Les travaux fondateurs de Carroll (1963) ont montré que la réussite d’un apprentissage dépend en grande partie du temps effectivement consacré aux activités d’apprentissage. Cette approche a ensuite été développée par Fisher et ses collaborateurs (1980) à travers le concept d’Academic Learning Time (ALT), selon lequel les progrès des apprenants sont étroitement liés au temps passé dans des tâches pertinentes et réalisées avec succès. Ainsi, l’efficacité d’une formation ne dépend pas uniquement de sa durée mais de la qualité du temps mobilisé.

Le temps actif : le véritable temps d’apprentissage

Appliquée à la plongée sous-marine, cette approche conduit à distinguer le temps d’immersion du temps réellement consacré aux apprentissages. Le temps actif correspond au temps pendant lequel l’élève est engagé dans une activité susceptible de développer ses compétences.

Cette distinction rejoint les travaux réalisés en EPS et en apprentissage moteur, qui montrent que les progrès sont fortement corrélés au temps d’engagement dans la tâche (Durand, 1996 ; Famose, 1990). Ainsi, un plongeur qui travaille sa stabilisation ou réalise une assistance est engagé dans un apprentissage. À l’inverse, un stagiaire qui attend son tour ou observe passivement ses camarades mobilise peu de ressources cognitives et motrices.

Prenons un exemple simple. Lors d’une séance de remontée assistée, quatre stagiaires réalisent successivement un exercice de cinq minutes sous le contrôle du moniteur. Pendant qu’un seul plongeur travaille, les trois autres observent.

Bien que la plongée dure vingt minutes, chaque stagiaire ne bénéficie que d’environ cinq minutes d’activité effective. La majeure partie du temps est donc constituée d’attente et d’observation.

À l’inverse, lorsque deux binômes travaillent simultanément, le temps actif augmente fortement sans modifier la durée de l’immersion.

Le rendement pédagogique : apprendre davantage sans plonger plus longtemps

Le rendement pédagogique peut être défini comme le rapport entre le temps d’apprentissage effectif et le temps total mobilisé par la séance. Cette notion découle directement des travaux sur le temps d’apprentissage académique (Carroll, 1963 ; Fisher et al., 1980) et constitue aujourd’hui un indicateur classique de l’efficacité pédagogique.

Imaginons une séance d’une heure dix (70 minutes) comprenant :

• 15 minutes de préparation et d’équipement ;
• 10 minutes de briefing ;
• 15 minutes d’apprentissage ;
• 20 minutes d’exploration ;
• 10 minutes de débriefing.

Sur ces 70 minutes, seulement 15 minutes sont consacrées à des exercices réellement formatifs et 10 minutes à une analyse réflexive (débriefing) des actions réalisées.

Le temps actif utile atteint alors 25 minutes.

Le rendement pédagogique représente donc :

25 ÷ 70 × 100 = 36 %

Autrement dit, un peu plus d’un tiers du temps total contribue directement à la construction de compétences.

Les pertes de charge pédagogiques

L’analyse du rendement pédagogique conduit naturellement à s’intéresser aux facteurs qui diminuent l’efficacité des apprentissages. Par analogie avec les sciences de l’ingénieur, ces facteurs peuvent être qualifiés de pertes de charge pédagogiques.

Les pertes organisationnelles

Les pertes organisationnelles regroupent l’ensemble des dysfonctionnements qui réduisent le temps disponible pour apprendre : matériel mal préparé, groupes mal constitués, retards, exercices mal organisés ou briefing improvisé. Bien qu’elles soient rarement étudiées en tant que telles, elles constituent une préoccupation récurrente dans les recherches sur l’efficacité de l’enseignement (Durand, 1996).

Les pertes cognitives

Les pertes cognitives apparaissent lorsque la complexité de la situation dépasse les capacités de traitement de l’apprenant. La théorie de la charge cognitive développée par Sweller (1988) puis approfondie par Sweller, Ayres et Kalyuga (2011) montre que la mémoire de travail possède une capacité limitée. Lorsque trop d’informations doivent être traitées simultanément, l’apprentissage devient moins efficace.

En plongée, cette situation est fréquente lors des exercices complexes. Un stagiaire qui doit simultanément effectuer une « assistance gilet » doit contrôler sa flottabilité, l’équilibre du couple, surveiller sa profondeur, gérer l’assisté, communiquer, respecter une vitesse de remontée, gérer la décompression…mobilise des ressources cognitives considérables. Comme le souligne Tricot (2017), l’apprentissage devient difficile lorsque la charge imposée par la tâche dépasse les ressources disponibles.

Les pertes attentionnelles

Sous l’eau, l’attention est constamment sollicitée par de multiples éléments : environnement, courant, visibilité, paramètres de plongée, comportement des équipiers ou gestion de l’équipement.

