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L’apprentissageimmersifpeut-ilaméliorer
lacompréhensiondelathéoriede
l’évolution?
CanImmersiveLearningImprovetheUnderstandingofthe
TheoryofEvolution?
¿Puedeelaprendizajeinmersivomejorarlacomprensióndela
teoríaevolutiva?
https://doi.org/10.52358/mm.vi15.355
Edith Potvin-Rosselet, doctorante
Université du Québec à Montréal, Canada
potvin_rosselet.edith@uqam.ca
Alain Stockless, professeur
Université du Québec à Montréal, Canada
stockless.alain@uqam.ca
Diane Leduc, professeure titulaire
Université du Québec à Montréal, Canada
leduc.diane@uqam.ca
RÉSUMÉ
Cet article présente les principaux types d’obstacles mettant un frein à la compréhension de
la théorie de l’évolution et discute de pistes pédagogiques pour améliorer l’apprentissage de
cette théorie au niveau postsecondaire, comme d’autres théories difficiles en science,
notamment par la mise en œuvre des principes de l’apprentissage actif et du changement
conceptuel. L’article propose l’hypothèse que l’apprentissage immersif, possible par
l’entremise des technologies de réalité virtuelle, est une stratégie prometteuse pour mettre en
action les personnes apprenantes et pour provoquer un changement conceptuel menant à
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une meilleure compréhension de la théorie de l’évolution. Cette hypothèse guide la recherche
en cours portant sur l’amélioration de l’apprentissage de cette théorie. L’article présente aussi
des éléments positifs et négatifs de l’apprentissage immersif, issus d’une recension des écrits.
Ces éléments constituent des pistes d’action dans la perspective du développement d’une
expérience éducative immersive que vise la recherche en cours.
Mots-clés : apprentissage immersif, réalité virtuelle, recherche-développement, théorie de
l’évolution, changement conceptuel
ABSTRACT
This article outlines the main types of barriers to understanding evolutionary theory. It
discusses pedagogical avenues for improving the learning of evolutionary theory at the post-
secondary level, as well as other complex theories in science, including implementing the
principles of active learning and conceptual change. The paper hypothesizes that immersive
learning, made possible through virtual reality technologies, is a promising strategy for
engaging learners and bringing about conceptual change leading to a better understanding of
evolutionary theory. This hypothesis guides ongoing research on improving learning about
evolutionary theory. The article also presents positive and negative elements of immersive
learning from a literature review. These elements constitute avenues for action in the future
development of an immersive educational experience, which is the goal of the current
research.
Keywords: immersive learning, virtual reality, research and development, evolutionary theory,
conceptual change
RESUMEN
En este artículo se esbozan los principales tipos de obstáculos para la comprensión de la
teoría evolutiva y se analizan vías pedagógicas para mejorar su aprendizaje a nivel
postsecundario, así como para la comprensión de otras teorías científicas difíciles, incluida la
aplicación de los principios del aprendizaje activo y el cambio conceptual. El artículo propone
la hipótesis de que el aprendizaje inmersivo, posible gracias a las tecnologías de realidad
virtual, es una estrategia prometedora para implicar a los alumnos y promover un cambio
conceptual que conduzca a una mejor comprensión de la teoría evolutiva. Esta hipótesis
orienta la investigación en curso para mejorar el aprendizaje de dicha teoría. El artículo
también presenta elementos positivos y negativos del aprendizaje inmersivo a partir de una
revisión de la literatura. Estos elementos constituyen vías de actuación para el futuro
desarrollo de una experiencia educativa inmersiva, que es el objetivo de la presente
investigación.
Palabras clave: aprendizaje inmersivo, realidad virtual, investigación y desarrollo, teoría
evolutiva, cambio conceptual
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Introduction et contexte
Plusieurs théories scientifiques à l’étude dans le parcours scolaire des personnes apprenantes sont
perçues comme difficiles. Pour bien comprendre ces théories, comme celles de la gravitation terrestre ou
de la relativité, un niveau élevé d'intégration de connaissances est nécessaire. La théorie de l'évolution
(TE) ne fait pas exception et les difficultés entourant sa compréhension sont documentées depuis plusieurs
décennies. L’importance de cette théorie pour comprendre le monde vivant est sans contredit, mais les
fausses conceptions concernant l’évolution sont nombreuses et bien ancrées dans les représentations
populaires. Elles perpétuent une compréhension fragmentée, parfois alternative, de l’évolution des
espèces vivantes (Gregory, 2009; Legare et al., 2018). Afin de comprendre la TE, déconstruire ces fausses
conceptions pour en construire de plus justes est nécessaire.
