savoir produirait que de l’exécution et qu’une formation sans savoir-être produirait que de la performance. Ces intersections illustrent bien les connaissances et les capacités de Gillet (1971) ainsi que l’action efficace qu’il nomme performance.

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La définition du concept de compétence professionnelle que j’adopte est comme la conséquence d’un rapport simultané entre le savoir-être, le savoir et le savoir-faire où chacun de ces éléments est relié aux autres et exerce une influence sur les autres en rapport avec le contexte lié aux groupes sociaux vers lesquels la formation oriente l’individu.

Ceci m’amène à vouloir faire en sorte que les enseignants de la formation professionnelle à comprendre mieux le concept de compétence à partir de la formalisation de leur propre expertise professionnelle. La relation didactique devient alors une piste intéressante pour aborder ce changement. Mon idée est d’amener l’enseignant à formaliser l’objet d’apprentissage et de le transposer dans des situations didactiques associées à l’intention de favoriser le développement de la compétence de l’étudiant. Ce contexte devrait favoriser, chez l’enseignant, le développement de sa propre compétence en didactique.

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