Fiche de révision : Traitement de l’information et apprentissage moteur

📋 Plan du Cours

1. Définitions de la psychologie cognitive
2. Fondements du béhaviorisme
3. Conditionnement répondant et ses principes
4. Conditionnement répondant chez l’humain
5. Conditionnement opérant
6. Théorie de la Gestalt
7. Révolution cognitive et modèles mentaux
8. Information et incertitude
9. Préparation des réponses sportives
10. Temps de réaction et chronométrie mentale
11. Facteurs additifs de Sternberg
12. Interactions et localisation des facteurs
13. Modèle de traitement de Theios
14. Définitions et caractéristiques de l’apprentissage
15. Approches de l’apprentissage moteur

📖 1. Définitions de la psychologie cognitive

★ À maîtriser

• La psychologie cognitive étudie les structures et le fonctionnement cognitifs normaux, notamment la perception, la mémoire, l’attention et la résolution de problèmes.

• En 1967, Ulric Neisser définit la psychologie cognitive comme l’étude de tous les processus par lesquels l’input sensoriel est transformé, réduit, élaboré, stocké et utilisé.

• Le traitement cognitif de l’input sensoriel comprend sa transformation, sa réduction par sélection des informations, son élaboration par mise en relation avec les connaissances antérieures, son stockage et sa réutilisation.

Compléments

• La psychologie cognitive utilise la méthode scientifique, fondée sur la démarche expérimentale, mais elle ne se réduit pas à la psychologie expérimentale, car d’autres approches utilisent aussi cette méthode.

• La psychologie cognitive s’appuie sur les approches béhavioristes et gestaltistes, qu’elle a également critiquées.

💡 Astuce mémo

L’information est transformée, réduite, élaborée, stockée puis utilisée.

📖 2. Fondements du béhaviorisme

★ À maîtriser

• Le béhaviorisme rejette la psychologie introspective et privilégie l’étude des comportements mesurables et quantifiables.

• En 1913, J.B. Watson présente la psychologie comme une branche expérimentale purement objective des sciences naturelles.

• Le béhaviorisme vise à prédire et contrôler les comportements en établissant leurs lois.

Compléments

📌 L’analyse béhavioriste relie un stimulus déclencheur à la réponse produite, en recherchant soit la réponse provoquée par un stimulus connu, soit le stimulus susceptible de produire une réponse recherchée.

• E.L. Thorndike a observé que l’apprentissage animal s’effectue par essais et erreurs et l’a relié à la loi de l’effet, selon laquelle les comportements associés à un ressenti positif sont davantage sélectionnés.

💡 Astuce mémo

Le béhaviorisme observe le comportement mesurable plutôt que l’introspection.

📖 3. Conditionnement répondant et ses principes

🔑 Notions clés & Définitions

• Conditionnement répondant : Associe un stimulus neutre à un stimulus inconditionnel jusqu’à ce que le stimulus neutre devenu conditionnel déclenche une réponse conditionnelle.

★ À maîtriser

📌 Dans le conditionnement répondant, le stimulus inconditionnel provoque une réponse inconditionnelle, tandis qu’un stimulus neutre associé à celui-ci devient un stimulus conditionnel capable de provoquer une réponse conditionnelle.

Compléments

• 🔄 Le conditionnement répondant de Pavlov suit trois étapes :

  1. L’os provoque la salivation.
  2. La cloche est associée à l’os et à la salivation.
  3. La cloche seule provoque la salivation.

• L’extinction du conditionnement répondant survient lorsque le stimulus conditionnel est répété sans être suivi du stimulus inconditionnel, ce qui fait diminuer la réponse conditionnelle.

• Après une extinction, une réponse conditionnelle peut réapparaître spontanément, et plusieurs séances d’extinction sont généralement nécessaires pour la supprimer véritablement.

📌 La généralisation permet à des stimuli du même type que le stimulus conditionnel de déclencher une réponse, tandis que la discrimination différencie les stimuli qui ne sont pas suivis du stimulus inconditionnel.

💡 Astuce mémo

SI → RI ; SN associé au SI ; le SN devenu SC déclenche la RC.

📖 4. Conditionnement répondant chez l’humain

🔑 Notions clés & Définitions

• Phobie : Peur excessive et inappropriée d’un objet ou d’une situation, dont la personne a conscience du caractère irrationnel.

📝 Points essentiels

• Watson considère le réflexe conditionné comme le principe de base des acquisitions humaines et étend les associations stimulus-réponse aux stimuli émotionnels et verbaux.

• En 1920, Watson et Rayner conditionnent chez Albert, un enfant de 11 mois, une peur des rats blancs en associant leur présentation à un bruit fort.

