Rieber, L. P. (1990). Using computer animated graphics in science instruction with children. Journal of Educational Psychology, 82 (1), 135-140.

L'auteur étudie l'effet du type de représentation graphique (statique, dynamique, absente) en fonction du type de pratique (behavioriste, cognitive, absente) auprès d'enfants de l'école primaire.

Voir aussi Tableau-synthèse 1.7

Variables. 3 (mode de présentation) x 3 (pratique) x 6 (objectifs d'apprentissage; intragroupe)

Sujets. Cent dix-neuf enfants de 4e année (n = 55) et de 5e année (n = 64), d'une école primaire au Texas, participent à l'expérience. Les enfants sont assignés aléatoirement à l'un des neuf traitements expérimentaux qui découlent du croisement des variables mode de présentation et pratique. Le nombre de sujets par groupe varie entre 11 et 15.

Traitement. Le matériel expérimental consiste en une leçon sur deux lois physiques de Newton (mouvement, impact de la masse sur l'accélération). La leçon est présentée à l'ordinateur par le biais d'une succession d'écrans. À l'aide du clavier, les enfants déterminent eux-mêmes la durée de présentation des écrans. Le matériel expérimental est semblable à celui utilisé dans Rieber (1989). La nouvelle version est cependant moins difficile que celle utilisée dans l’étude de 1989 et les composantes picturale et linguistique sont présentées sur des écrans séparés.

Variable 1: Mode de présentation de la leçon présentée à l'écran
1.1 Représentation graphique statique du phénomène (le mouvement et l'accélération sont représentés à l'aide de flèches) et texte.
1.2 Représentation graphique dynamique du phénomène (le mouvement et l'accélération sont représentés de manière évolutive) et texte.
1.3 Texte seulement.

Le support pictural est ajouté aux sections de la leçon qui sont les plus difficiles à comprendre. À quatre endroits du texte expérimental, le programme d'ordinateur permet aux enfants d'approfondir leur compréhension du phénomène physique étudié grâce à une intervention pédagogique behavioriste ou cognitive.

Variable 2: Simulation, à l'écran d'ordinateur, d'une pratique supplémentaire
2.1 Pratique de type behavioriste (questions à choix multiple avec rétroaction).
2.2 Pratique de type cognitif (simulation des lois physiques à l'aide d'une mise en situation concrète, avec possibilités d'interagir avec l'ordinateur; voir graphique ci-dessous).
2.3 Absence de toute pratique supplémentaire.

Bien que le posttest comprenne un total de 36 questions à choix multiple, les résultats présentés dans l'article reposent sur 26 des 36 questions (retrait des questions jugées non discriminatoires, après l'analyse des items). Environ la moitié des questions est présentée en format linguistique, et l'autre moitié, en format combiné (i.e. composantes linguistique et picturale). Les questions du posttest portent sur six objectifs d'apprentissage (Variable 3.1 à 3.6) se rapportant aux lois physiques enseignées. Le dernier des six objectifs n'est pas enseigné explicitement. D'après l'auteur, ce dernier objectif peut être inféré à partir de la composante picturale dynamique, mais non à partir de la composante picturale statique (voir aussi la note à la fin du résumé de Rieber, 1991a).

Mesure 1. Score de réussite au posttest (en %).

Mesure 2. Temps nécessaire pour répondre au posttest (en s).

Mesure 3. Questionnaire pour mesurer l'attitude des enfants (échelle de type Likert à 5 points) en ce qui concerne l'ordinateur, les sciences et la leçon enseignée.

Résultats.

Mesure 1: Analyse de variance à trois facteurs (mode de présentation, pratique, objectifs d'apprentissage), suivie du test de Tukey. Le mode de présentation a un effet significatif sur le score au posttest: les enfants réussissent significativement mieux en présence de la composante picturale dynamique (57,7 %) que statique (48,8 %) ou en absence d'une composante picturale (49,6 %). Cependant, les facteurs mode de présentation et pratique interagissent significativement l'un avec l'autre: sans pratique supplémentaire (Var 2.3), la supériorité de la version composante picturale dynamique disparaît. L'effet du facteur pratique est significatif: la pratique de type cognitif (57,3 %) donne de meilleurs résultats que l'absence de pratique (47,8 %), tandis que la pratique de type behavioriste (50,9 %) ne se distingue pas significativement des deux autres conditions. Le facteur objectifs d'apprentissage est également significatif.

Les moyennes du tableau ci-dessous sont calculées à partir des données présentées dans l'article.

Mesure 2. Le mode de présentation n'a pas d'effet significatif sur le temps. Par contre, après une pratique supplémentaire (behavioriste ou cognitive), les enfants prennent significativement moins de temps au posttest, comparativement à l'absence d'une telle pratique. Le temps de réponse varie également en fonction des objectifs d'apprentissage.

Mesure 3. Effet non significatif.

Discussion. " [...] the results of this study indicated certain conditions under which animation can be used effectively to elaborate a lesson's content. These conditions include: (a) using animation to teach lesson material that requires students to visualize motion and trajectory attributes; (b) using animation to teach lesson material that is adequately challenging but not unreasonably so; (c) effectively cueing students' attention to motion and trajectory details contained in the animation; and (d) effectively using animation in tandem with other supportive instructional activities such as practice. However, given the track record of animation research, the efficacy of animation as a presentation variable is obviously very subtle and difficult to draw out - animation has yet to be proven as a potent instructional presentation variable " (p. 139).

Références bibliographiques. Total de 36 références.