Au Québec, très peu d’apprenantes et d’apprenants au niveau postsecondaire étudient le phénomène,
outre celles inscrites et ceux inscrits dans un programme en sciences de la nature et à certains cours en
sciences humaines, comme les cours d’anthropologie. Pourtant, connaître adéquatement les concepts de
base du mécanisme de sélection naturelle apporterait à toutes les jeunes personnes citoyennes un bagage
scientifique adéquat. En effet, l’évolution des espèces est une notion agissant comme un liant entre
plusieurs autres notions des domaines génétique, géologique, anthropologique et économique, et la
compréhension de celle-ci affecte directement le niveau de littératie en sciences (Passmore et Stewart,
2002; Roseman et al., 2010). En possédant un bagage scientifique de qualité, les personnes apprenantes
se dotent d’outils ayant des retombées positives sur leur capacité à exercer une pensée critique et à
reconnaître des arguments pseudoscientifiques parfois utilisés à des fins de désinformation. En ce sens,
l’importance de maîtriser les concepts à la base de la TE dépasse le contexte scolaire, puisque les
mécanismes à l’œuvre dans la transformation des espèces permettent de comprendre des phénomènes
qui touchent directement plusieurs aspects de la vie humaine, comme la propagation et la résistance d’un
virus mortel dans une population. Pour les professionnelles et les professionnels, ainsi que les personnes
décideuses de plusieurs domaines publics, dont en politique et en santé, maîtriser des concepts relatifs à
l’évolution des espèces est un atout nécessaire (Emmons et al., 2016). Plusieurs enjeux sociaux et
écologiques actuels sont intimement liés à la compréhension de la survie, de l’exploitation et de la
compétition pour les ressources. Bien qu’essentielle au développement d’une littératie scientifique
suffisante au regard de plusieurs enjeux actuels auxquels fait face l’humanité, la TE est mal comprise par
la population en générale, autant que par les personnes apprenantes inscrites en biologie à l’université
(Gregory, 2009). Il s’agirait en effet de l’une des notions scientifiques les plus difficiles à comprendre (Alters
et Nelson, 2002; Rosengren et al., 2012).
L’apprentissage de la TE peut être amélioré en considérant les principes de l’apprentissage actif. Dans
son ouvrage Teaching in a digital age (Bates, 2022) pose un regard nouveau sur différentes approches
d’enseignement inspirées des théories en éducation et propose que l’apprentissage actif peut être soutenu
par une utilisation judicieuse des technologies numériques en éducation. Les outils numériques
maintenant disponibles, comme ceux qui permettent la réalité virtuelle, ont le potentiel de rendre actives
les personnes apprenantes et d’améliorer la compréhension de phénomènes complexes et abstraits
(Lewis et al., 2021).
Un prototype d’apprentissage immersif visant l’amélioration de la compréhension de la TE chez des
personnes apprenantes du cégep est une avenue intéressante pour mieux comprendre les concepts de
base de l’évolution des espèces. Des autrices et des auteurs mettent cependant en garde contre un usage
exotique des technologies immersives en éducation et conseillent de s’attarder à la qualité du scénario
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pédagogique afin de soutenir l’apprentissage (Mikropoulos et Natsis, 2011). Le développement d’un tel
prototype doit donc se faire en respectant certaines balises. Les objectifs poursuivis dans cet article sont :
1) Mieux comprendre les enjeux de l’apprentissage de la TE;
2) Explorer l’apprentissage immersif pour améliorer l’apprentissage de théories difficiles à
comprendre, comme la TE.
L’article présente une problématique concernant les principaux types d’obstacles faisant frein à la
compréhension de la TE. Des pistes pour l’amélioration de l’apprentissage de la TE qui sont mises en
évidence dans les écrits sont ensuite présentées. Puis, l’apport de l’apprentissage immersif est articulé
afin de démontrer la pertinence de cette approche dans le développement d’une solution à l’amélioration
de l’apprentissage de la théorie en question. Finalement, l’article propose une réflexion sur la méthodologie
de recherche à considérer pour le développement d’un prototype d’apprentissage immersif et articule des
idées sur les retombées potentielles d’un tel projet pour la pratique pédagogique.
Problématique
Depuis les années 1970, des chercheuses et des chercheurs de multiples disciplines mettent en évidence
les difficultés qu’éprouvent les personnes apprenantes à comprendre les principes à la base de la TE
(Bishop et Anderson, 1986; voir Legare et al., 2018 pour une revue exhaustive). Gregory (2009) recense
plus d’une quarantaine d’articles, publiés de 1975 à 2009, qui font état d’une grande incompréhension de
la TE chez plusieurs groupes de sujets. Depuis 2009, des chercheuses et des chercheurs, comme Legare
aux États-Unis et Alters au Canada, poursuivent des recherches qui continuent de mettre en évidence ces
difficultés.
Les écrits suggèrent que les personnes apprenantes adultes, comme celles du niveau collégial, ont été
exposées plus longtemps que des personnes plus jeunes aux différentes fausses conceptions véhiculées
par des représentations populaires et sont donc davantage confrontées à des obstacles faisant frein à leur
compréhension de la TE (Kelemen et al., 2014; Shtulman et Walker, 2020). Ces obstacles peuvent être
scolaires, conceptuels ou affectifs.
Des obstacles scolaires, conceptuels et affectifs à l’apprentissage de la
théorie de l’évolution
Parmi les contraintes à la compréhension de l’évolution, certaines proviennent en effet du milieu scolaire.
Certains manuels de référence, à tous les niveaux d’enseignement, sont parfois scientifiquement
inadéquats et soutiennent une conception téléologique
1
de l’évolution (Engel Clough et Wood-Robinson,
1985; Moore et al., 2002; Prinou et al., 2011; Stern et Roseman, 2004). Plusieurs autrices et auteurs
mentionnent les lacunes des enseignantes et des enseignants quant à la maîtrise des notions relatives à
1
Une conception téléologique de l’évolution attribue une fonction à l’apparition de caractéristiques chez une espèce (Kelemen, 1999). En
d’autres mots, une croyance de ce type serait d’affirmer que les choses sont créées dans un but qui leur est intrinsèque (Sinatra et al., 2008,
p. 190). Selon ce raisonnement, l’évolution devrait éliminer les caractéristiques qui ne possèdent plus de fonction comme l’appendice chez
Homo sapiens moderne.
