I. les premieres formes d`apprentissage

LES THEORIES DE L’APPRENTISSAGE
I. LES PREMIERES FORMES D’APPRENTISSAGE
A. L’HABITUATION
L’habituation est généralement considérée comme la forme la plus simple d’apprentissage.
Elle se rencontre dans tout le règne animal, des protozoaires à l’homme.
L’habituation est la diminution de l’intensité, de l’amplitude ou de la durée d’une réponse,
réponse comportementale, végétative ou nerveuse. C’est donc la diminution puis la
disparition de cette réponse lors de la répétition du stimulus évocateur.
Exemple :
Si l’on présente à un enfant le même objet plusieurs fois de suite, on constate que le temps
pendant lequel l’enfant fixe l’objet diminue. Si l’objet change, le temps de fixation
augmente à nouveau. C’est ce qu’on appelle « la réaction à la nouveauté ».
Depuis 1963, on considère l’habituation comme une forme d’apprentissage.
B. L’EMPREINTE
L’empreinte est issue des anthropologistes qui étudient les animaux.
Le petit apprend à reconnaître sa mère quelques heures après sa sortie de l’œuf, ce qui lui
permet de la suivre dans tous ses déplacements. Ainsi, on a pu observer que l’oisillon
développe une préférence envers un objet qui, dans les premières heures qui suivent
l’éclosion, se trouve dans son environnement. On observe des conduites de poursuite à
l’égard d’un stimulus qui peut n’avoir aucun caractère commun avec la mère biologique.
L’empreinte correspond donc à une acquisition brusque par un jeune au cours d’une
période biologiquement privilégiée.
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Toutefois, 3 caractéristiques sont nécessaires :
Il faut d’une part une période critique, il faut que l’objet soit mobile.
Les conséquences sont très importantes sur son devenir. L’empreinte sociale que va subir
l’animal a une influence sur sa future vie. Les effets sont irréversibles.
II. LES THEORIES BEHAVIORISTES
A. LA LOI DE L’EFFET OU APPRENTISSAGE PAR « ESSAIS ET ERREURS »
1. PRESENTATION
La loi de l’effet ou apprentissage par « essais et erreurs » a été initialement étudié par
Thorndike (1874 – 1944).
La plus connue de ses expériences a été conduite sur des chats qui sont placés dans des
boîtes que l’on appellera plus tard « des boîtes à problèmes ». Elles sont munies d’un
dispositif permettant l’ouverture d’une porte par le chat. On enferme donc un chat affamé
et on met de la nourriture en dehors de la cage pour l’attirer.
Des réactions comportementales ont été observées, le chat tourne dans la cage, la griffe, la
mord et se dresse sur ses pâtes arrières.
Comme par hasard, la cage va s’ouvrir. Il a appris par essais et erreurs et s’il recommence,
il ouvrira la cage beaucoup plus rapidement. Il y a eu un apprentissage.
La nourriture à l’extérieure de la cage est une forme de récompense pour le motiver à
sortir.
Cette forme d’apprentissage est un processus associatif caractérisé par la formation de
connexions entre un stimulus (S) et une réponse (R).
S
Eléments de situation
Cage expérimentale
R
Eléments de réponse
Ouvrir la porte de la cage
A partir de ces études des lois de l’apprentissage ont été mises en avant. On peut citer des
lois principales et des lois secondaires.
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2. LOIS PRINCIPALES
 Loi de l’exercice ou de l’oubli
Plus le nombre d’essais augmente, moins l’animal fait d’erreurs.
En revanche, si on se limite dans le nombre d’essais, il y a oubli donc pas de connexion et
pas d’apprentissage  Le non-exercice provoque l’oubli.
 Loi de l’effet
Une connexion S – R peut être renforcée mais aussi affaiblie par l’effet de ses
conséquences.
Si à la sortie de la cage on donne à l’animal de la nourriture, il y a un effet positif alors que
s’il ouvre et qu’on lui donne une décharge électrique il n’appréciera pas. La connexion
sera affaiblie et il n’aura aucun intérêt à essayer d’ouvrir la porte.
Ces deux lois sont principales car ce sont les conditions nécessaires à l’apprentissage.
3. QUELQUES LOIS SECONDAIRES
 Réponses multiples
Il faut que le sujet ait un répertoire de réponses suffisamment variées.
Si ses capacités réactionnelles sont insuffisantes ou si elles sont peu diversifiées, la
réalisation d’un apprentissage par essais et par erreurs devient improbable.
 Attitudes
La motivation est un déterminant majeur de l’apprentissage. Si par exemple on met un
chat qui a bien mangé il ne cherchera pas à sortir de la cage.
