Theories de l`apprentissage

Les différentes théories
de l’apprentissage
Une approche historique
Apprentissage : définitions
Modification durable et stable du
comportement comme conséquence
d’une expérience antérieure et non
d’une maturation.
Différentes répresentations du rôle de l’enseignant et de
l’apprenant
La représentation
de ce qu'est
l'apprentissage
conditionne notre
représentation de
l'enseignement
Les théories de l’apprentissage
Début
du 20e
Gestaltistes
Béhavioristes:
Wertheimer,
Koffka
Pavlov, Watson,
Thorndike,
Thorndike Tolman
Néo- béhavioristes
Milieu
du 20e
Constructivistes
Hull, Skinner
Bruner, Piaget
Approche
social cognitive
Fin
du 20e
Cognitives
Rotter, Bandura
Socio-constructivistes
Vygotsky
Début
du 21e
Neuropsychologiques
Adapté de Minier, 2003
Théories béhavioristes
1. Pavlov (1849-1936)
Deux paramètres indispensables
La répétition
La contiguïté temporelle entre stimuli
conditionnel et inconditionnel
Réflexe conditionnel
Explication physiologique de l’apprentissage, basé
essentiellement sur le conditionnement.
Conditionnement classique ou répondant
D’après vetopsy.fr
Quelques lois du conditionnement classique
L’extinction : Diminution progressive puis disparition de la
RC si SI et SC non associés pendant un certain temps.
MAIS apprentissage plus rapide si on recommence la
procédure.
DONC extinction partielle seulement
La généralisation : Extension d’une liaison conditionnelle à
des stimuli proches du SC
La discrimination : Modification de la réponse généralisée si
on éteint progressivement les RC provoquées par des stimuli
proches du SC.
2. Watson (1878-1958), père du béhaviorisme
Faire de la psychologie une science du comportement
sur la seule base des faits observables et mesurables
Courant associationiste
Apprentissage par conditionnement = par association S - R
Stimulus
?
Réponse
L’homme n’est que le reflet de son milieu, que le résultat
des conditionnements qu’il subit. La thèse du «Modelage»
mise sur les conditions externes pour transformer / former
les élèves.
2. Watson (1878-1958), père du béhaviorisme
Changement du
comportement par un
condionnement externe
À l’origine, Albert n’a pas peur du rat, mais Watson faisait retentir
soudainement un bruit très fort à chaque fois qu’Albert touchait au rat.
Étant donné qu’Albert sursautait de frayeur par le bruit, il est
rapidement devenu conditionné à avoir peur du rat. La peur a été
généralisée à d’autres petits animaux de couleur blanche.
Conditionnement opérant : 4 mécanismes qui permettent
d'opérer sur le comportement :
Une action peut être suivie
- d’une récompense (renforcement positif)
- du retrait d'un stimulus aversif (renforcement négatif)
- d'une absence de réponse (extinction)
- d'une punition (ajout d'un stimulus aversif)
3. Skinner (1904-1990)
Un apprentissage est
toujours possible, à la
condition d’user du dosage
adéquat des réponses.
Nous apprenons dans
l’action, de l’expérience, par
essais et erreurs.
Apprentissage individualisé
grâce à un enseignement
programmé.
Quelques lois du conditionnement opérant
Extinction S’il n’y a plus de renforcement
La résistance à l’extinction est variable :
Renforcement continu = extinction plus rapide
Renforcement partiel = extinction plus lente
=> lien plus fort : effet d’attente et de surprise favorable
Généralisation et Discrimination
Exemple : Un pigeon apprend à picorer la cible si la lumière est verte
Il picore aussi à la lumière verte claire ou verte foncée
Si on administre un stimulus aversif s’il picore à la lumière foncée, il
apprendra à discriminer cette couleur
il répondra encore à la lumière verte de départ ou lumière verte claire.
4. Tolman (1886-1959), béhavioriste “rebelle”
Des rats, un labyrinthe en croix. Le point de départ est D1 ou D2
La nourriture (N) se trouve alternativement dans l’une des branches longues.
App. de réponse motrice
= 51 essais
App. de lieu
= 4 essais
Construction d’une « carte mentale », pas de réaction motrice
automatisée… Suggestion de l’existence de mécanismes internes et
d’une activité mentale
4. Tolman (1886-1959), béhavioriste “rebelle”
Apprentissage latent
Carte mentale
Un apprentissage latent → il se passe quelque chose dans
la boite noir....