Les recherches en psychologie cognitive montrent que l’attention constitue une ressource limitée (Tricot, 2017). Chaque sollicitation supplémentaire réduit la disponibilité mentale pour traiter les informations pertinentes à l’apprentissage.

Les pertes émotionnelles

Les émotions jouent également un rôle majeur dans les apprentissages. Un plongeur stressé par une profondeur inhabituelle, inquiet pour sa consommation ou marqué par une expérience antérieure difficile dispose de moins de ressources pour apprendre. Les émotions mobilisent une partie des capacités attentionnelles et peuvent diminuer les performances cognitives (Tricot, 2017).

Quelques erreurs fréquentes chez les moniteurs

Certaines pratiques pédagogiques diminuent fortement le rendement des séances.

Les briefings trop longs en constituent un exemple classique. Lorsqu’un moniteur tente de transmettre un grand nombre d’informations avant l’immersion, il augmente la charge cognitive extrinsèque supportée par les stagiaires. Les recherches de Sweller et al. (2011) montrent que cette surcharge réduit la mémorisation et l’apprentissage.

Une autre erreur fréquente consiste à organiser les exercices de manière séquentielle, avec un seul stagiaire actif pendant que les autres observent. Cette organisation réduit considérablement le temps actif individuel et donc les opportunités d’apprentissage (Fisher et al., 1980).

Enfin, proposer des tâches trop complexes à des plongeurs débutants constitue une source importante d’échec pédagogique. Les travaux de Famose (1990) montrent qu’un apprentissage efficace nécessite un ajustement permanent entre la difficulté de la tâche et les ressources de l’apprenant.

Vers une pédagogie du rendement

Un moniteur peut réaliser une excellente séance techniquement avec un briefing clair, une sécurité de séance optimale et un bon contenu tout en obtenant un rendement pédagogique très faible parce que :

• les stagiaires attendent ;
• le groupe dans la palanquée est trop nombreux ;
• les tâches sont mal organisées ;
• la charge cognitive est excessive.

L’amélioration du rendement pédagogique repose sur quelques principes simples :

• augmenter le temps actif des stagiaires ;
• réduire les temps d’attente ;
• limiter les pertes organisationnelles ;
• adapter la difficulté des tâches ;
• maîtriser la charge cognitive ;
• fournir des feedbacks fréquents et précis.

Cette approche conduit à considérer que l’efficacité d’un moniteur ne se mesure pas à la quantité d’informations transmises mais à sa capacité à créer des situations favorisant l’engagement actif des apprenants.

Dans une activité où le temps sous l’eau est limité et potentiellement accidentogène, chaque minute doit être considérée comme une ressource précieuse. L’enjeu n’est donc pas de faire davantage de plongées mais de transformer le plus efficacement possible le temps disponible en compétences réellement mobilisables dans les situations de plongée réelles.

Bibliographie

• Carroll, J. B. (1963). A model of school learning. Teachers College Record, 64(8), 723-733.(lien)
• Durand, M. (1996). L’enseignement en milieu scolaire. Presses Universitaires de France. (lien)
• Famose, J.-P. (1990). Apprentissage moteur et difficulté de la tâche. INSEP. (lien)
• Fisher, C. W., Berliner, D. C., Filby, N. N., Marliave, R. S., Cahen, L. S., & Dishaw, M. M. (1980). Teaching behaviors, academic learning time, and student achievement. In C. Denham & A. Lieberman (Eds.), Time to Learn (pp. 7-32). National Institute of Education. (lien)
• Sweller, J. (1988). Cognitive load during problem solving: Effects on learning. Cognitive Science, 12(2), 257-285. (lien)
• Sweller, J., Ayres, P., & Kalyuga, S. (2011). Cognitive Load Theory. Springer. (lien)

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Former un plongeur ne consiste pas uniquement à lui transmettre des connaissances théoriques ou à lui faire répéter des gestes techniques. Chaque apprentissage modifie physiquement l’organisation du cerveau.

Grâce aux travaux récents en neurosciences cognitives, nous comprenons aujourd’hui beaucoup mieux comment le cerveau apprend, mémorise et automatise des compétences complexes (Dehaene, 2018).

Ces connaissances présentent un intérêt particulier pour la plongée sous-marine, activité qui mobilise simultanément des compétences motrices, cognitives et décisionnelles.

La plasticité cérébrale : le cerveau se transforme en apprenant

L’une des découvertes majeures des neurosciences modernes concerne la plasticité cérébrale. Contrairement à une croyance longtemps répandue, le cerveau conserve tout au long de la vie sa capacité à se modifier sous l’effet de l’expérience (Doidge, 2007).

Chaque fois qu’un élève plongeur réalise un exercice de stabilisation, de vidage de masque ou de récupération d’embout, certaines connexions neuronales sont renforcées. Plus l’exercice est répété, plus ces réseaux deviennent efficaces.

Selon Dehaene (2018), apprendre consiste précisément à modifier durablement l’organisation des circuits neuronaux.