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l’évolution des espèces (Emmons et al., 2016; Nehm et Schonfeld, 2007; Prinou et al., 2011). Il est possible
de croire que ces lacunes affectent la qualité de leur enseignement et que celles-ci peuvent causer un
stress professionnel lié aux tâches d’enseignement de la TE (Griffith et Brem, 2004). D’autres autrices et
auteurs mettent en évidence que les méthodes d’enseignement magistrocentrées, c’est-à-dire qui
n’engagent pas les personnes apprenantes dans une tâche active qui nécessite un traitement cognitif de
haut niveau, sont encore préférées à d’autres méthodes d’enseignement malgré la perpétuité des
difficultés vécues par les personnes apprenantes à bien comprendre la théorie (Alters et Nelson, 2002).
Comprendre certains concepts connexes à l’évolution, comme les concepts de temps géologique (Catley
et Novick, 2009), d’hérédité, de compétition et de survie (Gregory, 2009), demande un niveau élevé
d’intégration de connaissances. Cependant, leur apprentissage est souvent décontextualisé ou confondu
avec des hypothèses relatives à l’apparition de la vie sur Terre (Blackwell et al., 2003; Legare et al., 2018).
Sinatra et al. (2008) notent que les personnes apprenantes perçoivent l’évolution comme un événement
plutôt qu’un processus, ce qui les amène à commettre des erreurs conceptuelles difficiles à renverser.
Cette perception peut être liée au mode de pensée essentialiste (l’essence de toute chose est immuable),
téléologique (les choses ont une fonction) ou d’intentionnalité (intentionality dans les écrits en anglais; les
choses surviennent, car un tiers parti possède un but pour ces choses). Browning et Hohenstein (2015)
soutiennent d’ailleurs que l’essentialisme fait partie des schèmes de pensées des enfants lorsqu’ils font
référence aux différentes espèces animales et qu’il est donc ardu pour eux de comprendre qu’il existe un
lien d’ancestralité entre toutes les espèces vivantes, encore moins entre l’espèce humaine et les autres
primates. Bien ancré dans les représentations populaires de l’évolution, le raisonnement téléologique est
mentionné par plusieurs autrices et auteurs comme étant l’un des obstacles principaux à la compréhension
fonctionnelle de la TE, c’est-à-dire une compréhension juste, valide et durable (Catley et al., 2010;
Kelemen, 1999; Sánchez Tapia et al., 2018; Shtulman et Calabi, 2012; Sinatra et al., 2008).
Les obstacles d’ordre affectif sont relatifs aux émotions et aux croyances des personnes apprenantes. Les
croyances religieuses, comme le dessein intelligent ou le créationnisme, peuvent contribuer à l’acceptation
de faits pseudoscientifiques et conséquemment renforcent les schèmes de pensées à l'œuvre dans les
obstacles d’ordre conceptuel. De manière générale, les croyances chez les adultes se cristallisent et, par
l’entremise de processus mentaux comme la dissonance cognitive et le biais de confirmation, participent
à la résistance au changement. Ces processus mentaux peuvent aussi être invoqués pour expliquer
l’adhésion aux croyances pseudoscientifiques. Sinatra et al. (2008) laissent entendre que se faire
présenter des idées de prime abord irréconciliables avec celles détenues préalablement peut susciter des
réactions émotionnelles qui peuvent potentiellement freiner l’apprentissage. Particulièrement dans le cas
de la TE, la perception que les faits scientifiques sont une menace aux systèmes de croyances peut
provoquer une réaction émotive néfaste pour un apprentissage fidèle à la science. En ce sens, étant donné
que de fortes réactions émotionnelles chez un individu peuvent survenir en lien avec des faits scientifiques,
Strike et Posner (1992) ont considéré le rôle des émotions dans leur modèle du changement conceptuel.
En plus d’être complexe à comprendre, la TE n’est pas toujours acceptée par les personnes apprenantes
(Gregory, 2009). Accepter ou rejeter cette théorie relève de l’ordre l’affectif, puisque les émotions sont un
des facteurs déterminants dans l’acceptation de celle-ci. L’utilisation de l’indice émotif-spirituel (emotional
and spiritual quotient) dans la mesure du degré d’acceptation de la TE chez des personnes apprenantes
universitaires le démontre bien (Darussyamsu et al., 2018). Même au Canada, où cette théorie fait partie
du curriculum des écoles publiques, son rejet est observé, comme le démontre une étude menée à
l’Université Guelph où près de 30 % des personnes apprenantes aux cycles supérieurs sondées par
l’étude se disent peu ou pas du tout convaincues par cette théorie (Gregory et Ellis, 2009). Il est possible
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de croire que les émotions sont fortement liées aux croyances chez les personnes apprenantes et que les
obstacles d’ordre affectif ont une grande part à jouer dans l’acceptation et la compréhension de la TE.
