American Journal of Innovative Research and Applied Sciences. ISSN 2429-5396 I www.american-jiras.com
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| Said Abouhanifa
*1
|
*1.
Centre Régional des Métiers de l’Education et de la Formation, Casablanca- Settat | Annexe de Settat | Département de Mathématique | Settat |
Maroc |
| Received | 23 June 2018 | | Accepted | 10 June 2018 | | Published 23 July 2018 |
RESUME
Introduction : La carence d’efficacité des élèves devant un problème nouveau, même que ces élèves ont les connaissances
nécessaires à la résolution du problème, est un signe de déception et d’obstruction pour un véritable apprentissage. Contexte : les
élèves du secondaire qualifiant (lycée), à l’âge de 15 à 16 ans, se distinguent par rapport à leur comportement stratégique face à
l’apprentissage, ils utilisent généralement moins de stratégies ou les utilisent de manière inefficace. Objectifs : À travers l’idée selon
laquelle la métacognition à un impact distinctif sur la performance des élèves, cet article vise l’étude de l’influence des stratégies
métacognitives manifestées sur les performances en résolution de problèmes, d’élèves marocains à l’âge de de 15 à 16 ans, inscrits en
troncs communs scientifique du baccalauréat international. Méthodes : nous avons construit des outils afin de dévoiler l’influence des
dimensions métacognitives sur la réussite des élèves du secondaire et les administrés auprès d’un échantillon de 33 élèves.
Résultats : Nous avons mesuré, d’une part, les niveaux de métaconnaissances et de stratégies de régulation cognitive déclarées par
les élèves et, d’autre part, leurs performances en situation de résolution de problèmes. Conclusions : Suivant une concordance
explicite entre les critères de performances respectées et les composantes de métacognitions, nous avons pu parvenir à exhiber
comment les métaconnaissances et les stratégies de régulation pourraient intervenir dans la résolution de deux problèmes et que leurs
absences pourraient emporter des obstacles de résolution.
Mots-clés :
Métacognition, métaconnaissance, autorégulation, résolution de problèmes, performance.
ABSTRACT
Introduction: The lack of effectiveness of students in a new problem, even if these students have the knowledge to solve the
problem, is a sign of disappointment and obstruction for real learning. Context: High school students at the age of 15 to 16 stand out
from their strategic behavior when it comes to learning, they generally use fewer strategies or use them inefficiently. Objectives:
Through the idea that metacognition has a distinctive impact on student performance, this article aims to study the influence of
metacognitive strategies manifested on problem-solving performances, from Moroccan students to students. age of 15 to 16 years,
enrolled in common scientific baccalaureate international baccalaureate. Methods: We constructed tools to uncover the influence of
metacognitive dimensions on the success of high school students and those administered to a sample of 33 students. Results: We
measured, on the one hand, the levels of metacognition and cognitive regulation strategies declared by students and, on the other
hand, their performance in problem solving situations. Conclusions: Following an explicit agreement between the respected
performance criteria and the metacognition components, we managed to show how metaconnections and regulatory strategies could
intervene in the resolution of two problems and that their absence could lead to resolution obstacles.
Keywords:
Metacognition, metaknowledge, self-regulation, problem solving, performance
.
1. INTRODUCTION
Le manque d’efficacité des élèves devant un problème nouveau, même que ces élèves ont les connaissances nécessaires
à la résolution du problème, est un signe de déception et d’obstruction pour un véritable apprentissage. Ce qui a conduit
des chercheurs, Legrand (1991), Robert (1993), Dorier (1992), Rogalski (1991) et Artigue (1993) [1,2,3,4,5], à travailler
sur d’autres objets que les connaissances mathématiques : ils proposent d’adjoindre dans l'enseignement des éléments
de connaissances ou de réflexion sur les mathématiques des domaines retenus. Il se peut être des méthodes, des
moyens systématiques de contrôle ou de choix de stratégies, ou des activités portant sur la nature même des concepts à
apprendre : on les concorde aux connaissances métacognitives.
Dans notre contexte, les élèves du secondaire qualifiant (lycée), à l’âge de 15 à 16 ans, se distinguent par rapport à leur
comportement stratégique face à l’apprentissage, ils utilisent généralement moins de stratégies ou les utilisent de
manière inefficace. Cette constatation a été étudiée par Pressley et Levin (1987) [6]. Les élèves appliquent parfois des
stratégies qui leur demandent trop d’efforts cognitifs ou qui ne leur permettent pas de résoudre facilement le problème.
