L'effort cognitif en formation : un impératif pédagogique face à l'intelligence artificielle générative

L'émergence des intelligences artificielles génératives dans les pratiques des apprenantes soulève une interrogation pour les formatrices d'adultes : que devient l'apprentissage lorsque l'effort cognitif nécessaire à la construction des connaissances est délégué à une machine ?

Cette question s'inscrit au cœur des théories constructivistes et de la psychologie cognitive, qui ont démontrées depuis plusieurs dizaines d’années que la transformation des structures mentales requiert un engagement actif de l'apprenante.

Cet article tente d’abord d’examiner les soubassements théoriques justifiant la nécessité de l'effort cognitif en formation, puis d’identifier des stratégies pédagogiques permettant d'encadrer efficacement l'utilisation de l'IA afin qu'elle ne compromette pas les processus d'apprentissage.

La perspective constructiviste

La théorie piagétienne du développement cognitif constitue un cadre de référence incontournable pour comprendre le rôle de l'effort dans l'apprentissage. Comme le soulignent Bourgeois et Nizet (2005), cette théorie repose sur un mécanisme fondamental : l'équilibration, qui s'opère par l'articulation de deux processus complémentaires. L'assimilation consiste à incorporer de nouvelles informations dans les structures cognitives existantes, tandis que l'accommodation implique une modification de ces structures pour intégrer des éléments nouveaux. Cette conception active de l'apprentissage implique que c'est seulement lorsqu'il y a un conflit cognitif, qu'il y a réellement apprentissage.

Le modèle de l'équilibration apparaît pertinent pour appréhender le processus de construction des connaissances en général, qu'il s'agisse de connaissances déclaratives ou procédurales, et ce tant chez l'adulte que chez l'enfant. Ce processus de construction ne peut être court-circuité sans compromettre la qualité et la durabilité de l'apprentissage.

La théorie de la charge cognitive

La théorie de la charge cognitive développée par Sweller apporte un éclairage complémentaire. Cette théorie distingue trois types de charge imposés au système cognitif de l'apprenante : la charge intrinsèque, déterminée par la complexité de la tâche et les connaissances préalables ; la charge extrinsèque, générée par des éléments d'instruction non bénéfiques pour l'apprentissage ; et la charge pertinente, qui correspond aux efforts d'apprentissage proprement dits (Chanquoy, Tricot et Sweller, 2007).

Cette charge pertinente représente l'effort cognitif nécessaire à la transformation des informations en connaissances durables. Les phénomènes de charge sont liés à plusieurs aspects du fonctionnement cognitif humain : l'attention mobilisée par la situation, les connaissances de l'individu relativement à la tâche, la stratégie mise en œuvre et l'effort fourni pour traiter la situation. L’acquisition des connaissances secondaires (contrairement au connaissances primaires), c'est-à-dire celles qui ne peuvent être acquises par simple adaptation à l'environnement immédiat, nécessitent des efforts, du temps, de la motivation et surtout un enseignement explicite.

L'encodage profond et la rétention mnésique

Les recherches en psychologie cognitive confirment que l'apprentissage secondaire demande des efforts cognitifs sans lesquels la rétention est compromise. Taconnat (2012) nous rappelle que l'encodage des informations à un niveau profond conduit à une trace mnésique plus durable qu'un encodage superficiel basé sur les aspects structuraux des stimuli (par exemple se rappeler qu’apercevoir ne prend qu’un seul P). Initier un traitement sémantique, c'est donc considérer la signification des informations, leur sens, c’est les relier aux connaissances déjà présentes en mémoire.

L'effet production, documenté par les travaux en psychologie de la mémoire, démontre que lorsque nous produisons nous-mêmes des informations, elles seront plus facilement stockées et rappelées. Ce phénomène éclaire l'importance de l'activité propre de l'apprenante dans le processus de mémorisation. L'organisation des informations par l'apprenante elle-même, l'établissement de liens avec ses connaissances antérieures et l'effort de production constituent des conditions indispensables à un encodage profond et durable.

L'IA générative : un risque de court-circuitage de l'effort cognitif

L'utilisation de l'intelligence artificielle générative pour répondre à une consigne constitue une menace directe pour les processus d'apprentissage. Lorsqu'une apprenante délègue à l'IA la rédaction d'un texte ou la résolution d'un problème, elle se prive des processus d'accommodation nécessaires à la transformation de ses structures cognitives.

L’IA permet la production d'un texte « original » et signifiant, mais sans travail rédactionnel et donc sans la construction afférente de la pensée. Cette absence d'effort cognitif compromet l'encodage profond des informations et, par conséquent, la consolidation des apprentissages en mémoire à long terme.

Du point de vue de la théorie de la charge cognitive, déléguer le travail à l'IA revient à supprimer la charge pertinente, celle-là même qui permet la construction des schémas mentaux en mémoire à long terme (Chanquoy et al., 2007). Sans cet effort de traitement, les informations ne sont pas intégrées aux structures cognitives existantes et ne peuvent donc donner lieu à aucun apprentissage véritable au sens piagétien du terme.

