acquisition des connaissances

Une solution innovante pour l’acquisition des connaissances : la simulation

Impossible de faire l’impasse sur l’acquisition des connaissances dans le cadre professionnel. Ce besoin est devenu permanent, tout au long de la carrière des salariés. Cependant, ces derniers ont de moins en moins de temps à consacrer à l’apprentissage et au maintien de leurs savoirs, savoir-faire et savoir-être. Et il est souvent difficile de mobiliser le matériel nécessaire à la formation et à l’entraînement car cette immobilisation a un coût, ou tout simplement par manque de disponibilité. Dans ce contexte, la simulation se présente comme une alternative intéressante. Cependant, pour porter ses fruits, cette technologie doit être utilisée de manière adéquate et à un moment opportun du parcours d’apprentissage. 

Quelles connaissances à quelle étape d’apprentissage ?

Il existe différents types de connaissances à acquérir pour exercer une activité. Chaque type de connaissances correspond à une étape du parcours d’apprentissage.

  • Connaissances conceptuelles en formation. Le parcours d’apprentissage commence par la formation pour acquérir des connaissances dites conceptuelles, autrement dit des savoirs. Celles-ci comprennent la description de l’objet des apprentissages, de manière théorique ou pratique. On les dissèque pour connaître leur fonctionnement, on découvre des concepts. Pour cela, on peut travailler directement avec l’objet de l’étude, des documents, des maquettes, ou encore une représentation virtuelle avec laquelle on peut interagir.
  • Connaissances procédurales en entraînement. Une fois l’objet de l’étude connu vient le temps d’apprendre à s’en servir. L‘entraînement succède à la formation. On acquiert alors des connaissances dites procédurales ou encore des savoirs faire et des savoir-être. On assimile une succession d’étapes à reproduire dans le but de faire fonctionner un système. En répétant plusieurs fois ces gestes, le drill, on intègre des connaissances appliquées, des mécanismes, des réflexes. Si l’apprentissage est mené dans de mauvaises conditions, des gestes incorrects risquent d’être appris avec des conséquences néfastes lors de la mise en situation réelle. On parle alors de negative training. L’entraînement doit donc se faire dans les conditions réelles de l’activité avec une mise en pratique sur l’objet réel de l’apprentissage ou un système de simulation les reproduisant avec fidélité. L’entraînement débute toujours par une période d’adaptation plus en moins longue en fonction de la complexité du savoir-faire à mettre en œuvre.
  • Connaissances contextuelles et mise en condition avant application. Après la formation et l’entraînement, avant l’application professionnelle des connaissances,  vient la mise en condition avant application. C’est le moment où l’on acquiert les connaissances dites contextuelles. Il s’agit des savoirs directement liés à la mission à venir. Ils sont spécifiques à l’environnement ou à la nature du travail futur. Après cette étape, l’apprenant est en mesure d’appréhender sa mission. Les risques de negative training et les impératifs de réalisme adaptés à la mission sont les mêmes que pour l’entraînement.

Petit exemple : pour devenir le pilote d’un avion d’un type spécifique S, une personne va suivre un parcours d’apprentissage en trois étapes : formation, entraînement et mise en condition avant application. L’apprenant commence par acquérir des connaissances conceptuelles : tout aéronef possède une cabine, des ailes ou hélices, un manche, des roues, un moteur, fonctionne en mettant en œuvre tel ou tel mécanisme, etc. Ensuite, il assimile les connaissances procédurales et les gestes nécessaires à la conduite d’un avion générique : faire l’inspection de l’aéronef, appliquer la checklist, faire un contrôle radio avec la tour de contrôle, appuyer ensuite sur ce bouton etc. Enfin, viennent les connaissances contextuelles, spécifiques à l’avion S. Le pilote est alors prêt pour commencer ses missions sur ce type d’avion.

  • Le rodage : une étape intermédiaire. Parfois, les circonstances ne sont pas optimales pour l’accomplissement d’un parcours d’apprentissage complet. Par exemple, le matériel nécessaire peut ne pas être disponible ou coûter trop cher. Il est alors possible d’envisager une étape intermédiaire entre l’acquisition des connaissances conceptuelles et procédurales, c’est-à-dire entre la formation et l’entraînement : le rodage. C’est une sorte d’échauffement, avec des moyens simplifiés par rapport aux moyens réels, destiné à préparer l’entraînement pour l’optimiser en minimisant la période d’adaptation de l’entraînement. Il permet ainsi de pallier le manque de moyen ou de temps des apprenants. Nous y reviendrons plus loin.