ORIGINAL ARTICLE
LES STRATEGIES METACOGNITIVES UN APPUI A LA RESOLUTION DE
PROBLEMES
METACOGNITIVE STRATEGIES SUPPORT FOR PROBLEM SOLVING
*Corresponding Author and Author Copyright © 2018: Said Abouhanifa. All Rights Reserved. All articles published in American Journal of Innovative Research
and Applied Sciences are the property of Atlantic Center Research Sciences, and is protected by copyright laws CC-BY. See: http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/.
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La possibilité d’utiliser des stratégies efficaces par les élèves demande un certain niveau de connaissances métacognitives
[7] : l’élève doit non seulement connaître des stratégies, mais il nécessite d'éprouver les situations dans lesquelles elles
peuvent être utiles et la façon dont elles doivent être appliquées dans des tâches variées.
En interrogeant plus particulièrement ce que contrôle effectivement ces élèves ; surtout les aspects métacognitifs de
leurs démarches et à partir de l’idée selon laquelle la résolution de problème implique des processus de réflexion, de
compréhension et de contrôle du fonctionnement cognitif de l’élève, nous souhaitons dans ce travail, préciser
l’importance de la métacognition et son impact sur la réussite des élèves en situation de résolution de problème. Ce qui
nous a amené à déterminer les niveaux de métacognition exercés par ces élèves relativement aux deux problèmes non
routiniers, et d’estimer leurs performances.
2. Métacognition et conceptualisation
La psychologie cognitive a dévoilé une exploration dans la structure de la notion de métacognition en faisant référence à
la pensée sur soi-même. Noël (1991) a proposé un éclaircissement qui prend en compte les différentes formes
développées dans les travaux de ceux de Flavell (1979), Brown (1987), Pinard (1992) et Garner (1987) [8,9,10,11,12].
Elle procure ainsi d’éclairer la métacognition comme :
« Un processus mental dont l’objet est soit une activité cognitive, soit un ensemble d’activités cognitives que le
sujet vient d’effectuer ou est en train d’effectuer, soit un produit mental de ces activités cognitives. La
métacognition peut aboutir à un jugement (habituellement non exprimé) sur la qualité des activités mentales en
question ou de leur produit éventuellement à une décision de modifier l’activité cognitive, son produit ou même la
situation qui l’a suscité ».
(p. 17)
Cette différenciation entre les connaissances et le processus de mise en œuvre a été étudiée par de nombreux
chercheurs traitant le concept de la métacognition.
Dans la littérature, Flavell (1976, 1979, 1981), la métacognition est de deux ordres : l'un est axé sur les
métaconnaissances, lorsqu'il s'agit des connaissances que le sujet possède de ses propres processus de pensée, ou de
ceux d'autrui [8-9]. L’autre est axé sur les habiletés cognitives, ou les outils cognitifs permettant de guider, de planifier et
de réguler l’action, Brown (1987) [10].
La métacognition engage la pensée du sujet à réfléchir sur elle-même. Par ailleurs, cette pensée réfléchie est capable de
produire des connaissances sur ses propres connaissances ; ce qu’expriment les métaconnaissances. Ensuite, à travers
une prise de conscience plus ou moins importante, cette pensée permet à ce sujet de contrôler la régulation de ses
activités, ce qui se traduit par une autorégulation.
3. La portée de la métacognition
Les deux ordres de la métacognition ont des fonctions spécifiques. D’une part, les divers types de métaconnaissances
informent la personne sur les objectifs de la tâche. Ces connaissances participent ainsi à la sélection, l’évaluation et la
renonciation des buts et les stratégies durant l’action. D’autre part, en s’appuyant sur ces événements, l’élève serait
capable de mettre en place une activité autorégulée, en créant des plans d’action, en choisissant les stratégies les plus
appropriées et en évaluant les résultats en fonction des buts.
Le tableau 1 suivant illustre les composantes de la métacognition regroupant les métaconnaissances et l’autorégulation :
Tableau 1 : Les composantes de la métacognition
Ordres de la
métacognition
Eclairage sur les composantes
Auteurs
Métaconnaissances
Représentation de soi lors de
l’exécution d’une tâche - ses
réactions, ses émotions, ses
forces, ses faiblesses
cognitif, situationnel,
motivationnel et
affectif
Flavell (1979, 1987, 1992) ;
Legrand (1991), Robert
(1993), Dorier (1992),
Rogalski (1991) et Artigue
(1993), Ferrari, Bouffard &
Rainville (1998) et Victori
(1999) ; Pintrich (1999).