Apports et Application à l’éducation
Apports
Rigueur de la méthode – efficacité des entraînements systématiques
Mise en évidence des comportements appris, donc potentiellement désappris (TCC)
Application
Logiciels : adaptation au niveau de l’élève = minimiser le risque d’erreurs,
maximiser les renforcements positifs (« Exact. Très bien. Continuez »).
Personnes atteintes de déficiences mentales sévères ou modérées
Traiter les phénomènes de délinquance par la mise en place de renforcements
positifs (encourager les conduites souhaitées plutôt que punir les conduites peu
acceptables)…
Alexandre, désire recevoir une bonne note au contrôle de mathématiques.
Pour ce, il travaille très fort et fait tous les exercices. En recevant sa copie
d’examen corrigée, il constate que ses efforts ont porté fruit puisqu’il a reçu
une note de 19/20, ce qui le satisfait grandement. Il se dit alors qu’il fera de
même pour les examens finaux.
→ la bonne note a renforcé le comportement de travailler fort et
d’étudier de façon assidue.
De plus, le professeur avait annoncé que les étudiants qui recevront une note
au dessus de 18/20 au contrôle n’auront pas à effectuer une présentation
orale devant la classe. Étant donné qu’Alexandre ne se sent pas très à l’aise
de parler en public, il est ravi de pouvoir se soustraire de cette activité
→ le fait de pouvoir se retirer d’une activité qui ne lui plaît pas a
également renforcé le comportement de travailler de façon assidue.
Par contre, Alexandre a la fâcheuse habitude de parler à son voisin de pupitre
durant les explications du professeur. Au départ, ce dernier l’ignore en
espérant qu’il se taise bientôt
→ ne pas porter d’attention à un comportement peut mener à son
extinction.
Comme Alexandre ne se tait pas, le professeur décide de sévir et lui demande
d’effectuer une recherche bibliographique sur un thème des mathématiques
qui lui est rébarbatif
→ cette punition vise à faire cesser le comportement d’Alexandre
D'après Anastassis Kozanitis, Les principaux courant théoriques de l'enseignement et de
l'apprentissage : un point de vue historique
Limites du béhaviorisme et conditionnement
Acquisitions d’automatismes : réaction rapide mais comportements
rigides, peu adaptables.
Fortes différences interindividuelles. Lois générales valables dans des
situations simples, mais l’homme apprend dans des situations très
complexes
→ les enfants ne reproduisent pas toujours tous les
comportements qui ont été renforcés.
→ ils peuvent modeler de nouveaux comportements plusieurs
jours, voire plusieurs semaines après l’observation initiale sans
y avoir été renforcé.
Négligence des mécanismes internes à l’individu (recherche
d’explications uniquement externes à l’individu)
Approche sociale cognitive
Bandura (1925)
L’apprentissage social ou
l’apprentissage par observation
À l’articulation entre béhaviorisme et cognitivisme :
Impact de l’environnement + Intégration du rôle des attentes, des
croyances et des influences sociales.
« L’apprentissage social » :
Situations de la vie quotidienne (apprendre à partir des autres).
Intériorisation des normes et valeurs de son environnement social.
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L’apprentissage social se fait grâce à
l’observation d’un modèle qu’on imite.
Quatre processus fondamentaux qui favorisent ce type
d’apprentissage :
- Attention = sélectionner le modèle
- Mémorisation = assimiler le modèle (forme verbale ou
imagée)
- Reproduction = mettre en œuvre le comportement
- Motivation = recevoir un renforcement
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Exemple en classe:
L’attention : Aider l’élève à repérer et à porter son attention
sur le comportement à apprendre
La mémorisation :
Se rappeler et décrire le comportement sans la présence du modèle.
La reproduction : S’exercer à reproduire le comportement, prendre
en compte ses erreurs afin de procéder à des ajustements
successifs.
La motivation : Apporter un renforcement :
- interne (sentiment de réussite, efficacité observée du comportement)
- externe (note, récompense, félicitation)
Deux thèses importantes de Bandura
Apprentissage vicariant :
Profiter de l’expérience des autres pour apprendre, en prenant
en compte leurs réussites ou leurs échecs.
Apprendre un comportement sans que nous soyons directement
renforcés ou punis.