Quelle simulation pour acquérir quelles connaissances ?

À chacune des étapes du parcours de formation, il est possible de s’appuyer sur des systèmes de simulation. Il en existe de nombreuses classifications. Nous en proposons une ici directement en lien avec les étapes du parcours de formation.

  • Transparence vs. conscience. L’utilisation d’un système de simulation peut être transparente pour l’utilisateur ou, au contraire, ce dernier peut en avoir conscience. Dans le premier cas, l’utilisateur se sert du système de simulation comme du système réel en oubliant qu’il manipule une simulation. À l’inverse, si le système de simulation mis en œuvre est, à l’évidence, différent du système réel, l’opérateur a la conscience de son utilisation. C’est le cas, par exemple, des lunettes immersives pour de la réalité virtuelle. La conscience d’une simulation apporte l’avantage de relativiser son utilisation par rapport à la réalité et permet de prendre le recul nécessaire pour éviter le negative training qui est le risque des simulations transparentes. Celles-ci sont utilisées pour l’entraînement ou la mise en condition avant application, tandis que pour la formation ou le rodage il est nécessaire d’avoir conscience de la simulation.
  • Réalisme vs. pédagogie. Réaliste signifie fidélité par rapport au système simulé. À l’opposé, les simulations pédagogiques sont des représentations partielles et adaptées aux objectifs de formation. Par nature, elles ne sont donc pas réalistes. Elles sont forcément utilisées uniquement pour l’acquisition de savoirs conceptuels. Le risque de negative training augmente avec l’écart à la réalité. Le réalisme est exigé pour l’entraînement, la mise en condition avant application ainsi que pour le rodage car des réflexes ne peuvent être acquis que sur un système conforme à la réalité. Si l’on reprend notre exemple de la formation d’un pilote d’avion, une simulation pédagogique pourrait réduire la représentation de l’aéronef à la forme d’un parallélépipède, avec des ailes reliées à une cabine et équipé de roues. Cela suffit pour comprendre les mécanismes mis en œuvre. La représentation s’adapte aux objectifs pédagogiques de formation. Si le pilote s’entraîne sur un simulateur avec une commande sur le tableau de bord alors que l’aéronef réel l’aura au plancher, le negative training que cela provoquera nécessitera d’être corrigé et allongera la période de maîtrise de l’avion réel.

En résumé :

  • Pour la formation, on fait appel à la simulation pédagogique avec conscience de son utilisation ;
  • L’entraînement et la mise en condition avant application nécessitent une simulation réaliste et transparente pour l’utilisateur ;
  • Le rodage s’appuie sur une simulation réaliste avec conscience de son utilisation ;
  • Le negative training est la conséquence néfaste de l’utilisation transparente d’une simulation pédagogique.

L’atout de la simulation pour le rodage

En pratique, pour de très nombreuses raisons dont le manque de disponibilité du matériel ou le coût de son utilisation, les apprenants ont souvent du mal à consacrer le temps ou les ressources nécessaires à leur entraînement.

C’est là que peut intervenir le rodage, étape située entre la formation et l’entraînement. Prenons ici l’exemple des armées où la simulation est très utilisée pour l’entraînement : des opérateurs ont la mission de la maintenance de shelters dédiés aux systèmes d’information. Ce sont des sortes de containers de six mètres de long sur trois mètres de large et de haut, remplis de matériels informatiques reliés à d’innombrables câbles. Ce matériel est rare et  n’est disponible que pour les opérations. La formation des opérateurs de maintenance est donc principalement théorique et il peut arriver qu’ils découvrent ces shelters seulement en arrivant sur le théâtre d’opération. Une période d’adaptation parfois conséquente est alors indispensable pour maîtriser toutes les procédures nécessaires à leur maintenance.

Le recours au rodage avec simulation trouve ici tout son sens en respectant certaines conditions.