Le changement conceptuel et l’immersion pour favoriser un meilleur
apprentissage
Pour améliorer l’apprentissage de la TE, il est nécessaire de mettre en œuvre des stratégies pédagogiques
pour surmonter ces obstacles. Pour ce faire, l’approche du changement conceptuel semble tout indiquée,
puisqu’elle amène les personnes apprenantes à modifier leurs conceptions d’un phénomène (Hewson et
Hewson, 1983; Thouin, 2020). D’ailleurs, plusieurs autrices et auteurs qui s’intéressent à l’amélioration de
l’apprentissage de la TE sont de cet avis. Smith (2010) mentionne que « One of the most promising
theoretical foundation for evolution instruction is conceptual change theory » (p. 551). Une prochaine étape
évidente vers le développement d'une expérience éducative améliorant la compréhension de la TE est
donc d’identifier les conceptions erronées les plus dommageables, de décrire précisément les conceptions
justes qui devraient les remplacer, et d’élaborer une tâche d’apprentissage cohérente pour déclencher le
changement conceptuel nécessaire. Pour ce faire, connaître la mécanique du changement conceptuel
s’avère important. En ce sens, Sinatra et Pintrich (2003) mettent de l’avant que les émotions vécues par
les personnes apprenantes jouent un rôle important dans l’apprentissage et peuvent être déterminantes
dans la probabilité d’un changement conceptuel.
Le rôle des émotions dans l’apprentissage est bien documenté, même quand l’apprentissage est soutenu
par l’utilisation d’outils numériques (Lajoie et al., 2020). Il est vrai que les technologies numériques ont le
potentiel de mettre en action les personnes apprenantes par l’entremise de fonctionnalités pédagogiques;
elles répondent donc aux prérequis des pédagogies actives, que ce soit de manière cognitive, affective ou
psychomotrice. Dans le contexte d’une stratégie d’amélioration de l’apprentissage d’une théorie complexe,
comme l’est la TE, les principes des pédagogies actives doivent être favorisés (Smith, 2010; Puaud, 2018).
Geraedts et Boersma (2006) affirment même qu’une bonne stratégie pour engendrer le changement
conceptuel dans le contexte de l’apprentissage de la TE serait une stratégie où la personne apprenante
interagit avec le contenu.
La réalité virtuelle semble une technologie numérique prometteuse pour créer cette interaction entre la
personne apprenante et le contenu. Grâce à la réalité virtuelle, celle-ci peut vivre une expérience
immersive qui sollicite ses sens et qui lui permet de manipuler des objets ou des concepts, comme le
temps ou une mutation génétique, auxquels elle n’aurait pas accès autrement. En plus de l’aspect
multisensoriel, le sentiment de présence est une variable importante de l’expérience immersive et est défini
par Bowman (1999) comme le moment où la personne utilisatrice imagine que le monde virtuel autour
d’elle remplace le monde physique. Geslin (2013) précise que la présence est un « élément déterminant
de la réussite d’une expérience de réalité virtuelle » (p.74). Selon Dede et al. (2000), l’apprentissage
immersif par la réalité virtuelle peut amener les personnes apprenantes à construire une nouvelle
compréhension d’un phénomène scientifique, qu’on souhaite être améliorée, en étant ici grâce à
l’immersion et en vivant une expérience interactive avec le contenu. Ainsi, les principes des pédagogies
actives sont compatibles avec l’apprentissage immersif, puisque la réalité virtuelle est une technologie qui
permet la mise en action. Dans la perspective de susciter une compréhension fonctionnelle de la TE chez
des personnes apprenantes du cégep, il semble qu’un dispositif immersif par réalité virtuelle qui tient
compte de leurs émotions, du sentiment de présence et des principes des pédagogies actives pourrait
améliorer l’apprentissage de la théorie. L'utilisation d’un tel dispositif serait une solution innovante dans le
milieu de l’enseignement au collégial au problème de compréhension fragmentée de la TE.
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L’apport de l’apprentissage immersif
Pour assurer la qualité de l’expérience éducative et son apport pour un meilleur apprentissage, exempt de
conceptions erronées, le développement d’un dispositif d’apprentissage immersif doit se faire selon un
ensemble de principes en accord avec la conception d’expériences éducatives immersives. Ces principes
sont en quelque sorte le cadre pour l’élaboration du référentiel de développement du dispositif, dans la
perspective d’une démarche de recherche-développement (Harvey et Loiselle, 2009; Bergeron et al.,
2021). Les travaux de synthèse des écrits scientifiques portant sur la conception d’artéfacts immersifs par
Jensen et Konradsen (2018), Lewis et al. (2021) et Wörner et al. (2022) constituent un corpus de
références.
Le référentiel de développement doit aussi contenir des pistes provenant d’études antérieures qui testent
des approches pédagogiques visant à améliorer l’apprentissage de la TE. Dans une démarche de
recherche-développement, les forces et les faiblesses de ces stratégies doivent être mises en lumière
(Bergeron et al., 2021). À cet effet, les travaux de Smith (2010), de Gregory (2008, 2009) et de Gregory et
Ellis (2009) constituent un corpus théorique de référence pour l’élaboration d’une stratégie d’amélioration
de l’apprentissage de la TE qui tient compte des conceptions erronées et des obstacles scolaires,
conceptuels et affectifs, et qui vise l’atteinte d’une compréhension fonctionnelle de cette théorie.
PRATIQUES PÉDAGOGIQUES POUR L’APPRENTISSAGE DE LA THÉORIE DE L’ÉVOLUTION
Afin de connaître le type d’intervention pédagogique mise en place en contexte réel pour favoriser un
meilleur apprentissage de la TE, 33 études ayant eu lieu de 1975 à 2022 ont été répertoriées (voir le
tableau en annexe). Pour l’instant, aucune étude en français et aucune étude québécoise n’ont été
décelées dans cette exploration. Il est à noter, cependant, qu’il ne s’agit pas d’une revue systématique des
écrits dans ce domaine et que de plus amples recherches dans les banques de données sont nécessaires
pour continuer de brosser un portrait des pratiques et interventions pédagogiques. L’exploration des écrits
révèle tout de même deux grandes catégories d’interventions : celles mettant en œuvre une simulation de
la théorie et celles mettant en œuvre un scénario pédagogique. Seulement deux études mettent à
contribution des technologies immersives, soit les études de Cardoso et al. (2019) et de Henry (2019).