 Réponses par analogie
Lorsqu’une situation antérieure a donné lieu à un certain type de comportement, une
situation nouvelle similaire à la précédente tendra à provoquer un comportement identique
ou analogue.
4. CONCLUSION
Il existe des mécanismes similaires en ce qui concerne l’apprentissage humain.
C’est une théorie toujours d’actualité, notamment reprise dans les sciences de l’éducation
(concept de transfert).
Il y a une importance de la loi de l’effet avec le principe de renforcement et de punition.
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B. LE CONDITIONNEMENT CLASSIQUE OU CONDITIONNEMENT
REPONDANT
1. QUELQUES POINTS
On doit le conditionnement répondant à Ivan PAVLOV (1849 – 1936) qui a reçu le prix
Nobel de physiologie et de médecine en 1904.
Il a fait l’étude physiologique de la sécrétion salivaire chez le chien pour décrire la réponse
ou la réaction conditionnelle classique.
Cette réaction ou cette réponse conditionnelle repose sur la possibilité pour un organisme
d’acquérir et de retenir l’association de 2 stimuli de telle sorte qu’une réponse (salivation)
naturellement provoquée par un stimulus (viande) dit « inconditionnel » puisse après
apprentissage être obtenue par le second (son) dit « conditionnel ».
2. LA REACTION CONDITIONNELLE
La réaction conditionnelle va se construire à partir de plusieurs éléments :
 Réaction inconditionnelle (RI)
= la salivation : Un chien salive sans apprentissage.
 Stimulus inconditionnel (SI)
La poudre de viande suscite un réflexe de salivation. Ce n’est pas encore un apprentissage.
 Stimulus neutre (SN)
Une sonnerie ne déclenche pas de salivation chez le chien.
 Stimulus conditionnel (SC)
Un son est capable dans l’apprentissage de susciter une réponse de type salivation.
 Réaction conditionnelle (RC)
C’est une réponse réflexe déclenchée artificiellement (salivation).
Le conditionnement classique consiste donc en une opération qui va rendre efficace
l’action d’un stimulus qui ne l’était pas auparavant.
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 Schéma de l’expérimentation
Il va y avoir association de 2 stimuli (viande + sonnerie), si bien que le chien, après
conditionnement, sera capable de saliver à l’unique son de la cloche.
Avant le conditionnement :
Stimulus Neutre (SN)
(cloche)
aucune réponse ou
réponse d’orientation
Stimulus Inconditionnel (SI)
(nourriture)
Réaction Inconditionnelle (RI)
(salivation)
Durant le conditionnement :
Stimulus Conditionnel (SC)
(cloche)
Réponse Inconditionnelle (RI)
(salivation)
Stimulus Inconditionnel (SI)
(nourriture)
Après le conditionnement :
Stimulus Conditionnel (SC)
(cloche)
Réaction Conditionnelle (RC)
(salivation)
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3. LES CONDITIONS D’ETABLISSEMENT DE LA REACTION CONDITIONNELLE
5 conditions sont nécessaires à l’établissement de la réaction conditionnelle :
 Contiguïté temporelle
Il est nécessaire qu’il existe une contiguïté temporelle entre la présentation du SC et du SI
pour qu’apparaisse une réponse de type conditionnelle.
D’une manière générale, il faut que le SN ou le SC soit toujours présenté avant le SI. En
effet, le SN qui deviendra SC est efficace lorsqu’il joue le rôle d’un signal annonçant le
stimulus inconditionnel (ici la viande).
De nombreuses études se sont intéressées à découvrir l’intervalle optimal séparant le SC
du SI, et il semblerait que l’établissement de la RC soit plus rapide si l’intervalle se situe
autour de ½ seconde.
Dans le conditionnement rétroactif, l’apprentissage n’a pas lieu si le SC est placé avant
la SI. Pavlov est contre le conditionnement rétroactif.
Dans le conditionnement différé ou retardé, on va apprendre au chien à inhiber sa
réaction en différant progressivement la présentation de la viande par rapport à la sonnerie.
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Dans le conditionnement de trace, on apprend à l’animal à ne plus répondre de manière
automatique mais à inhiber sa réponse.
Les conditionnements différé et de trace sont les plus efficaces car ils sont plus adaptatifs
puisque l’organisme peut apprendre à faire des prédictions au sujet de son environnement.
 La répétition
La force de la réaction conditionnelle est fonction du nombre de répétitions, de la
conjonction des 2 stimuli.
 Le renforcement
Dans l’établissement d’une réaction conditionnelle, le renforcement est indispensable.