Le renforcement peut venir de l’observation du comportement
des autres.
Deux thèses importantes de Bandura
Sentiment d’auto-efficacité :
conviction d’être capable d'organiser, de réaliser les actions
nécessaires à l'accomplissement d'une tâche.
Impact sur le mode de penser, le niveau de motivation et le
comportement.
L’individu cherche à éviter les situations perçues comme menaçantes,
mais s'engage dans les activités perçues comme réalisables.
Alors l'expérience vicariante (opportunité de pouvoir observer un pair
exécuter une activité donnée) influence la perception d'auto-efficacité
Apprentissage social de l’agression
(Bandura, Ross & Ross, 1961)
Expérience avec enfants de 4 ans
1 : dans une pièce avec du matériel (albums, feutres…).
Un adulte dans la pièce avec jouets divers dont une poupée
G1 - Adulte agressif envers la poupée (frapper, jeter, paroles agressives)
G2 - Adulte joue sans s’intéresser à la poupée
GC - situation contrôle, aucun adulte n’intervient.
2 Création d’un sentiment de frustration : interdiction d’un jouet apprécié
3 Observation du comportement des enfants avec la poupée
Résultats :
Agressivité G1 > Agressivité G2 ou GC.
Comportements agressifs appris par imitation de modèles
Ce sont des possibilités d’expression, pas des obligations !
Décourager, dénigrer l’imitation, montrer les sanctions, peut la limiter.
Théorie gestaltiste (Théorie de la forme)
Vertheimer (1880-1943), Koffka (1886-1941),
Köhler (1887-1967)
Le tout est plus et
autre chose que la
somme des parties
Nous percevons les
objets de manière
unifiée: les
« totalités »
donnent du sens
aux parties.
L’apprentissage doit faire appel à la compréhension par Insights et à
une pensée véritablement créatrice, et non pas à des présentations
d’éléments morcelés de connaissances, à relier progressivement
entre eux par mémorisation (l’apprentissage par cœur).
Théories constructivistes
1. Bruner (1966)
On projette sur les
phéno. Ce que nous
connaissons déjà d'eux
Apprendre, c’est construire du sens.
Deux principes :
1. La connaissance est activement construite par l’apprenant et non
passivement reçue de l’environnement.
2. L’apprentissage est un processus d’adaptation qui s’appuie sur
l’expérience qu’on a du monde et qui est en constante modification.
La construction des connaissances est un processus dynamique, où l’apprenant
se sert de ses connaissances antérieures comme échafaudage sur lequel
pourront prendre assise de nouvelles connaissances et se développeront de
nouvelles représentations du monde (schémas mentaux). De plus, compte tenu
des nouvelles expériences et du contact avec l’environnement, la structure de
ces schémas mentaux se complexifie et se trouve en constante modification.
Dimension sociale, 1986
Théories constructivistes
2. Piaget (1896-1980)
La connaissance ne se transmet pas verbalement, elle doit être
nécessairement construite et reconstruite par celui qui apprend.
Elle se construit grâce au processus d’équilibration des structures
cognitives, en réponse aux sollicitations et aux contraintes de
l’environnement.
Théorie structurale, constructiviste et interactionniste.
Structurale : Développement par stades
chaque stade est caractérisé par des structures mentales organisées.
Développement = restructuration interne
Constructiviste : l'intelligence se construit en fonctionnant
(pas en accumulant de savoirs)
L’acquisition de nouveaux savoirs modifie les savoirs antérieurs
Interactionniste : l’intelligence s’élabore dans l'interaction avec le
milieu, les objets, dans l'action de l'individu sur le milieu
La cognition prend sa source dans l'action.
Théorie fondée sur trois ancrages :
Biologique:
Le développement de l’intelligence vu comme un phénomène du vivant.
Utilisation des mêmes fonctions et processus aussi bien pour survivre
que pour développer les connaissances → adaptation
Epistémologique :
Comment les connaissances se forment et s’accroissent chez l’enfant ?
Dégager les mécanismes communs de la genèse des connaissances.
Logico-mathématiques :
Le fonctionnement cognitif peut être décrit à partir d’opérateurs logiques.
Chaque stade, chaque niveau d’intelligence à sa « logique ».
Le principe d’équilibration
Cohérence interne nécessaire, tout au long du développement
Accord de la pensée avec elle-même et l’environnement
Mais l’environnement est déstabilisant : S’ADAPTER sans cesse
Adaptation = reconstruction active.
