Acquisition of LISP Programming Skill
Anderson , J.R. and Corbett, A (1992)
pp 1-24, in S.C. Chipman and Meyrowitz, Foundations of Knowledge Acquisition: Cognitive Models of Complex Learning. Boston: Kluwer Press
Problématique
Anderson et Corbett proposent une théorie de l'acquisition de compétence ou savoir-faire (skill acquisition). Les termes de cette théorie sont les suivants:
- Les connaissances sous-jacentes à une compétence sont de type déclaratives. L'apprenant utilise l'observation et l'analogie pour résoudre un problème.
Par exemple, l'étudiant remarque qu'en langage LISP, l'expression (* 27 32) permet de calculer le produit de 27 par 32. Par analogie, l'étudiant essaiera l'expression (+ 10 15) pour caluculer la somme de 10 et 15.
- Ayant découvert que cette façon d'exprimer les opérations arithmétiques est correcte, cette connaissance particulière prendra la forme d'une règle de production.
- Ces règles de production se renforcent en fonction du nombre de fois qu'elles sont appliquées.
- Finalement, un compétence telle que la programmation en langage LISP consisterait en l'acquisition de plusieurs centaines de règles de production indépendantes. La résolution d'un problème consiste ainsi en la mise en oeuvre séquentielle de ces règles de production.
Expérimentation
Les auteurs ont mis à l'épreuve leur théorie en analysant plusieurs variables générées par l'interaction entre l'apprenant et un tuteur implanté dans un didacticiel d'apprentissage du langage LISP. Ce didacticiel comprend 12 leçons, chacune étant composée d'une dizaine d'exercices.
Le style de tuteur était celui d'un tutorat à feed-back immédiat: l'étudiant est suivi pas à pas dans sa résolution de problème. Dès que l'apprenant commet une erreur, le tuteur le lui fait remarquer et cette erreur doit être corrigée avant de pouvoir passer à l'étape suivante.
Un cycle d'interaction entre le tuteur et l'étudiant se déroule de la façon suivante:
- le tuteur définit un premier pas de programmation
- l'étudiant entre l'unité de code
- le tuteur évalue cette entrée. Si la réponse est correcte il propose le pas suivant, si elle est incorrecte, le tuteur fournit un feed-back et re-définit le même but.
Deux variables reflètant l'acquisition de compétences sont analysées:
- le temps de réponse:
- c'est l'interval de temps entre le moment où le tuteur est prêt à accepter un input et celui où l'étudiant envoie son bout de code
- l'exactitude:
- c'est le nombre d'essais qu l'étudiant utilise pour arriver à la bonne réponse.
Si l'on mesure ces deux variables en fontion du nombre d'exercices résolus, on ne trouve aucun indice d'acquisition de compétence.
Par contre, si l'on mesure ces variables en fonction du nombre de fois qu'une règle de production a été appliquée on observe une belle courbe d'acquisition: c.à.d. que le temps de réponse diminue et l'exactitude augmentent en fonction de l'augmentation du nombre de fois qu'une règle particulière est pratiquée.
Différences individuelles dans l'apprentissage
Les seules différences observées sont celles que l'on retrouve dans tout apprentissage, soit la plus ou moins bonne capacité d'acquérir de nouvelles connaissances et de les mémoriser.
L'apprentissage avec des tuteurs de style différent
Les résultat précédents ont soulevé plusieurs critique, notamment que la contrainte à rester sur la bonne voie par le tuteur ne reflète pas des conditions normales d'apprentissage. Suite à ces critiques les auteurs ont testé trois autres styles de tutorat:
- tutorat de prévenance(Flag tutor): dès que l'étudiant commet une erreur, celle-ci est portée à son attention, cependant l'étudiant peut l'ignorer et continuer à écrire son programme.
- tutorat à la demande: l'étudiant n'est pas interrompu par le tuteur, cependant l'étudiant peut demander un feed-back à n'importe quelle étape de l'exercice.
- pas de tuteur: les étudiants doivent résoudre les problèmes seuls.
L'analyse des mêmes variables que précédemment a montré que le temps nécessaire à la résolution d'une série d'exercices était inversément proportionnel au taux d'intervention du tuteur. Ainsi la différence entre les deux extrêmes, soit feed-back immédiat et pas de tuteur, peut varier de 3 à 1 pour le temps de résolution.
Cependant, aucune différence quant à l'acquisition de la compétence finale (mesurée par post-test) n'a été observée entre les différents environnement d'apprentissage.
Conclusions
Les auteurs concluent que l'apprentissage est fonction du nombre de fois que l'étudiant est passé avec succès au travers d'exercices et non comment l'apprenant a trouvé les solutions.
Critiques
- On peut se demander si les résultats obtenus avec ce type d'apprentissage (programmation) peuvent être étendus à d'autres apprentissages moins formalisables comme la lecture ou l'écriture (ce dernier pris dans le sens du travail de l'écrivain et non l'apprentissage de l'enfant).
- Comment décomposer un apprentissage comme l'écriture en règles de production ?
- La différence de temps d'apprentissage (3:1) en fonction du tuteur est très appréciable et est un argument en faveur de l'utilisation de tel tuteurs.
retour à STAF15
retour à la page principale
Mardi, 2 avril 1996
Daniel Scherly