Par exemple, si le chien nous donne la patte, on lui donne le sucre.
Si on souhaite le renforcement, il faut qu’il y ait une condition particulière.
 L’intensité du Stimulus Neutre qui deviendra Stimulus Conditionnel
L’intensité doit être assez forte pour provoquer une réaction d’orientation, sans cependant
être trop élevée sous peine de susciter la peur.
 Le contrôle de tous les éléments étrangers qui vont venir interférer avec
l’apprentissage
Les éléments étrangers peuvent être :
- liés à l’animal (il y a des animaux plus anxieux, plus craintifs que d’autres)
- liés à l’environnement (il ne faut pas d’autres bruits ou d’autres odeurs autour
sinon il ne salivera pas).
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4. L’EXTINCTION ET LE RECOUVREMENT
L’établissement de la réaction conditionnelle est réel si nous respectons les 5 conditions
exprimées précédemment, mais on peut se demander combien de temps un chien va saliver
au bruit d’une cloche.
En d’autres termes, que se passe-t-il si nous supprimons le renforçateur ?
 La réaction conditionnelle est soumise à l’extinction.
 Schéma : L’apprentissage et les courbes d’extinction
L’extinction est considérée comme un processus par lequel les stimuli conditionnels
perdent leur capacité à déclencher des réponses conditionnelles parce que les stimuli
conditionnels ne sont plus associés à des stimuli inconditionnels.
Toutefois, on peut au bout d’un certain temps à nouveau faire entendre le son et l’associer
à un élément renforçateur : c’est le recouvrement spontané.
Deux hypothèses expliquent le mécanisme de l’extinction :
- Hypothèse du simple évanouissement de la réaction conditionnelle.
Le processus de recouvrement spontané contredit cette théorie.
- Hypothèse de l’effacement par inhibition.
La réponse n’est pas oubliée mais inhibée, le chien ne répond plus parce qu’il
n’est pas récompensé.
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Résistances à l’extinction :
- Nombre de renforcements donnés au cours du conditionnement
(une réaction est d’autant plus difficile à éteindre qu’elle a été abondamment
renforcée)
- Délai dans l’établissement de la réaction conditionnelle et son extinction
(plus il est plus long, plus l’extinction sera difficile)
- L’intervalle entre les renforcements
(l’extinction est plus difficile après un conditionnement différé car le chien a
appris à inhiber)
- Les substances chimiques
(les sédatifs vont faciliter l’extinction).
5. GENERALISATION ET DISCRIMINATION
a) Généralisation
Il y a généralisation lorsqu’une réponse ayant été conditionnée avec un stimulus déterminé
apparaît également avec des stimuli qui lui ressemblent.
 Schéma : Variation de fréquence d’un son.
On suppose que l’on a conditionné le chien à un son de 1000 Hz.
Si on lui fait entendre un son à une fréquence plus petite, on obtient quand même une
réponse mais la quantité de salive est moindre.
Une réaction serait donnée à chaque fois mais elle est d’autant plus faible que l’on
s’éloigne du stimulus conditionnel.
 L’intensité de la réponse (ex : quantité de salive) est fonction de l’intensité du
stimulus (ex : fréquence du son) : c’est le gradient de généralisation.
Une fois établie une réaction conditionnelle à un stimulus bien défini, la présentation de
stimuli différents peut aussi évoquer la même réaction : c’est la généralisation
conditionnelle.
Les stimuli susceptibles d’évoquer la réaction conditionnelle ont certaines relations avec le
premier stimulus. Leur efficacité est d’autant plus grande qu’ils sont plus semblables à ce
dernier.
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b) Discrimination
Discriminer = différencier ses réponses
Discriminer, c’est répondre par une réaction donnée à un stimulus bien déterminé et ne pas
répondre à des stimuli différents.
Nous avons présenté les principales caractéristiques de la réaction conditionnelle classique
en ne retenant que les travaux de Pavlov.
Partant du conditionnement salivaire comme un prototype, on trouve un nombre important
de réactions qui peuvent être conditionnées selon le même schéma.
Certains auteurs ont pensé pendant longtemps que le conditionnement pavlovien était une
forme d’apprentissage très primitive. Ce point de vue est actuellement discuté et il
semblerait que c’est la prise de conscience entre le stimulus conditionnel et le stimulus
inconditionnel qui serait la condition nécessaire à l’établissement d’un conditionnement
classique chez l’être humain. Ceci expliquerait que le conditionnement soit difficile à
établir chez le bébé, mais il faut dire que le conditionnement serait le témoin d’une
capacité à saisir des relations de causalité et non pas une forme primitive de l’activité
cognitive.