Garner (1987)
La nature, les caractéristiques,
l’utilité, l’étendue, les exigences,
les conditions de réalisation de la
tâche
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Stratégies générales pour
apprendre, stratégies spécifiques
pour réaliser des tâches,
conscience de l’utilité et des buts
de la stratégie, les types de
connaissances liés à la stratégie :
le quoi, le comment, le quand et le
pourquoi
[9,1,2,3,4,
5,12,13,14,15]
Autorégulation
cognitive
Organiser le traitement de
l’information, analyser les buts et
les exigences de la tâche : choix
des stratégies, définition des
étapes à suivre, estimation du
temps, anticipation du succès
l’aspect exécutif ou procédural
Brown (1987) ; Flavell
(1979, 1987, 1992) ; Allal
et Saada-Robert (1992) ;
Pressley & Levin, (1987);
Garner (1987) ; Noël
(1991) ;Zimmerman et
Risemberg (1997) Bouffard
(1998), Zimmerman et al.
(2000). Gaveleck et
Raphael (1985)
[10,9-8-
7,16,6,12,8,13,17,18,19,20]
Superviser l’exécution de la tâche
Apporter les correctifs à la
planification, changer de stratégie,
arrêter une procédure, continuer
la démarche
Les métaconnaissances constituent une accumulation de connaissances interconnectées qui portent sur la personne, sur
la tâche et sur les stratégies [21]. D’autres chercheurs, Ferrari, et al., (1998) and Victori, (1999), constatent que les
métaconnaissances jouent un rôle fondamental dans les performances des élèves [13,20].
En ce qui concerne l’autorégulation, les recherches se distinguent quant aux stratégies et aux champs d’apprentissage
analysés, mais elles semblent s’accorder autour des stratégies majeures de l’autorégulation cognitive qui sont la
détermination du but, la planification, le contrôle et la régulation.
Selon Flavell (1987), dans la détermination du but, l’élève décide du point d’aboutissement des procédures qu’il va mener
[21]. Quant à la stratégie de planification, elle renvoie à l’élaboration d’un plan d’action, (Pintrich, 1999) [15]. Pendant la
mise en œuvre du plan d’action, la stratégie de contrôle permet à l’élève de surveiller et d’évaluer avant, après et au
cours de l’action. Cette stratégie de contrôle est primordiale pour conduire la complexité d’un problème. Par contre, la
régulation des activités et de celles des buts, ne cherche pas à influencer le résultat de la tâche en cours, mais agit au
profit de l’issue de tâches ultérieures [19,18].
Dans le cadre d'une tâche finalisée, Allal et Saada-Robert (1992) expriment la régulation métacognitive pour décrire le
processus d'autorégulation cognitive [16].
Gaveleck et Raphael (1985) a établi que par le souhait de la métacognition (…) qu’elle permet la généralisation des
performances à des situations différentes, c’est qu’elle fait de l’apprenant, un sujet auto-évaluateur, quelqu’un qui a
appris comment apprendre [20].
Quant aux apports de l’autorégulation, Zimmerman et Risemberg (1997) articulent les stratégies variées telles que la
fixation de buts et l’utilisation de modèles ou de guides, jouent un rôle important dans la récursivité et la redéfinition
continue des processus de planification, de contrôle et de régulation [17].
4. Matériels et Méthodes
Les participants à cette étude étaient des élèves du tronc commun scientifique, filière baccalauréat international, option
française dans un lycée au Maroc. La moyenne de leurs âges est d’environ 16 ans et leur positionnement est la 10e
année de scolarité à compter de l’entrée en primaire. Nous avons interrogé toute la classe constituée de 33 élèves dont
19 filles et 14 garçons. La spécificité de cette classe est l’enseignement public des points de vue, critères d’admission,
programmes, nombre d’heures d’enseignement, débouchées, dans la délégation provinciale, au cours de l’année scolaire
2014 /2015. La composition de cette classe est déterminée à partir d’un geste de sélection sur la base des notes de
l’examen au terme de la 3
e
année du secondaire collégial.
Afin de déterminer les niveaux de métacognition exercés par les élèves relativement à une tâche et d’estimer les
performances des élèves, en situation de résolution de problèmes en relation avec cette tâche, une expérimentation a été
faite avec leur professeur de mathématiques, dans les séances habituelles de cours. Le choix de travailler plus
spécifiquement avec cet enseignant volontaire, résulte du fait qu’il s'est montré intéresser par notre objet d'étude ; c’est
un enseignant de secondaire qualifiant qui a une expérience de 26 ans dans l’enseignement, il a contribué à
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l’encadrement des professeurs stagiaires de mathématiques lors des stages pratiques en tant que conseiller pédagogique,
dans le cadre de la formation des enseignants au centre régional des métiers de l’éducation et de la formation de Settat,
où j’exerce moi-même la fonction de formateur.