L’enfant doit créer des liens entre ce qu’il
connaît déjà et la nouvelle situation
Adaptation grâce :
- Aux réflexes présents dès la naissance
- A deux mécanismes :
l’accommodation et l’assimilation
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Assimilation
Appréhender et incorporer des éléments du milieu à partir de la
structure de connaissance actuelle (schème).
Rendre familier ce qui ne l’est pas, interpréter des situations nouvelles
grâce à ce qu’on sait déjà
Exemple : réflexe de succion -> sucer le sein, puis le pouce, la tétine)
Accommodation
Modifier sa structure en fonction des stimuli extérieurs et de la
résistance qu’oppose le milieu.
C’est un raté de l’assimilation et elle aboutit normalement à un format
supérieur d’assimilation
Exemple : modifier le geste connu de saisi du doigt pour saisir un verre
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Pour résumer
Processus d’équilibration :
Processus d’adaptation constante de l’individu à
l’environnement par assimilation et accommodation
L’intelligence se développe parce que le sujet est
confronté à des situations nouvelles qui provoquent un
déséquilibre des structures établies et l’obligent à
rechercher un nouvel équilibre
Le conflit cognitif
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Le conflit cognitif
Équilibre du système cognitif
Perturbation
Assimilation
OU
Accommodation
Réorganisation du système cognitif
Déséquilibre
Intégration à des
structures déjà
construites
Réorganisation
des structures
Ré-équilibration majorante
(équilibre nouveau et plus
stable qu’au début)
Les stades du développement
le stade sensori-moteur, de 0 à 18 mois (l’intelligence avant le
langage)
le stade de préparation et de mise en place des opérations
concrètes, de 18 mois - 2 ans à 11 - 12 ans
le stade des opérations formelles, de 11 - 12 ans à 14 - 16 ans
En résumé
L’apprenant construit ses connaissances par son action propre
Le développement intellectuel est un processus interne et
autonome, peu sensible aux effets externes, en particulier ceux
de l’enseignant
Ce développement est universel et se réalise par étapes
successives
Lorsqu’un individu parvient à un niveau de fonctionnement logique
il peut raisonner logiquement quel que soit le contenu de savoir.
L’apprenant ne peut « assimiler » des connaissances nouvelles
que s’il dispose des structures mentales qui le permettent.
Apport du constructivisme à l’enseignement
L’activité de l’élève
- activité motrice (manipulations, richesse de l’environnement…)
- activité mentale (traiter l’information, se la représenter, la transformer
mentalement)
Se poser des questions, ses propores questions, faire ses expériences
Les connaissances antérieures
Importance de partir des conceptions initiales des élèves
Savoirs ou savoir-faire antérieurs sont une aide ou obstacle à la
compréhension
Apprentissage = résolution de problèmes, franchissement d’obstacles
Pas d'accumulation des connaissances
Apprendre de façon constructiviste en faisant des liens entre de
nouvelles idées et leur schéma existant
Apport du constructivisme à l’enseignement
La logique de l’élève n’est pas celle du maître
L’élève n’est pas un petit adulte
La place de l’erreur
- ne pas la considérer comme une faute mais comme un témoin du
fonctionnement cognitif
- à partir de leur analyse, on accède à la logique de l’élève.
Limites
Subordonner les apprentissages au développement pose problème :
attentisme
Négligence des influences sociales, motivation...