Cette réalité biologique explique pourquoi les démonstrations seules ne suffisent pas : l’expérience pratique demeure indispensable.

Mémoire déclarative et mémoire procédurale

Les neurosciences distinguent plusieurs formes de mémoire.

• La mémoire déclarative correspond aux connaissances explicites : lois physiques, prévention des accidents de plongée, procédures de décompression ou règles de sécurité (Squire & Kandel, 2000).
• La mémoire procédurale concerne quant à elle les compétences automatisées : équilibrer ses oreilles, maintenir sa flottabilité ou réaliser une assistance.

Chez le débutant, chaque geste demande un effort conscient important. Avec l’entraînement, les actions deviennent progressivement automatiques grâce au transfert vers la mémoire procédurale (Anderson, 2015).

Pour le moniteur, l’objectif n’est donc pas uniquement que l’élève « sache », mais qu’il soit capable « d’agir » efficacement.

La charge cognitive : pourquoi les débutants semblent débordés

La théorie de la charge cognitive développée par Sweller (1988) apporte un éclairage particulièrement pertinent sur les difficultés rencontrées par les plongeurs débutants.

La mémoire de travail possède une capacité limitée. Lorsque trop d’informations doivent être traitées simultanément, les performances diminuent.

Sous l’eau, un élève plongeur doit surveiller sa profondeur, sa flottabilité, son manomètre, son environnement, son binôme, les consignes de l’instructeur… Pour un plongeur expérimenté, plusieurs de ces tâches deviennent automatisées.

Ce qui explique que pour un débutant, ces tâches mobilisent toutes une attention consciente, et la surcharge cognitive qui en résulte explique de nombreuses erreurs observées en formation.

Cette théorie justifie une progression pédagogique graduelle où chaque nouvelle compétence s’appuie sur des acquis déjà stabilisés (Sweller et al., 2019).

Les neurones miroirs : pourquoi les démonstrations fonctionnent

Les travaux de Rizzolatti et Sinigaglia (2008) ont mis en évidence l’existence des neurones miroirs.

Ces neurones s’activent non seulement lorsque nous exécutons une action, mais également lorsque nous observons quelqu’un d’autre l’effectuer.

Lorsqu’un élève observe un instructeur réaliser un vidage de masque ou un échange d’embout, son cerveau commence déjà à préparer les schémas moteurs nécessaires.

Cette découverte fournit une explication scientifique à l’efficacité des démonstrations pédagogiques.

Pour être pleinement efficaces, celles-ci doivent être visibles, lentes, décomposées, et commentées.

Applications pratiques pour les moniteurs

Malheureusement, nous apercevons souvent des formations sous la formule « Obtenez votre certification en 2 jours seulement !! », aussi, une adoption excessive de la formation autonome en ligne chez la majorité des agences de standardisation. Cependant, ceci va à l’encontre de ce que préconisent les sciences cognitives en termes de développement des compétences.

Sur la base du cadre scientifique des neurosciences, nous pouvons confirmer plusieurs recommandations concrètes que beaucoup de moniteurs adoptent déjà :

• limiter le nombre de nouveaux apprentissages par séance ;
• privilégier les répétitions fréquentes ;
• varier les contextes d’entraînement ;
• démontrer ( et ne pas montrer ) avant de faire pratiquer ;
• favoriser les exercices progressifs ;
• réactiver régulièrement les compétences acquises.
• espacer les séances dans le temps.

Ces principes peuvent permettre de favoriser la consolidation des apprentissages et l’automatisation des compétences.

Conclusion

Les neurosciences montrent que l’apprentissage de la plongée repose sur des mécanismes biologiques précis impliquant la plasticité cérébrale, la mémoire et l’automatisation progressive des compétences.

Pour les moniteurs, comprendre ces mécanismes permet de concevoir des parcours de formations plus efficaces et mieux adaptées aux capacités réelles des apprenants.

Dans un prochain article, nous examinerons, dans le même cadre, comment les émotions, le stress et l’apprentissage par l’erreur influencent la sécurité et la performance des plongeurs.

Bibliographie

• Anderson, J. R. (2015). Cognitive psychology and its implications (8th ed.). Worth Publishers. (lien)
• Dehaene, S. (2018). Apprendre ! Les talents du cerveau, le défi des machines. Odile Jacob. (lien)
• Doidge, N. (2007). The brain that changes itself. Penguin Books. (lien)
• Rizzolatti, G., & Sinigaglia, C. (2008). Mirrors in the brain. Oxford University Press. (lien)
• Squire, L. R., & Kandel, E. R. (2000). Memory: From mind to molecules. Scientific American Library. (lien)
• Sweller, J. (1988). Cognitive Load During Problem Solving: Effects on Learning. Cognitive Science, 12(2). (lien)
• Sweller, J., Van Merriënboer, J., & Paas, F. (2019). Cognitive architecture and instructional design. (lien)

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