Pour chacune d’elle, une simulation de l’évolution avec laquelle les personnes participantes peuvent
interagir, selon le degré d’immersion, a été développée.
En ce qui concerne l’étude de Cardoso et al. (2019), elle présente un jeu de simulation d’évolution
développé pour et testé par des élèves du secondaire. Les chercheurs se sont attardés à trois concepts
essentiels de l'évolution, soit l’hérédité, la variation et la sélection. Appelé Sim-Evolution, ce jeu vise à
améliorer la compréhension de la TE chez des élèves du secondaire, ainsi qu’à augmenter leur
engagement dans l’apprentissage de cette théorie. Le jeu permet l’observation du mécanisme de sélection
naturelle d’une population d’oiseaux dans des environnements différents. Il est intéressant de constater
que très peu d’actions sont demandées aux élèves, et donc que ces personnes sont moins des joueuses
et des joueurs que des observatrices et des observateurs. Le jeu a été testé auprès de 45 élèves de
première secondaire. Un questionnaire prétest a permis de récolter des informations sur leurs
connaissances antérieures à propos de l’évolution. Un questionnaire postest a permis de mesurer leurs
observations de l'environnement simulé, de qualifier leurs hypothèses sur le changement survenant dans
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une population, de connaître leur degré d’accord sur certaines caractéristiques du jeu et de connaître leur
opinion sur l’utilité du jeu et le besoin de connaissances antérieures sur la TE pour jouer. L’analyse des
résultats présentée dans l’article permet difficilement de comprendre si la mise à l'essai du jeu atteint ou
non les objectifs de recherche, bien que les auteurs concluent que « The results of our experimental
evaluation suggest that Sim-Evolution can be an important auxiliary tool for helping teachers […] »
(Cardoso et al., 2019, p. 7). Ce qui retient l’attention est l’absence de description du contexte de
développement du jeu et la raison qui motive son développement. Cette recherche est un exemple de
développement intuitif pour laquelle une posture épistémologique positiviste est opérationnalisée. Ce type
de méthodologie a pour conséquence de limiter la production de connaissances à la légitimation de
l’utilisation du produit développé et non à « comprendre en profondeur l’expérience d’utilisation et les
améliorations possibles » (Bergeron et Rousseau, 2021, p. XXVII). Bien que cette étude soit un exemple
concret de la mise en application d’une technologie de réalité virtuelle pour l’apprentissage de la TE, le
devis de recherche ne s’attarde pas au vécu de la personne utilisatrice durant le jeu; il est donc difficile
d’attester de la qualité de l’expérience immersive.
La deuxième étude est celle de Henry (2019), où une simulation par réalité augmentée a été développée
puis testée auprès de 189 personnes étudiantes à l’université. Selon Harley et al. (2018), la réalité
augmentée est l’ajout d’informations numériques à la réalité afin que ces informations soient pertinentes à
l’activité où sont engagées les personnes apprenantes. C’est à l’aide d’une tablette numérique que celles-
ci étaient amenées à interagir avec une simulation d’un environnement naturel. Les personnes
participantes devaient capturer des proies et observer le changement induit par cette action dans la
population. L’hypothèse de recherche est qu’une simulation en réalité augmentée est plus efficace pour
réduire les conceptions erronées (quatre sont ciblées dans l’étude) de la sélection naturelle
comparativement à une simulation numérique sans réalité augmentée ou virtuelle. Le devis quasi
expérimental de cette étude est opérationnalisé par l’entremise de trois groupes expérimentaux, d’un
prétest et d’un postest. Le contenu du prétest et du postest était le même, et questionnait les personnes
participantes sur les quatre différentes conceptions erronées de la sélection naturelle. Les résultats de
cette étude montrent que le nombre de conceptions erronées exprimées par les personnes participantes
est plus élevé après la simulation qu’avant la simulation, ce qui infirme l’hypothèse formulée. Pour
expliquer ce résultat, l’auteur de l’étude prétend que le contexte pédagogique dans lequel s’est déroulé la
simulation est probablement similaire au contexte dans lequel les personnes apprenantes développent les
fausses conceptions de l’évolution. De plus, la simulation ne faisait pas partie d’un scénario pédagogique
incluant une leçon complémentaire sur les concepts de l’évolution, et donc l’utilisation d’une simulation
virtuelle isolée, détachée d’autres activités d’apprentissage, ne semble pas suffisante pour modifier les
conceptions erronées.
Ce qui retient l’attention dans cette étude est l’utilisation de la réalité augmentée pour simuler des
événements naturels dans une population soumise au mécanisme de la sélection naturelle. C’est une
technologie qui permet un niveau d’immersion moins élevé que ce qui est permis par la réalité virtuelle,
mais qui néanmoins sollicite une perception et une manipulation d’objets. Henry (2019) utilise la théorie
du changement conceptuel de Hewson et Hewson (1983) pour appuyer le potentiel d’amélioration de
l’apprentissage du dispositif de réalité augmentée. Aussi, tout comme dans l’étude de Cardoso et al.