Approche socio-constructiviste
Vygostky (1896-1934)
Une approche socio-cognitive de l’apprentissage
Chez Piaget, rôle « peu important » de l’environnement social
Un rôle prépondérant de l’environnement social pour les béhavioristes
Wallon (non développé ici) et Vygotsky :
Rôle des interactions sociales
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Vygotsky : approche socio-cognitive de l’apprentissage
Rôle prévalent de l’intervention de l’adulte dans la
progression des apprentissages de l’enfant
Développement cognitif envisagé comme une
appropriation de la connaissance à travers les
interactions sociales
Ce sont les activités menées sous la tutelle de
l’adulte qui permettent les apprentissages
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La Zone Proximale de Développement (ZPD)
41
La ZPD présage et prépare
ce que l’enfant pourra réaliser tout seul
42
Favoriser les apprentissages avec la ZPD
Aménager la transition
de l’activité en tutelle (ou guidage externe)
à l’activité en autonomie (autoguidage)
TRANSITION
Ajuster les contenus et les conditions de
l’enseignement, non pas aux capacités présentes
de l’enfant, mais à son potentiel de progrès dans
des conditions de tutelle
Favoriser les apprentissages avec la ZPD
D’après Vygotsky, chaque fonction psychique supérieure
apparaît deux fois au cours du développement :
- d’abord comme activité collective, sociale (inter)
- puis, comme propriété de la pensée (intra)
Le mécanisme d’étayage dans la relation de tutelle
6 niveaux d’intervention
1- Enrôlement : éveil de l’intérêt de l’enfant pour la tâche à effectuer
2- Réduction des degrés de liberté : simplifier la tâche si elle se
révèle trop difficile pour l’enfant
3- Maintien de l’orientation : arriver au but final en résistant aux
sollicitations extérieures
4- Mise en valeur des points pertinents : signaler à l’enfant les
principales caractéristiques de la tâche
5- Contrôle de la frustration : aider l’enfant lors des échecs en se
gardant de ne pas créer une trop forte dépendance
6- Démonstration : montrer comment faire mais sans pour autant
fournir la solution, utilisation de l’imitation.
Rôle des interactions sociales dans les
acquisitions scolaires
Interactions sociales dissymétriques
Situation où un sujet naïf est aidé par un expert pour acquérir un
nouveau savoir :
- asymétrie de compétence
- asymétrie dans le but à atteindre
Idée sous-jacente : faire travailler le novice dans sa
ZPD, en utilisant son potentiel d’apprentissage
Au fur et à mesure, l’expert s’efface, laisse l’initiative
au novice qui progresse vers l’auto-contrôle
Rôle des interactions sociales dans les
acquisitions scolaires
Interactions symétriques
des élèves, à qui on donne des rôles et des statuts égalitaires,
doivent résoudre une tâche ensemble, en collaborant dans la
recherche d’une solution commune
Les situations de conflits avec
désaccords argumentés conduisent
aux progrès les plus importants
Conflit socio-cognitif
Le conflit socio-cognitif
L’un des participants peut fournir des informations qui
peuvent aider à l’élaboration d’une réponse nouvelle, sans
qu’il s’agisse pour autant d’une simple reproduction de
modèle.
Il ne peut y avoir conflit que si les réponses divergent et
si elles provoquent un double déséquilibre :
Inter : entre les partenaires qui s’opposent sur leurs
réponses
Intra : qui invite à douter et remettre en cause sa
propre réponse.
Situation particulière de conflit socio-cognitif :
le marquage social
Toute situation où une correspondance existe entre des
réponses découlant de régulations sociales et des réponses
découlant de son développement cognitif
Face à une tâche, le sujet peut disposer de deux types de
réponses :
- une provenant de son niveau de développement cognitif actuel
- une de ses connaissances liées à ses expériences sociales.
Le conflit entre ces réponses peut induire des progrès
dans le raisonnement cognitif du sujet
Exemple de marquage social (Doise, Dionnet & Mugny, 1978).
Situation expérimentale sur la conservation de la longueur :
Reconnaître que deux bracelets sont de longueurs différentes, quelles
que soit la configuration de présentation (enfants de 5-6 ans, non
conservants).
Le sujet (petit) est face à un expérimentateur (plus grand).
Condition expérimentale : il est convenu que le bracelet le plus grand
revient à l’expérimentateur
Dans cette situation, il y a une correspondance entre la norme sociale
(différence adulte/enfant) et la conservation des longueurs.
Condition contrôle : les bracelets sont à attribuer à deux cylindres de
carton de diamètre différents.
Résultats : Davantage de réponses correctes chez les enfants de la
condition expérimentale (marquage social) que chez ceux de la condition
contrôle.
Conclusion : Action structurante de la signification sociale de la tâche
Éducation, apprentissage et développement
Pas de différence chez Vygotsky entre Ψ du développement et Ψ
de l’éducation
Rupture avec l’idée de maturation. Le contexte social
fait partie des processus de construction
En résumé
Chez Piaget : développement indépendant de
l’apprentissage qui est tributaire du développement.