Nous avons mené plusieurs rencontres formelles et informelles, que ce soit dans le cadre de l’accompagnement des
professeurs stagiaires au lycée de stage à la fin des séances en classe, que dans des rencontres spécifiques pour
chercher à expliciter des décisions prises dans l'action à propos de l’expérimentation. Connaissant les conditions de travail
dans le lycée, la non-disponibilité des enseignants après le cours, ces rencontres nous ont tout d'abord semblé difficiles à
effectuer. Cependant, une des caractéristiques de cet enseignant, c’est que nous avions eu l’occasion de se rencontrer
hors de la classe. Chose qui nous a aidé à préparer l'expérimentation ensemble. Nous avons cherché en effet, moi (le
chercheur) et l’enseignant (l’expérimentateur) à documenter la co-construction des problèmes pour mesurer le niveau de
développement de stratégie métacognitive chez les élèves en lien avec les problèmes proposés.
Convaincre l’enseignant chargé de la mise en œuvre de l’expérimentation sur le choix des problèmes à proposer aux
élèves et qui doivent être issus de la vie quotidienne ou qui ont des liens avec les autres matières, nous a conduit à
prendre les considérations suivantes : tout d’abord, l’enseignent n’a jamais exploité avec ses élèves les problèmes
complexes et que les élèves eux-mêmes n’ont pas eu l’occasion d’apprendre à gérer le complexe auparavant. Ensuite, il
n’était pas possible de proposer à ces élèves des situations demandant des démarches inductives dans la résolution,
puisqu’il s’agit de leur première année d’enseignement scientifique donné en langue française, où la compréhension du
contexte et la consigne du problème leur posent un grand défi.
Donc, notre choix de la tâche a été voué de telle sorte que le problème ne doit pas être routinier et doit être complexe et
que la ou les tâche(s) à résoudre doivent être d’un niveau disponible, selon la typologie de mise en fonctionnement des
connaissances d’Aline Robert. Il doit présenter une progression dans la difficulté tout en offrant un avantage à la mise en
équations et inéquations par rapport aux méthodes et manipulations algébriques choisies parmi un ensemble de
transformations possibles. Dans ce choix, nous nous sommes attachés à proposer des problèmes dans le but d’étudier
dans quelle mesure les procédures maîtrisées par les élèves dans des tâches habituelles sont mobilisées, correctement
exécutées et coordonnées lorsqu’il s’agit de problèmes non routiniers. Ce choix nous a coûtés en matière de la complexité
des problèmes proposés, mais nous a permis de réaliser des gains en matière d’adhésion des élèves dans le processus de
résolution.
Dans un premier temps, nous avons demandé aux élèves de résoudre les deux problèmes individuellement et de traiter
chaque problème dans une feuille à part.
Afin de collecter plus d’indicateurs, qui favorisent la réflexion métacognitive, nous avons demandé aux élèves de laisser
les traces écrites de tous ce qu’ils pensent ‘brouillon’ en dos de la copie. Ceci nous a aidés d’avoir un aperçu sur la façon
de faire et a permis d’inciter les élèves à réfléchir sur les stratégies utilisées, les tâches et les difficultés rencontrées. Dès
que les élèves ont commencé la résolution du premier problème en autonomie, l’enseignant responsable de la classe,
n’est pas intervenu pendant le processus de résolution, sauf qu’il a répondu à quelques questionnements des élèves, au
fil de la séance afin de leur permettre d’exprimer spontanément leurs réflexions. Il encourage les élèves à faire des liens
entre les problèmes posés, les séances de cours et d’exercices déjà vu. Pendant une période de recherche de 20 mn, les
élèves ont produit des solutions du premier problème.
Après avoir terminé cette tâche, les élèves étaient invités à remplir un questionnaire pour mesurer les niveaux de
métacognition. Juste après cette tâche, l’enseignant a fait la correction du premier problème avec ses élèves. Pour faire
travailler l’aspect motivationnel, l’enseignant a essayé de transmettre aux élèves un sentiment de confiance et
d’encouragement, notamment en soulignant les aspects positifs dans le processus de résolution des élèves, et a cherché
à développer un style attributif adéquat chez eux, en leur montrant les liens entre un comportement stratégique et les
performances en résolution de problèmes. Juste après, nous avons demandé aux élèves de résoudre en autonomie le
deuxième problème.