(2019), la démarche de développement de la simulation n’est pas explicitée. Dans les deux cas, la mise
en œuvre d’un devis quasi expérimental vise la démonstration de l’effet du dispositif sur l'apprentissage,
mais ne considère pas l’expérience éducative vécue durant l’immersion. Pourtant, s’attarder à comprendre
l’expérience de la personne utilisatrice durant l’immersion est primordial dans le développement d’activités
d’apprentissage de réalité virtuelle, puisque la qualité de l’expérience éducative immersive est garante
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d’une interaction entre le contenu pédagogique et la personne apprenante. Cette interaction est la pierre
angulaire de l’apprentissage, et donc d’une possible amélioration de la compréhension des concepts à
l’étude. Les devis méthodologiques et les résultats des études données en exemple indiquent que
l’expérience de la personne utilisatrice a été écartée. Il est possible de croire que l’absence de données
sur le sentiment de présence durant l’immersion, par exemple, ait mené au développement d’expériences
immersives peu aptes à provoquer un changement conceptuel chez les personnes apprenantes.
PRINCIPES DE CONCEPTION D’UNE EXPÉRIENCE ÉDUCATIVE IMMERSIVE
En accord avec les résultats rapportés dans les deux études présentées plus haut, une mise en garde est
formulée par Jensen et Konradsen (2018) à la suite d’une revue des écrits sur l’utilisation de casques de
réalité virtuelle en contexte éducatif : l’utilisation des technologies immersives comme la réalité virtuelle ne
mène pas nécessairement à un meilleur apprentissage. Dans ce contexte, il est nécessaire d’identifier les
conditions gagnantes pour y arriver, étant donné que l’immersion est un outil au potentiel bien établi en
éducation. Quelques autrices et auteurs proposent des conditions gagnantes, formulées à partir des
résultats de revues systématiques d’écrits portant sur l’apprentissage immersif en contexte éducatif. Le
tableau 1 présente une synthèse d'éléments positifs et négatifs à considérer lors de la conception pour
maximiser la qualité de l’expérience éducative immersive et tendre vers un meilleur apprentissage grâce
à l’immersion. Les éléments peuvent être un avantage ou une limite de l’immersion, ainsi qu’une
considération particulière augmentant ou atténuant la qualité de l’expérience.
Tableau 1
Synthèse des éléments à considérer pour la conception d’une expérience éducative immersive
Éléments positifs Éléments négatifs
• Augmentation désirée du sentiment de
présence
(Jensen et Konradsen, 2018)
• Augmentation désirée du réalisme
(Jensen et Konradsen, 2018)
• Augmentation désirée du degré d’immersion
(Jensen et Konradsen, 2018)
• Importance du design pédagogique de
l’expérience immersive
(Jensen et Konradsen, 2018)
• Manipulation d’objets dans des contextes
dangereux ou rares possible
(Lewis et al., 2021)
• Visite d’endroits inaccessibles dans le
temps et l’espace possible
(Lewis et al., 2021)
• Amélioration de la compréhension de
phénomènes abstraits et complexes
(Lewis et al., 2021)
• Personnes anxieuses ressentant un moins
grand sentiment de présence durant
l’immersion
(Jensen et Konradsen, 2018)
• Confusion possible quand présentations
très réalistes d’environnements
complexes
(Jensen et Konradsen, 2018)
• Distraction durant l’immersion possible
(Jensen et Konradsen, 2018 ; Lewis et al.,
2021)
• Surcharge cognitive possible durant
l’immersion
(Lewis et al., 2021)
• Traumatismes physiologiques possibles
durant l’immersion
(Lewis et al., 2021)
• Mise en application de l’immersion peu
adéquate est possible
(Lewis et al., 2021)
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Éléments positifs Éléments négatifs
• Amélioration de l’acuité spatiale, de la
création et du processus métacognitif
(Lewis et al., 2021)
• Stimulation sensorielle proche de la réalité
(Lewis et al., 2021)
• Communication à distance en temps réel
avec un·e expert·e possible
(Lewis et al., 2021)
• Facilitation de la collaboration entre les
apprenant·es et avec l’enseignant·e
(Lewis et al., 2021)
• Combinaison désirée d’une expérience
d’apprentissage immersive avec un
apprentissage hors immersion
(Wörner et al., 2022)
• Activation désirée des connaissances
antérieures des apprenant·es avant
l’expérience immersive
(Wörner et al., 2022)
• Rôle clef de l’enseignant·e comme guide
dans la séquence de tâches
d’apprentissage dans et hors immersion
(Wörner et al., 2022)
• Symptômes de cybermalaise possibles
(Lewis et al., 2021)
Note. © Auteurs
Deux éléments positifs à considérer dans la conception d’une expérience éducative immersive de qualité
qui semblent incontournables dans le contexte de l’apprentissage de la TE sont le potentiel de l’immersion
pour l’amélioration de la compréhension de phénomènes abstraits et complexes (Lewis et al., 2021) ainsi
que l’importance de la qualité du design pédagogique (Jensen et Konradsen, 2018). En ce sens,
Mikropoulos et Natsis (2011) rappellent que le design d’activités d’apprentissage de qualité est important
pour garantir le succès de l’apprentissage. Il est donc primordial, lors de la planification d’une expérience
éducative immersive, de considérer les objectifs d’apprentissage visés, ainsi que d’évaluer la plus-value
potentielle de l’immersion.