Chez Vygotsky, c’est l’inverse : l’apprentissage précède
le développement et la variable sociale devient un facteur
de développement
Apport du socio-constructivisme à l’enseignement
Le rôle de l’enseignant : tutelle et étayage
La place de l’enseignant dans la ZPD : rester dans la
ZPD, proposer des situations de tutelle où tâches ni trop
faciles, ni trop difficiles
Travail en groupe de pairs et confrontation des points de
vue : conflit socio-cognitif entre pairs, tutorat entre experts
et novices
Leibniz → L’esprit humain fonctionne sur la base de calculs
successifs.
Invention de l’ordinateur : une machine qui peut réaliser un
grand nombre de calculs à partir de règles logiques (Turing et
Von Neuman)
L'esprit humain : un système qui traite de l'information
Approche cognitiviste
« on ne peut pas séparer les sciences cognitives et la technologie
cognitive sans amputer celle-ci ou celle-là d’un élément
complémentaire vital » (Varela, 1989)
→ L’essor des sciences cognitives est directement lié à
l’élaboration de nouveaux dispositifs de recherches :
Technologie de mesure des réponses physiologiques et
comportementales
– ex. étude du nourrisson (succion non
nutritive, mesure oculomotrice...)
– imagerie cérébrale...
Une révolution dans notre étude de la 'boite noire'
1. L’approche « computo-symbolique » :
Les comportements humains ne sont que la résultante
d’opérations mentales portant sur des unités
élémentaires, les symboles, qui existent sous la forme de
représentations que l’individu construit, stocke, trie.
→ connaissances, représentations,
→ systèmes de mémoire
→ système de contrôle
→ opérations d'analyse / raisonnement
Cognitivisme pédagogique
Ausubel
→ Un enseignement basé sur la communication
d'informations par l'enseignant peut être efficace
A condition qu'il y ait un ancrage sur ce
que l'apprenant sait déjà
Grâce à une structuration du matériel d'apprentissage
Une démarche d'apprentissage structurée
Représentations structurante = matériel qui facilitera la
mise en relation et le codage des informations, ainsi que
la mise en relation avec ce qui est déjà disponible dans la
structure cognitive de l'individu.
Ausubel
des « structurants antérieurs » (advanced organizers)
→ courts textes, de schémas ou de graphiques, généralement
présentés en début d'apprentissage,
Faciliter la mise en relation des éléments qui feront l'objet de
l'apprentissage ainsi que le lien avec les éléments déjà maîtrisés
disponibles dans la structure cognitive de l'individu.
des « structurants comparatifs » (comparative organizers).
→ tableaux croisés, des graphes en arbre…
Amener l'apprenant à établir des liens entre différentes parties du
matériel d'apprentissage proposé en utilisant
Tardif
« L'élève traite une multitude d'informations.
( et l'enseignant aussi...)
des informations affectives qui viennent plus particulièrement de ses
expériences scolaires antérieures (buts poursuivis par la nouvelle tâche, valeur
attribuée à cette tâche et perception du contrôle possible sur sa réussite)
des informations cognitives; il met les nouvelles informations en
relations avec ses connaissances antérieures, choisit les stratégies jugées
les plus appropriées pour réussir la tâche,
des informations métacognitives (prise de conscience constante de
ses stratégies, de son engagement personnel et de sa persistance au
travail)...»
le sujet apprenant est un sujet actif et constructif qui acquiert,
intègre et réutilise des connaissances. Ces connaissances se
construisent graduellement.
Stratégies cognitives et méta-cognitives
= stratégies d'apprentissage
« les moyens que l'élève utilise pour
acquérir, intégrer et se rappeler les
connaissances apprises »
Métacognition = porter un jugement sur le travail
cognitif puis réguler l'application des stratégies
cognitives
Les stratégies d'apprentissage
Stratégies cognitives et métacognitives
Weinstein et Mayer (1986)
Différentes catégories de stratégies cognitives :
Gestion du temps
Gestion des ressources matérielles
Mémorisation
Compréhension
Gestion de l'activité cognitive
Utilisation des ressources humaines
Gestion des ressources affectives
Les stratégies d'apprentissage
Stratégies cognitives et métacognitives
Cartier, Debeurme et Viau (1997)
Stratégie d'apprentissage
Stratégie de mémorisation
Stratégie d'organisation
Stratégie d'élaboration
Stratégie d'auto-régulation
Les stratégies d'autorégulation selon Zimmerman (1986) adapté par R. Viau, 1997
2. Le connexionnisme
Un modèle du neurone biologique,
Un neurone formel (artificiel) est une unité de
traitement qui reçoit des données en entrée,
sous la forme d’un vecteur, et produit une
sortie réelle.