6. EXEMPLES D’APPLICATIONS DU CONDITIONNEMENT CLASSIQUE
Exemple : Technique du coussinet pour les problèmes d’incontinence nocturne chez
l’enfant.
RC : réveil de l’enfant
SC (pression)
SI (sonnerie)
L’avantage est qu’il n’y a pas d’extinction, le conditionnement est durable car il relève
d’une adaptation nerveuse.
Immersion et désensibilisation systématique, mécanisme d’extinction conditionnelle.
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C. LE CONDITIONNEMENT OPERANT OU INSTRUMENTAL
1. DEFINITION
C’est Skinner (1904 – 1990) qui fut le pionnier du conditionnement opérant qu’il va
opposer au conditionnement classique de Pavlov.
Skinner va étudier le conditionnement opérant sur l’animal (rat, pigeon) puis assez
rapidement il va utiliser le conditionnement opérant pour rendre compte de l’ensemble des
apprentissages humains, même celui du langage.
Le qualitatif « instrumental » vient du fait que dans cette forme d’apprentissage,
l’obtention d’une récompense (renforcement positif) ou une punition (renforcement
négatif) dépend de l’activité du sujet, c’est-à-dire de sa réponse.
Par conditionnement instrumental, on désigne simplement la réponse du sujet qui est
l’instrument dont il dispose pour exercer une influence sur la suite des événements et il
doit apprendre à l’utiliser.
2. CONDITIONNEMENT CLASSIQUE ET INSTRUMENTAL : LES SIMILITUDES
L’acquisition d’un comportement exige une association.
L’acquisition d’un comportement exige aussi une répétition : plusieurs essais successifs
sont nécessaires.
Le rôle du renforcement est essentiel car sans lui la réaction s’éteindra.
3. CONDITIONNEMENTS CLASSIQUE ET INSTRUMENTAL : LES DIFFERENCES
Répondant (Pavlov)
Instrumental (Skinner)
 Relation causale entre le
renforcement et la réponse.
 Le renforçateur (SI) est donné
par l’expérimentateur.
→ Le sujet est passif, il subit le
milieu.
 Loi de contiguïté temporelle.
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 Liaison réponse / renforcement
arbitraire.
 Le renforcement dépend de la
production de la réponse du sujet
→ Le sujet est actif, il agit sur le
milieu.
 Loi de l’effet (rôle des
récompenses et des punitions)
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4. LE CADRE D’ANALYSE
 Boîte à Skinner ou « puzzle box » ou « boîte à problème »
Elle est munie d’un dispositif de réponse et d’un réceptacle.
 Unité de comportement qui est le fait d’appuyer sur un bouton.
C’est ce que l’on souhaite obtenir après apprentissage.
 Sous le contrôle du renforcement
Stimulus (ex : levier)
Milieu
Organisme
Renforçateur (ex : aliment)
Réponse (ex : appui sur levier)
La réponse opérante est contrôlée par ses conséquences.
5. LES PRINCIPES DU CONDITIONNEMENT OPERANT
a) Contingences de renforcement
Les principes du conditionnement opérant décrivent les relations entre le comportement et
les conditions environnementales qui vont l’influencer.
3 éléments majeurs apparaissent :
 Stimuli discriminatifs : ils servent de signaux en procurant de l’information
concernant le moment où un opérant (ex : coup de bec) sera renforcé.
 Réponse opérante : ce n’est pas seulement une réaction à un stimulus mais c’est
aussi un moyen d’obtenir une récompense ou d’éviter une punition.
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 Agents renforçateurs :
Consommables et manipulables
(boissons, bonbons…)
Sociaux
(contact physique,
réponse verbale)
Certains comportements
→ principe de Prémack
Renforcements conditionnés
généralisés et échangeables
(argent)
Principe de Prémack :
Un comportement émis selon une fréquence élevée peut servir de renforcement à un autre
comportement de probabilité d’apparition plus faible (ex : si les résultats scolaires sont
mauvais, plus de télévision).
Regard particulier sur les agents renforçateurs :
 Les agents renforçateurs peuvent modifier la fréquence dans le sens d’une
augmentation.
- Renforcement positif : cela augmente la probabilité d’une réponse opérante.
- Renforcement négatif : requiert la présence d’un événement aversif et
l’animal ou l’individu va apprendre à éviter ou échapper à cet événement.
 Echappement = quitter une pièce trop bruyante.
 Evitement = absorption d’un médicament.
Echappement : L’individu est soumis à une situation douloureuse à laquelle il va se
soustraire par l’émission d’un comportement.
Evitement : Ce type de comportement va permettre à l’individu de prévenir un contact
avec une situation aversive, l’individu va se soustraire à la situation.