Stratégies pour préserver l'effort cognitif

Face à ce problème, les formatrices peuvent mettre en œuvre plusieurs stratégies permettant de maximiser l'engagement cognitif des apprenantes :

Privilégier les évaluations orales

L'évaluation de l'expression orale constitue un levier intéressant pour s'assurer de l'appropriation réelle des connaissances. Les épreuves orales permettent de vérifier la capacité de l'apprenante à mobiliser ses connaissances en temps réel, sans possibilité de recours à l'IA. La soutenance orale de travaux écrits, accompagnée de questions approfondies, permet de détecter les incohérences entre le contenu produit et la compréhension effective.

Concevoir des tâches sollicitant un traitement profond

Conformément aux principes de la théorie de la charge cognitive, les formatrices peuvent concevoir des activités qui sollicitent explicitement un traitement sémantique profond. Thomas-Antérion (2012) rappelle que le traitement sémantique, qui consiste à considérer la signification des informations et à les relier aux connaissances existantes, garantit un encodage durable. Cela implique de demander aux apprenantes d'établir des liens avec leurs expériences personnelles, de reformuler avec leurs propres mots, ou d'appliquer des concepts à des situations contextualisées que l'IA ne peut connaître.

Mettre en œuvre des évaluations en situation

L'évaluation en situation réelle, où l'apprenante doit mobiliser ses savoirs sans support numérique, garantit l'engagement cognitif. Ces mises en situation permettent d'observer non seulement le résultat, mais également le processus de réflexion, rendant visible l'effort d'accommodation décrit par Bourgeois et Nizet

Encadrer l'usage de l'IA comme outil de recherche documentaire

Plutôt que d'interdire totalement l'IA, une approche pédagogiquement pertinente consiste à l'autoriser uniquement pour la recherche de sources, tout en exigeant et en vérifiant par une présence physique que le travail d'analyse, de synthèse et de rédaction soit réalisé par l'apprenante elle-même.

Le problème réside nous l’avons bien compris, dans l'absence de travail rédactionnel et de construction de la pensée. Autoriser l'IA pour la recherche tout en imposant un travail personnel de traitement a le double avantage d’élargir le champ des sources possibles disponibles et de préserver l'effort d'accommodation nécessaire à l'apprentissage.

Imposer la rédaction manuscrite

Le retour au bon vieux papier et stylo est une des solutions les plus faciles à mettre en place. Imposer la rédaction manuscrite permettra de s’assurer d’une véritable construction personnelle. Elle peut avantageusement s’accompagner de la rédaction d’un journal réflexif dans le quelle l’apprenante va narrer ses choix, ses doutes, ses hésitations, les arbitrages qu’elle a opéré dans le choix des sources et la façon dont elle a finalement architecturé sa production. Cette méthode est également applicable au travail en sous-groupe et fera d’autant plus émerger la richesse des échanges interpersonnels

Conclusion

Les fondements théoriques issus du constructivisme piagétien et de la théorie de la charge cognitive convergent pour établir que l'effort cognitif constitue une condition nécessaire de l'apprentissage. La délégation de cet effort à l'intelligence artificielle compromet les processus d'accommodation, d'encodage profond et de construction des schémas mentaux qui permettent le transfert durable des connaissances.

Les formatrices disposent néanmoins de quelques leviers pédagogiques pour préserver l'engagement cognitif de leurs apprenantes : évaluations orales, tâches requérant un traitement sémantique profond, mises en situation et encadrement de l'usage de l'IA, production manuscrite.

Ces stratégies ne visent pas à rejeter les nouvelles technologies, mais à les intégrer de manière à ce qu'elles soutiennent l'apprentissage plutôt qu'elles ne s'y substituent.

Bibliographie

Bourgeois, É. et Nizet, J. (2005). Chapitre III. L'apprentissage comme construction des connaissances. Apprentissage et formation des adultes (p. 47-64). Presses Universitaires de France. https://shs-cairn-info.proxybib-pp.cnam.fr/apprentissage-et-formation-des-adultes--9782130550259-page-47?lang=fr.

Chanquoy, L., Tricot, A. et Sweller, J. (2007). La charge cognitive : Théorie et applications. Armand Colin. https://shs.cairn.info/la-charge-cognitive--9782200347246

Roussel, S. (2021). Chapitre 2. La théorie de la charge cognitive : principes théoriques, ce qu'il faut retenir pour la didactique des langues. Dans L'approche cognitive en didactique des langues (p. 47-78). De Boeck Supérieur. https://shs.cairn.info/l-approche-cognitive-en-didactique-des-langues--9782807330962-page-47

Taconnat, L. (2012). Fonctionnement et dysfonctionnement de la mémoire humaine. Le Journal des psychologues, 297(4), 18-23. https://doi.org/10.3917/jdp.297.0018.