Cette sortie est une fonction des entrées et
des poids des connexions.
Valeur du poids = force de la relation entre
ces deux unités. Si cette valeur est positive, la
connexion est dite excitatrice, sinon elle est dite
inhibitrice.
Analogie neurophysiologique : l’activité de chaque neurone dépend, en
première approximation, de la somme pondérée des activités des neurones
dont il reçoit l’influence, excitatrice ou inhibitrice, par contact synaptique.
2. Le connexionnisme
Réseau de neurones
A l’instant initial, on fournit les valeurs
d’activité d’un certain nombre d’unités,
qu’on appelle les unités d’entrées.
On calcule alors, d’instant en instant,
l’évolution de l’état de toutes les unités du
réseau. Quand cet état s’est stabilisé, on
relève alors les valeurs d’activité des
unités de sortie.
2. Le connexionnisme
Apprentissage supervisé,
A partir d'un échantillon d’apprentissage on fait fonctionner le réseau, et
pour chaque entrée, on compare la sortie obtenue à la sortie désirée, que
l'on réimplémente au réseau
→ méthode de rétropropagation de l'erreur
Un processus d’apprentissage consiste à effectuer de telles
modifications jusqu’à ce que la correspondance entre entrées et sorties
soit considérée comme satisfaisante par l’expérimentateur
Apprentissage non supervisé,
Modification des poids et les seuils en fonction de l’activité même des
unités. Entrées et sorties sont présentées en même temps
→ un des algorithmes le + classique : augmenter le poids d’une
connexion si les deux unités qu’elle relie sont toutes deux très activées et
à le diminuer dans le cas contraire. (mécanisme physiologique postulé par
Hebb, 1949)
2. Le connexionnisme
Dans les deux cas : au fur à mesure du cumul d’expériences, le
poids de connexions augmente entraînant le transfert de plus
en plus rapide du signal.
Application :
- Technologique : intelligence artificielle
- Modélisation du fonctionnement cognitif
Modèle de la mémoire
Modèle de la lecture
Modèle d'apprentissage...
Limites :
un « retour théorique à un behaviorisme statistique et neuronal » ?
(Tiberghien)
« Dans le cognitivisme symbolique qui distingue, d’une part,
les types de connaissances et les représentations, et d’autre
part, les activités inférentielles portant sur elles, l’apprentissage
est un processus d’acquisition de connaissances déclaratives
et procédurales, s’accompagnant d’une automatisation de
déclenchement des procédures.
A l’opposé, l’apprentissage connexionniste se manifeste
uniquement par l’augmentation ou la diminution progressive du
poids des connexions entre unités de traitement et consiste à
associer un type d’entrée et un type de sortie (Béroule,
1989) ».
Cognitivisme computationnel → métaphore informatique
Traitement séquentiel
Connexionnisme
→ métaphore du réseau
Traitement parallèle
Varela : dépasse cette opposition
→ concept de l'énaction
Le monde que connaît l’individu est construit par lui, par
l’intermédiaire de ses expériences, à partir d’une mise
en résonance de réseaux neuronaux.
L'énaction
Connexionnisme et cognitivisme
computationnel sont complémentaires
Varela (biologiste-cognitiviste)
L'esprit humain s'organise lui-même
en interaction avec l'environnement
Nos capacités ne sont pas prédéfinies mais
énactées, on les fait émerger sur un arrière-plan
Une émergence subsymbolique
« L’intelligence la plus profonde et la plus fondamentale
est celle du bébé qui acquiert le langage à partir d’un flot
quotidien de bribes dispersées, ou encore qui reconstitue
des objets signifiants à partir d’un flux informe de
lumière » (1989)
L'énaction
→ Varela
replace aussi la dimension sociale (dans l'importance
qu'il donne à nos expériences dans les apprentissages
Ex. « l’acte de communiquer ne se traduit pas par un transfert
d’information depuis l’expéditeur vers le destinataire, mais
plutôt par le modelage mutuel d’un monde commun au moyen
d’une action conjuguée : c’est notre réalisation sociale, par
l’acte de langage, qui prête vie à notre monde »
Applications pédagogiques :
Rétroaction de l’apprentissage sur l’enseignement, de
l’apprenant sur l’enseignant.