L’évitement peut se développer après l’apprentissage d’une réponse d’échappement.
 Les agents renforçateurs peuvent modifier la fréquence d’une réponse dans le sens
d’une diminution.
L’objectif est de réduire voir de supprimer l’émission d’un comportement non approprié
(les punitions).
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Il ne faut pas confondre les notions de renforcement négatif et de punition. La punition se
réfère à la réduction de la fréquence d’émission d’une réponse, mais dans la vie courante,
la punition est très souvent utilisée indépendamment de ses effets sur le comportement.
b) Les programmes de renforcement
Il faut varier le délai entre la réponse opérante et le renforçateur.
Réponse opérante
Renforçateur
Programme de renforcement
La relation entre la réponse opérante et le renforçateur peut être réglée par diverses
modalités que l’on appelle programme de renforcement.
Il existe plusieurs programmes de renforcement :
 Programme de renforcement continu
C’est le programme le plus simple : chaque réponse est suivie d’un renforcement quel que
soit le moment où la réponse est émise.
 Programmes à proportion des réponses
- à proportion constante (FR ou Fixed Ratio) :
Le sujet recevra un renforcement chaque fois qu’il fournira un nombre de réponses
déterminé (ex : un pigeon doit tourner la clé 10 fois pour être renforcé).
- à proportion variable (VR ou Variable Ratio) :
Le renforcement est octroyé après un nombre variable de réponses.
Le renforcement est intermittent et la variation se fait autour d’une moyenne.
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 Programmes à composantes temporelles
- Programme à intervalle fixe (FI ou Fixed Interval)
Toutes les 10 secondes.
- Programme à intervalle variable (VI ou Variable Interval)
Le renforcement est délivré après une heure variable (de 90 à 100 secondes).
A partir de ces différents programmes, Skinner a pu étudier l’apprentissage de différents
types de comportement.
Par exemple :
- La discrimination d’un élément : apprendre à l’animal à émettre une réponse
en présence d’un signal qui peut être par exemple une lampe.
- La différenciation : la nourriture ne sera donnée que si l’animal fournit une
réponse d’une certaine intensité.
6. LES LOIS DU CONDITIONNEMENT OPERANT
Le conditionnement opérant a apporté plusieurs points à l’étude de l’apprentissage. Il a
conduit à accorder une plus grande généralité aux mécanismes mis en évidence par l’étude
du conditionnement Pavlovien.
a) Conditions d’établissement
L’efficacité du renforcement est dictée par le fait qu’il doit être délivré immédiatement
après l’émission d’une réponse et lorsque la réponse est apprise, le délai entre la réponse et
le renforcement peut varier.
b) L’extinction et le recouvrement spontané
Dans le conditionnement opérant, l’extinction et le recouvrement spontané des réponses
apprises proviennent d’une répétition du comportement sans renforcement (ex : si un
enfant est en colère et que les parents lui disent de se taire, il faut simplement l’ignorer et
il y aura extinction des cris de colère).
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c) La généralisation
On peut conditionner un pigeon à picorer une petite plage lumineuse, on mesure la
fréquence de réponse, on va faire varier la couleur se rapprochant plus ou moins des
stimulus discriminatifs et on aura la même réponse.
Chez l’être humain, on a observé les mêmes phénomènes (ex : le transfert d’apprentissage
= faire quelque chose de la main droite puis de la main gauche).
d) La discrimination
 Figure 17 : Apprentissage discriminatif sans erreurs
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e) La névrose expérimentale
7. EXEMPLES D’APPLICATION
 Enseignement
L’enseignement programmé, c’est une technique d’enseignement (avec ordinateur) qui
consiste à découper les connaissances en petites unités présentées à l’élève dans un ordre
de difficulté gradué.
Chaque unité fait l’objet d’une ou plusieurs questions de l’enseignant.
Ces questions sont conçues de telle manière que l’élève puisse donner des réponses
satisfaisantes faisant l’objet d’un renforcement positif (ex : c’est bien, continue…).
 Education
 Thérapie
Dans de nombreux troubles du comportement (ex : dépression), par la technique du
conditionnement opérant, nous pouvons renforcer le sujet pour qu’il redevienne
« normal » (renforcement d’unité comportementale).
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8. CONCLUSION GENERALE
Les théories S – R de l’apprentissage sont insuffisantes dans l’explication d’apprentissages
complexes.
La théorie de Hull S – O – R est précurseur d’autres théories.
Stimulus
Organisme
Besoin
Motivation
Réponse
Il a défini les habitudes, plus particulièrement des familles d’habitudes.
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