• Marie Cover Jones a étudié la désensibilisation d’un garçon de 3 ans qui avait peur des lapins en associant la présence du lapin à un stimulus agréable, comme un bonbon.

• La désensibilisation décrite consiste à exposer progressivement l’enfant au lapin à des distances tolérables, puis à rapprocher le lapin à mesure que l’anxiété devient gérable. - Marie Cover Jones

• Les applications éducatives et thérapeutiques du conditionnement visent respectivement à aider par l’éducation et par les soins, en réorganisant l’environnement pour provoquer ou corriger des comportements.

📖 5. Conditionnement opérant

🔑 Notions clés & Définitions

• Conditionnement opérant : Forme d’apprentissage où les conséquences d’une conduite complexe, qui agit sur l’environnement, influencent sa probabilité de réapparition.
• Renforcement : Conséquence d’un comportement qui rend plus probable que ce comportement se reproduise.

★ À maîtriser

📌 Le renforcement augmente la probabilité d’apparition d’un comportement, tandis que la punition la diminue.

📌 Le renforcement positif ajoute une récompense, tandis que le renforcement négatif retire un stimulus aversif.

Compléments

• B.F. Skinner a posé les bases du conditionnement opérant comme application du conditionnement à des formes complexes de comportements.

• Dans la boîte de Skinner, un rat essaie différents comportements et répète ceux qui lui apportent de la nourriture, tandis que les comportements sans nourriture ne sont pas renouvelés.

• L’apprentissage opérant repose sur le renforcement et la punition, qui peuvent chacun être positifs ou négatifs.

📌 Les renforçateurs primaires répondent à un besoin primaire, tandis que les renforçateurs secondaires reposent sur un besoin appris, comme l’argent.

📌 La punition positive ajoute un stimulus aversif ou une conséquence aversive contingente au comportement cible, tandis que la punition négative retire un stimulus appétitif.

• Enlever un choc électrique est un exemple de renforcement négatif, tandis que retirer un privilège ou un droit est un exemple de punition négative.

💡 Astuce mémo

Les conséquences d’une conduite modifient sa probabilité de réapparition.

📖 6. Théorie de la Gestalt

🔑 Notions clés & Définitions

• Théorie de la Gestalt : Théorie élaborée en 1912, selon laquelle la perception et les représentations mentales traitent les phénomènes comme des formes globales organisées qui s’imposent au sujet.
• Insight : Résolution soudaine d’un problème par une nouvelle organisation de la situation et la mobilisation de connaissances antérieures, plutôt que par le seul renforcement.

★ À maîtriser

📌 En Gestalt, le tout est perçu comme supérieur à la somme de ses parties, car l’individu organise ses connaissances en une forme signifiante.

• Les lois de structuration perceptive citées sont :
  • la proximité
  • la similitude
  • l’orientation
  • la continuité

Compléments

• Les trois fondateurs de la psychologie de la forme dans les années 1920 sont Max Wertheimer, Wolfgang Köhler et Kurt Koffka.

• La perception est structurée et distingue une figure sur un fond, comme dans l’exemple du vase de Rubin.

• Köhler décrit un chimpanzé qui fait remonter des cacahuètes placées au fond d’un tube en y utilisant de l’eau.

• Selon la Gestalt, l’enseignement doit présenter d’abord le cadre global et organisé de la leçon, puis les relations entre ses parties et les détails.

💡 Astuce mémo

Le vase de Rubin fait basculer la perception entre une figure et son fond.

📖 7. Révolution cognitive et modèles mentaux

🔑 Notions clés & Définitions

• Théorie de l’information : C.R. Shannon, années 40 - Théorie mathématique créée par C. R. Shannon dans les années 1940, qui modélise les systèmes de communication.
• Cybernétique : Discipline scientifique fondée sur le principe de rétroaction, terme proposé en 1948.

★ À maîtriser

• Les psychologues utilisent l’analogie de l’ordinateur pour comprendre le fonctionnement mental, notamment parce que l’accès direct au cerveau était alors limité.

Compléments

• En 1936, le mathématicien anglais Turing pose les bases des calculs logiques réalisables par une machine, travaux à l’origine de l’invention de l’ordinateur.

• Dans l’exemple du radar monté sur un canon, l’information reçue permet de diriger le canon vers les avions ennemis, illustrant l’usage de la rétroaction.

• Les analogies du fonctionnement mental citées suivent cet ordre historique : réseaux d’égouts dans l’Antiquité romaine, système hydraulique au XVIIe siècle, automate mécanique au XVIIIe siècle, usine au XIXe siècle, central téléphonique au début du XXe siècle et ordinateur dans les années 1950.