Hypothèse et recherche-développement
À la lumière des constats concernant les obstacles à la compréhension de la TE, du potentiel de
l’apprentissage actif, du changement conceptuel comme moteurs de remplacement des conceptions
erronées et des recommandations quant à la conception d’une expérience éducative immersive de qualité,
il est possible de croire que l’apprentissage immersif est une piste de solution prometteuse pour améliorer
l’apprentissage de la TE, ou toute théorie se heurtant à des conceptions erronées de nature similaire.
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L’idée que le développement d’une expérience éducative immersive et son implantation en contexte
d’enseignement au collégial améliore la compréhension de la TE constitue donc l’hypothèse de travail qui
soutient le projet de recherche en cours. Celui-ci s’articule autour d’une visée de développement d’une
expérience immersive pour améliorer la compréhension de la TE au cégep et profite des objectifs du
présent article. De manière assez éloquente au regard de la notion théorique pour lequel l’effort de
développement du projet de recherche veut contribuer, Hoffman et Holzhuter (2012) disent que
« innovation resembles mutation, the biological process that keeps species evolving so they can better
compete for survival » (p. 3). Souvent qualifiée de pédagogique, une innovation peut être vue comme un
instrument de changement positif (Serdyukov, 2017) ainsi qu’une nouveauté utile dans un milieu
d’enseignement. Pour que cette nouveauté soit utile, elle doit être pensée dans une démarche cohérente
qui fait intervenir les personnes utilisatrices et être au service de l’apprentissage. La méthodologie de
recherche-développement est tout indiquée pour fournir cette démarche, puisqu’elle prévoit une
collaboration étroite entre les chercheuses, les chercheurs, les actrices et les acteurs du milieu, en plus
de planifier des allers-retours entre les différentes phases de la démarche, permettant ainsi une grande
flexibilité du devis de recherche. La recherche-développement est toujours menée par le besoin de
solutionner un problème dans le milieu de pratique et vise à améliorer les actions des actrices et des
acteurs de ce milieu, ce qui lui confère son caractère pragmatique (Lenoir, 2018).
Étant donné la double finalité propre à la recherche-développement, soit de « développer un produit
utilisable dans la pratique [et de] générer, par un processus de recherche, de nouvelles connaissances
grâce à cette expérience » (Bergeron et Rousseau, 2021, avant-propos), la contribution à la science est
double : sur le plan pratique, soit celui de l’expérience de développement de l’outil, et sur le plan
scientifique, soit celui de la recherche (Bruyère et Lapierre, 2021). Dans le cadre du projet en cours visant
à développer une expérience éducative immersive pour améliorer l’apprentissage de la TE, les résultats
attendus sur le plan pratique prendront la forme de principes de conception d’un dispositif d’apprentissage
immersif utilisant une technologie de réalité virtuelle. Ces principes pourraient inclure des
recommandations pour de futurs projets de développement dans des contextes différents de celui de
l’enseignement collégial. Cela est cohérent avec le principe de transférabilité des résultats produits dans
le cadre d’un projet qui respecte les critères de scientificité de la recherche (Loiselle, 2001). De plus, les
résultats pratiques pourraient prendre la forme d’une description de l’expérience de développement dans
le contexte d’une recherche-développement avec des actrices et des acteurs du milieu collégial. Sur le
plan scientifique, les résultats obtenus pourraient permettre de mieux comprendre l’expérience
d’apprentissage durant une expérience immersive par réalité virtuelle. Ce projet veut donc contribuer à
l’avancement des connaissances sur l’utilisation des nouvelles technologies numériques éducatives. Ces
résultats permettront de mieux comprendre l’enseignement supporté par la réalité virtuelle, notamment
l’apprentissage de théories scientifiques difficiles.
Conclusion
Un des objectifs de cet article était de mieux comprendre les enjeux de l’apprentissage de la théorie de
l’évolution (TE). Les écrits à ce sujet sont explicites : l’évolution des espèces vivantes est une théorie
difficile à comprendre à tous les niveaux d’enseignement, mais particulièrement pour les personnes
apprenantes adultes. Les obstacles à sa compréhension sont nombreux et donnent lieu à des conceptions
erronées, comme la croyance que la TE explique l’apparition de la vie sur Terre. Les écrits sur le sujet
mènent à croire que des stratégies d’enseignement basées sur les principes de l’apprentissage actif et du
changement conceptuel sont prometteuses pour améliorer l’apprentissage de la TE. Quand les personnes
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apprenantes sont confrontées à leurs fausses conceptions, quand elles expérimentent le phénomène et
quand elles sont au cœur de l’action, des conditions gagnantes sont réunies pour créer de nouvelles
conceptions plus justes.
Cet article avait aussi comme objectif d’explorer l’apprentissage immersif comme levier pour améliorer
l’apprentissage de théories difficiles. L’apport de l’apprentissage immersif dans ce contexte semble
contribuer à une solution concrète au problème de compréhension de la TE si certains principes de
conception d’une expérience éducative immersive sont respectés, entre autres, planifier un design
pédagogique approprié de l’expérience immersive en continuité avec des tâches d’apprentissage hors
immersion et induire un grand sentiment de présence durant l’immersion.