Par nature, le rodage s’appuie sur des moyens simples à mettre en œuvre, peu coûteux. Cela induit une représentation simplifiée du système où le negative training sera évité si, d’une part le système simulé est conforme à la réalité et, d’autre part, si l’utilisateur a conscience de l’utilisation d’une simulation. Il peut alors répéter les procédures de maintenance pour en acquérir les réflexes. Le negative training ayant été minimisé, la période d’adaptation sera réduite lorsqu’il découvrira le matériel réel.

On peut par exemple imaginer un système de simulation à base d’une scène en 3D visible avec des lunettes immersives de réalité augmentée et dans laquelle l’apprenant se déplace et manipule les objets à l’aide de manettes qui lui permettent d’interagir avec son environnement. Cette simulation est réaliste, car elle reproduit fidèlement le shelter et l’apprenant a conscience de son utilisation puisque les lunettes immersives et les manettes lui rappellent qu’il utilise un outil de simulation.

Le réalisme des simulations est crucial pour leur utilisation.

Reproduire avec réalisme un système réel a un coût qui est fonction du niveau de fidélité. Ce réalisme se retrouve dans la visualisation du système et pas seulement, puisque cela peut adresser également les autres sens que la vue comme le toucher, l’odorat, etc. Par exemple, des simulateurs d’avions sont si réalistes qu’ils permettent de qualifier le vol de pilotes. Ce sont des simulateurs avec une visualisation 3D qui couvre l’ensemble du champ de vision des opérateurs, sur vérins pour les sensations d’accélération, etc. Ces simulateurs sont très onéreux.

Il arrive fréquemment que le réalisme des simulateurs se dégrade à causes des évolutions du système réel. Le maintien du réalisme est donc un enjeu majeur si on souhaite continuer à utiliser les simulateurs pour l’entraînement. Dans le cas contraire, pour éviter les risques de negative training, le simulateur est réduit aux actions de formation.

La maintenance des simulateurs demande donc une grande attention car elle liée à la gestion de configuration du système réel, parfois complexe, surtout si le système réel et le simulateur sont traités dans des programmes différents ou par des industriels différents. Son prix est directement lié à celui du simulateur. Plus le simulateur est cher, plus la maintenance sera coûteuse.

La piste des systèmes de simulation pour rodage est donc intéressante puisque ce sont des systèmes plus simples et normalement beaucoup moins chers que des simulateurs réalistes et transparents pour les utilisateurs. La maintenance en est donc plus économe. L’enjeu principal se porte ainsi sur la capacité à conserver un niveau de réalisme suffisant pour l’acquisition des connaissances procédurales, ce qui est un vrai savoir-faire.

Conclusion

L’emploi de la simulation comme outil d’apprentissage se développe dans de très nombreux domaines dès lors qu’il faille apprendre des procédures, des réflexes, la mise en œuvre et la nature ou la composition des systèmes. En médecine, elle prend de plus en plus part à la formation des médecins et permet même la révision de gestes techniques, avant une opération.

Plutôt utilisée pour l’entraînement jusqu’à présent, la simulation trouve de nouveaux champs d’application dans la formation et devrait se développer désormais progressivement dans le cadre du rodage. Et cette tendance devrait aller en s’accentuant.

Une réflexion sur “Une solution innovante pour l’acquisition des connaissances : la simulation

  1. Juste un petit commentaire pour ajouter à cet excellent billet que les solutions de RPA – Robotic Process Automation – sont très utiles pour faciliter l’apprentissage de procédures et favoriser le respect des modes opératoires par des collaborateurs débutants.

    En effet un petit logiciel installé sur le poste de travail permet de guider l’opérateur dans ses actions, et aussi d’automatiser toutes les séquences fastidieuses (copier une donnée dans un écran de l’application A -> changer d’application -> copier la donnée dans un écran de l’application B) ce qui fait gagner du temps mais aussi du confort de travail.

    La RPA est très efficace pour accélérer la montée en compétence des collaborateurs sur des processus métiers qui peuvent être complexes et donc un peu longs à assimiler : onboarding d’un nouveau client dans une banque, traitement d’une réclamation client chez un opérateur télécom ou un fournisseur d’énergie, souscription d’un nouveau contrat dans une compagnie d’assurance…

    Plus d’info sur http://contextor.eu/fr/solutions/agilite/transformation-numerique/

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