Les animations sont des visualisations didactiques adaptées à l’apprentissage de phénomènes dynamiques complexes, car elles permettent de représenter explicitement leurs mouvements et leur transformation dans le temps et dans l’espace (Ploetzner, Berney & Bétrancourt, 2020). Toutefois, leur richesse informationnelle et leur caractère transitoire peuvent rendre leur traitement difficile, notamment pour les apprenants novices qui peinent à identifier les informations pertinentes pour la compréhension (Ayres & Paas, 2007). La signalisation visuelle constitue alors une solution pour mettre en évidence ces informations et orienter l’attention des apprenants au sein du matériel pédagogique (van Gog, 2022). Néanmoins, son efficacité dans les animations reste contrastée et semble dépendre à la fois des caractéristiques des signaux (de Koning & Jarodzka, 2017), mais également des connaissances antérieures des apprenants (Richter et al., 2016). Cette thèse vise à mieux comprendre les conditions d’efficacité de la signalisation en examinant trois modérateurs au regard des connaissances antérieures des apprenants : l’accessibilité visuelle des signaux, le contrôle de leur affichage et leur atténuation progressive au cours de l’apprentissage. Dans le prolongement des travaux de Boucheix et Lowe (2010), trois expérimentations ont été conduites à partir d’une animation représentant le mécanisme d’un piano droit, auprès d’apprenants présentant des niveaux faibles ou élevés de connaissances antérieures. Elles ont évalué les effets de ces modérateurs sur les performances d’apprentissage (compréhension, inférences, transfert), la charge cognitive et, à travers des mesures oculométriques, l’exploration visuelle de l’animation. Dans l’ensemble, les résultats ne mettent pas en évidence de bénéfice des signaux sur les performances d’apprentissage, ni d’effet de renversement lié à l’expertise. Ils montrent toutefois que les signaux peuvent modifier l’exploration visuelle de l’animation. Ces résultats suggèrent qu’aider les apprenants à regarder au bon endroit ne suffit pas à favoriser la construction d’un modèle mental fonctionnel du phénomène étudié, et invitent à s’interroger sur la manière dont ils interprètent les signaux afin de déterminer si ceux-ci soutiennent la compréhension des relations fonctionnelles du système ou conduisent, au contraire, à se focaliser uniquement sur les éléments signalés. |
Instructional animations are particularly well suited to learning about complex dynamic phenomena because they can explicitly represent movement and change over time and space (Ploetzner, Berney, & Bétrancourt, 2020). However, their high information density and transient nature can make them difficult to process, especially for novice learners, who may struggle to identify the information most relevant to understanding the represented phenomenon (Ayres & Paas, 2007). Visual signaling offers one way to highlight this information and guide learners’ attention within instructional materials (van Gog, 2022). Nevertheless, evidence of its effectiveness in animations remains mixed and appears to depend both on the characteristics of the signals themselves (de Koning & Jarodzka, 2017) and on learners’ prior knowledge (Richter et al., 2016).
This thesis aims to further our understanding of the conditions under which signaling is effective by examining three moderators in relation to learners’ prior knowledge: the visual accessibility of signals, learner control over their display, and the progressive fading of signals during learning. Building on the work of Boucheix and Lowe (2010), three experiments were conducted using an animation depicting the mechanism of an upright piano with learners with either low or high levels of prior knowledge. These experiments examined the effects of these moderators on learning outcomes (comprehension, inferences, and transfer), cognitive load, and, through eye-tracking measures, visual exploration of the animation.
Overall, the findings did not reveal any benefit of signaling for learning outcomes, nor any expertise reversal effect. They nevertheless showed that signals can alter learners’ visual exploration of the animation. These findings suggest that helping learners look in the right place is not sufficient to support the construction of a functional mental model of the represented phenomenon, and raise questions about how learners interpret signals, namely whether they support an understanding of the system’s functional relationships or instead lead learners to focus solely on the signaled elements. |