Notre cerveau est relié à notre corps et est plongé dans un
environnement qui agit sur lui et sur lequel il agit.
Concept de cognition incarnée
La cognition incarnée
Une cognition « située et incarnée »
(situated and embodied cognition)
Toute action est finalisée dans un certain contexte et se
réalise sous la dépendance de données neuroanatomiques, tonico-émotionnelles, environnementales
(Clark & Chalmers, 1998 ; Varela, Thompson & Rosch, 1993).
« Les processus cognitifs sont intimement liés aux processus
sensorimoteurs, c’est-à-dire à nos expériences sensorielles et à
nos actes moteurs. »
« Nos connaissances sont empreintes (elles en portent les traces)
de sensorialité et de motricité, elles sont aussi constituées par nos
interactions physiques avec notre environnement. » (Brouillet)
Approche cognitiviste
l’enfant « pr oblem solver » → fonctionnalisme
Puis une approche qui tend à s'ancrer dans la neurobio
Vers une approche plus dynamique et sociale
La cognition : des processus complexes qui ne peuvent se
réduire simplement aux opérations impliquant les neurones seuls,
les effets des neurotransmetteurs, etc.
La compréhension des processus complexes implique de
saisir l’ensemble des interactions non linéaires parmi un grand
nombre de composants et de propriétés qui émergent du système
en tant que produit des interactions »
(Munakata & McClelland, 2003)
Pour résumé,
Des conceptions différentes de
l'Apprentissage...
Conception behavioriste
Le rôle de l’enseignant
Le rôle de l’élève
• stimuler, entraîner à produire
• suivre les indications pour
les réponses attendues
acquérir des automatismes
• concevoir des exercices
progressifs, guider les élèves,
fournir de nombreuses
rétroactions, renforcer les
bonnes réponses…
• apprendre par essai et erreur
en suivant un itinéraire
prédéterminé et balisé pour lui
Méthodes privilégiées
Enseignement programmé, pédagogie par objectifs ou
pédagogie de maîtrise, programme d'autoformation assisté
par ordinateur …
Conception constructiviste
Le rôle de l’enseignant
• Repérer les acquis, et les
obstacles
• Offrir des situations obstacles
(mise en défaut des conceptions
initiales) qui permettent
l'élaboration de représentations
adéquates
Le rôle de l’élève
• S’approprier le problème posé
• Interagir avec son milieu
• Construire et organiser ses
connaissances par son action
propre
• Guider l’élève dans sa
construction du savoir
Méthodes privilégiées
Résolution de problème ouvert, apprentissage par l’action,
l’expérimentation, étude de cas…
Conception socio-constructiviste
Le rôle de l’enseignant
• Mettre en place des situations
permettant l’émergence et la
résolution de conflit socio-cognitif
(mise en défaut des conceptions
initiales)
• Mettre en place des situations
d'interaction sociale
• guider l’élève dans le parcours
de construction du savoir
Le rôle de l’élève
• s’approprier le problème posé
• accepter et reconnaître la
nécessité d’une déstabilisation
(seul ou avec les autres)
• Co-construire ses
connaissances en confrontant
ses représentations à celles
d'autrui
Méthodes privilégiées
Résolution de problème, discussions, apprentissage par
l’expérimentation, pédagogie du projet…
Conception cognitiviste
Le rôle de l’enseignant
• Présenter l'information de façon
structurée, hiérarchique,
déductive
Pour permettre 'l'ancrage'
• Répéter pour renforcer la trace
en mémoire
• Fournir un retour de
performances
Le rôle de l’élève
• Traiter et emmagasiner de
nouvelles informations de façon
organisée
• Mettre en place des stratégie
cognitives et métacognitives
d'apprentissage
Méthodes privilégiées
Cours magistral, exposé, résolution de problèmes fermés
Enseignement des stratégies d’apprentissage
Evaluation
Quel est le « bon modèle » ???
Il s’agit de choix qui dépendent :
Des conditions de la situation d’enseignement
le contenu du cours,
les ressources à sa disposition
le temps de préparation et le temps d'enseignement
Le nombre d'élèves
Des caractéristiques des élèves
Des connaissances et croyances qu’un enseignant a de
l’apprentissage