Représentations externes pour l'apprentissage et la comparaison de la consommation d'énergie
Martin Galilée, Docteur en Sciences de l'Éducation

Directrice de thèse : Professeure Erica de Vries, Université Grenoble Alpes, LaRAC, et Ingénieure de recherche HDR Kristine Lund, ENS Lyon

Jury de thèse : Professeure Shaaron Ainsworth (University of Nottingham, Rapporteur), Professeur Gérard Sensevy (ESPÉ de Bretagne, Rapporteur), Professeur Jean-Michel Boucheix (Université de Bourgogne, Président de jury), Maître de conférence Karine Mazens (Université Grenoble Alpes, Examinateur), Professeure Erica de Vries (Directrice de thèse)

Date de soutenance : 14 décembre 2017

Résumé :

Dans cette thèse est d'abord considéré comment l'énergie est enseignée et apprise à l'école, montrant les divergences entre définition scientifique et sociétale de l'énergie, et considérant les unités d'énergie et la confusion qu'elles engendrent. Des perspectives pour l'éducation et la gestion de l'énergie sont présentées. Ensuite, l'attention est portée sur les représentations de l'énergie proposées par les systèmes domestiques de gestion, et une classification originale basée sur des stratégiques didactiques est proposée. Les obstacles majeurs rencontrés par les designers révèlent comment les outils de gestion de l'énergie peuvent être adaptés à la cognition humaine. Enfin, les capacités humaines de traitement des grandeurs numériques sont examinées en profondeur du point de vue de la cognition incarnée. Un cadre est construit au travers duquel l'impact des représentations externes de l'énergie sur l'apprentissage et la comparaison peut être établi, compris, et prédit. Ceci mène à deux études empiriques. La première étude teste l'effet de la représentation externe (symbolique ou spatiale) sur le rappel et la comparaison de mémoire. Précision et temps de réponse sont les variables dépendantes dans la comparaison. Les résultats indiquent un traitement analogique dans les deux conditions. La représentation externe symbolique accroît la précision dans le rappel et la comparaison, et la représentation externe spatiale accroît la vitesse de comparaison. La seconde étude teste l'effet de la spatialité, de l'ancrage, et de la physicalité dans les représentations externes, également sur le rappel et les comparaisons de mémoire, utilisant les mêmes variables dépendantes. Les résultats indiquent un traitement analogique dans toutes les conditions. La spatialité décroît la précision dans le rappel mais accroît la vitesse de comparaison. Ancrage et physicalité n'ont pas d'effet. Les résultats corroborent l'hypothèse de la cognition ancrée sur les simulations mentales (Barsalou, 1999, 2008; Wilson, 2002) ainsi que la perspective de Dehaene (1997) sur la cognition numérique, dans laquelle le sens du nombre est basé sur un accumulateur analogique et non discret. Implications théoriques et applications pratiques sont discutées.

Mots-clés : Représentation externes, visualisations, cognition numérique, énergie, traitement des grandeurs
 

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Mis à jour le 28 juin 2018