Enfin, nous avons sollicité trois enseignants de mathématiques extérieurs à la recherche pour évaluer la qualité des
productions des élèves à l’aide d’une grille. Chaque production a été évaluée par les trois évaluateurs qui notaient tous
les items de la grille.
Instruments de mesure
Élaboration du questionnaire afin de mesurer les niveaux de métacognition :
Pour mesurer les niveaux de métacognition manifestée par les élèves lors de la résolution de la tâche, nous avions servi
d’un questionnaire (annexe1). Cet outil a été construit à partir de la classification des composantes métacognitives
proposée par Flavell (1992) qui comprend les métaconnaissances et l’autorégulation [7]. Pour élaborer les items
correspondant à la première catégorie, nous nous sommes inspirés des travaux d’Escorcia& Fenouillet (2011) [22].
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Ainsi, cette partie du questionnaire cherchait à mesurer trois types de métaconnaissances ; qui sont : des connaissances
personnelles, des connaissances sur la tâche et des connaissances sur les stratégies :
Connaissances personnelles de l’élève en tant que producteur de la tâche :
Savoir organiser les informations dont il dispose avant de résoudre le problème.
Avoir du mal à reconnaître les forces et les faiblesses dans le domaine de résolution de problèmes.
Savoir se motiver pour résoudre le problème.
Des connaissances sur les stratégies :
Être un bon juge de la qualité de la solution trouvée.
Lorsqu’on utilise une méthode durant la résolution du problème, c’est après avoir fixé un objectif précis à l’esprit.
Quel que soit l’objectif du travail, on utilise toujours les mêmes méthodes.
Rédiger une solution d’une tâche donnée à partir d'une réflexion sur la combinaison de deux ou plusieurs
connaissances mathématiques.
Des connaissances sur le type de la production :
Avant de commencer, on doit connaitre la structure du type de résultat à produire.
Savoir quelles sont les caractéristiques du type de solution qu’on doit produire.
Prendre conscience des difficultés du type de résultat seulement quand on devrait être en train de résoudre le
problème.
Nous avons également fait appel à la classification des stratégies d’autorégulation identifiées par Zimmerman et Martinez
Pons (2004) [23]. Ainsi que plusieurs stratégies telles que la fixation de buts, l’utilisation de standards d’évaluation,
l’auto-enregistrement, l’auto-instruction, la structuration de l’environnement et le choix de modèles inspirés des travaux
d’Escorcia et Fenouillet (2011) [22].
Fixation d’objectifs :
Prendre en compte les objectifs de la tâche avant la résolution du problème.
Commencer à résoudre le problème dès la lecture de la consigne.
Prévision d’un plan :
Réfléchir à ce qui sera nécessaire de faire avant de commencer.
Au début, on doit faire un plan en organisant les idées à traiter.
Enregistrement de son comportement :
Faire d’abord une liste de savoirs mathématiques à utiliser pour aborder le problème.
Estimer le résultat du problème avant la résolution complète.
Utilisation de modèles ou méthodes :
Utiliser un modèle ou une méthode déjà vue pour identifier les points à développer.
Se baser exclusivement sur son propre point de vue quant à la qualité du résultat.
Structuration du contexte :
Quand on doit être en situation de résolution de problèmes, le lieu où on ait est secondaire.
Auto instruction ou dialogues avec soi-même :
Pendant la résolution, on doit se dire à haute voix ou mentalement ce qu’on devrait faire.
Utilisation de critères d’autoévaluation :
Analyser l’efficacité des façons de faire pendant la résolution du problème.
Évaluer la qualité de la production uniquement après avoir fini la résolution.
Pour répondre au questionnaire, les élèves devaient noter sur une échelle de Likert qui contenait quatre degrés (jamais,
rarement, fréquemment et tout le temps), la fréquence à laquelle les caractéristiques citées s’adaptaient le mieux à leur
situation quand ils sont en train de résoudre un problème.
Afin d’examiner la clarté et la pertinence de la première version du questionnaire, qui contenait 22 items, nous l’avons
administré auprès de 9 élèves du tronc commun de la première année du baccalauréat scientifique.
Une analyse des différentes remarques manifestées par ces élèves nous a permis d’éliminer quelques idées
supplémentaires et de reformuler les items du questionnaire afin de les rendre plus compréhensibles par les élèves.