Le projet en cours veut contribuer à développer un cadre pédagogique commun pour enseigner la théorie
de l’évolution par l’entremise des pédagogies actives et immersives. En ce sens, il contribue à
l’avancement des connaissances en enseignement collégial en sciences, connaissances transférables à
d’autres disciplines où des notions complexes et multidisciplinaires sont à l’étude. Ce projet contribuera
également à documenter les fondements de l’apprentissage immersif, méthode active prometteuse pour
améliorer l’apprentissage à l’aide de technologies numériques, puisqu’il n’en est qu’à ses débuts au
Québec.
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Thouin, M. (2020). La didactique : essentielle, mais menacée. Didactique, 1(1), 61-86.
Wörner, S., Kuhn, J., et Scheiter, K. (2022). The best of two worlds: a systematic review on combining real and virtual
experiments in science education. Review of Educational Research, 92(6), 911-952.
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Annexe
Études qui décrivent et testent une intervention pour l’apprentissage de la théorie de l’évolution, par année
de publication
Auteur(s) (année)
Approche
pédagogique
Concept de
l’évolution
utilisé
(quand mentionné)
Niveau
d’enseignement, taille
de l’échantillon
Siani et al. (2022)
Cours spécialisé pour les
enseignants
s. o.
s. o.
Prastiwi et al. (2020) Portfolio électronique s. o. Universitaire, N= 135
Cardoso et al. (2019)
Jeu simulateur d'évolution
(Sim-Evolution)
Variation, hérédité,
sélection
Secondaire (14-17),
N = 45
Henry (2019)
Simulation en réalité
augmentée
Proie-prédation
Universitaire, premier
cycle, N = 189
Holt et al. (2018)
Modèle de l'instructeur
(role models)
Évolution contre
croyances
religieuses
Universitaire
Browning et
Hohenstein (2015)
L'histoire narrative
Évolution en
général
Primaire (5-8 ans)
Gibson et al. (2015) Jeu de table
s. o.
s. o.
Kelemen et al. (2014) L'histoire narrative Adaptation Primaire (5-8 ans)
Eterovic et Santos
(2013)
Jeu de table Génétique
Universitaire, premier
cycle
Kampourakis et
Zogza (2009)
Cours magistraux et
discussions dans une
perspective constructiviste
/ confrontations des idées
antérieures et des
conceptions erronées
s. o.
Secondaire, N = 98
Nadelson et al. (2009) Tutoriels en ligne
s. o.
Universitaire
Nieswandt et Bellomo
(2009)
Analyse de cas
s. o.
s. o.
Pugh et al. (2010)
Expérience transformative
basée sur l'affect
s. o.
s. o.
Nelson (2008) Raisonnement critique
s. o.
s. o.
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Auteur(s) (année)
Approche
pédagogique
Concept de
l’évolution
utilisé
(quand mentionné)
Niveau
d’enseignement, taille
de l’échantillon
Smith et Scharmann
(2008)
L'évolution comme un outil
intellectuel unique ou la
résolution d'un type de
problème spécifique
s. o.
s. o.
Asterhan et Schwarz
(2007)
Intervention de deux
heures, discussion
collaborative et
argumentaire
s. o.
Universitaire
Nehm et Schonfeld
(2007)
Cours basé sur l'historique,
raisonnement,
apprentissage collaboratif,
carte conceptuelle, visite
d'un musée d'histoire
naturelle, cours
magistraux, lectures,
vidéos
s. o.
Futur personnel
enseignant de biologie
Andersson et Wallin
(2006)
L'évolution comme un outil
intellectuel unique ou la
résolution d'un type de
problème spécifique
s. o.
s. o.
Catley (2006)
L'évolution comme un outil
intellectuel unique ou la
résolution d'un type de
problème spécifique
s. o.
s. o.
Geraedts et Boersma
(2006)
Approche par problème
guidé (problem-posing
approach)
Évolution en
général
Secondaire (15-16 ans)
Khourey-Bowers
(2006)
Controverse structurée
s. o.
s. o.
Crawford et al. (2005)
Software Galapagos
finches
s. o.
Universitaire, N = 21
Scharmann (2005)
L'évolution comme un outil
intellectuel unique ou la
résolution d'un type de
problème spécifique
s. o.
s. o.
Banet et Ayso (2003)
Résolution de problème
basée sur le changement
conceptuel
s. o.
Secondaire
Alters et Nelson
(2002)
Cours riches sur le plan
historique
s. o.
s. o.
Passmore et Stewart
(2002)
Étude de cas
s. o.
Secondaire
Pugh (2002)
Expérience transformative
basée sur l'affect
s. o.
Secondaire
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Auteur(s) (année)
Approche
pédagogique
Concept de
l’évolution
utilisé
(quand mentionné)
Niveau
d’enseignement, taille
de l’échantillon
Matthews (2001) Cours de 4 semaines
s. o.
Secondaire
Aikenhead et Jegede
(1999)
Aider les élèves à franchir
la frontière entre la vie
quotidienne et les valeurs
personnelles qui opposent
l'évolution à la culture
scolaire des conceptions
scientifiques
s. o.
s. o.
Smith et Scharmann
(1999)
Élève peut choisir son
opinion
s. o.
s. o.
Rudolph et Stewart
(1998)
L’évolution comme un outil
intellectuel unique ou la
résolution d'un type de
problème spécifique
s. o.
s. o.
Jensen et Finlay
(1997)
Cours riches sur le plan
historique
s. o.
s. o.
Stebbins et Allen
(1975)
Jeu de table
s. o.
s. o.
Note. Le code « s. o. » indique que l’information n’était pas précisée dans l’étude.