📌 Dans la théorie de l’information, le terme information désigne à la fois le message à communiquer et le symbole utilisé pour le transmettre.

• Claude Shannon étudie la mesure quantitative de l’information apportée par un message et sa transmission d’une source à un utilisateur à travers un canal.

💡 Astuce mémo

Égouts, hydraulique, automate, usine, central téléphonique, ordinateur.

📖 8. Information et incertitude

🔑 Notions clés & Définitions

• Information : Ce qui apporte les éléments nécessaires au traitement d’une situation et diminue l’incertitude.

★ À maîtriser

📌 L’entropie correspond à l’incertitude, tandis que la néguentropie correspond à l’information acquise.

📐 Formule - La quantité d’information apportée par une information qui réduit les possibilités de $N$ à $n$ se calcule par $I = \log_2\left(\frac{N}{n}\right)$ et s’exprime en bits.

• La quantité d’information apportée par un événement dépend de sa probabilité d’apparition : un événement probable est moins coûteux à traiter qu’un événement peu probable.

Compléments

• La perception des probabilités subjectives des événements modifie les attentes, car les événements possibles d’une situation ne sont pas nécessairement équiprobables.

• Les sources d’incertitude varient selon l’activité :

  • En tennis, le comportement de l’adversaire.
  • En escalade, l’environnement naturel et la météo.
  • En voile, l’environnement, les autres bateaux et la stratégie de course.

💡 Astuce mémo

Information acquise → incertitude diminuée

📖 9. Préparation des réponses sportives

★ À maîtriser

• Au tennis, si 32 coups sont théoriquement possibles et que l’adversaire peut en jouer 8, l’information qui réduit l’incertitude vaut $\log_2(32/8)=2$ bits.

📌 La préparation neutre ne repose pas sur une anticipation réelle, la préparation totale sélectionne une réponse prévue, et la préparation partielle active deux ou trois réponses possibles.

Compléments

• La préparation totale peut réduire considérablement le temps de réaction, mais une anticipation erronée peut empêcher de rétablir la réponse.

• La préparation partielle réduit l’ambiguïté et le risque d’erreur en laissant plusieurs réponses disponibles, mais elle coûte davantage de temps que la préparation totale.

💡 Astuce mémo

Préparation totale : rapide mais risquée ; partielle : plus lente mais plus sûre

📖 10. Temps de réaction et chronométrie mentale

🔑 Notions clés & Définitions

• Chronométrie mentale : Méthode qui identifie le nombre et la nature des stades de traitement de l’information entre le stimulus et la réponse en mesurant les temps de réaction.

★ À maîtriser

• Le temps de réaction est un indice de la difficulté de la tâche et du traitement de l’information avant le déclenchement de la réponse.

📌 Le temps de réaction simple associe un stimulus à une réponse, le temps de réaction de choix impose de sélectionner une réponse, et le temps de réaction GO-NO-GO exige de déclencher ou d’inhiber une réponse.

• Plus une tâche est complexe, plus le temps de réaction est long, car elle nécessite davantage d’étapes de traitement.

Compléments

• Donders (1818-1898) a été le premier à proposer la mesure des temps de réaction pour étudier le traitement de l’information.

• Cattell a montré que le temps de réaction simple diminue lorsque l’intensité lumineuse du stimulus augmente et que celui-ci devient plus facile à discriminer.

• Piéron a proposé une équation, appelée loi de Piéron, pour décrire la relation entre l’intensité du stimulus lumineux et le temps de réaction.

• Les temps de réaction rapportés selon la tâche sont :

  • 160 ms pour une réponse simple à une lumière.
  • 175 ms avec une incertitude spatiale.
  • 200 ms pour un choix simple.
  • 280 ms avec une correspondance arbitraire entre stimulus et réponse.
  • 320 ms pour la catégorisation.

• Le traitement de l’information peut être décrit par la succession de la rétine, du cortex visuel, de la reconnaissance de l’objet par le cortex inférotemporal, de la décision de répondre par le cortex frontal, de la commande motrice par le cortex moteur et de l’exécution motrice.

💡 Astuce mémo

Stimulus → traitement → réponse

📖 11. Facteurs additifs de Sternberg

🔑 Notions clés & Définitions

• Méthode des facteurs additifs : La méthode des facteurs additifs de Sternberg analyse les temps de réaction afin d’identifier le nombre et la nature des stades de traitement de l’information entre le stimulus et la réponse.

★ À maîtriser

📌 Un effet additif signifie que les effets de deux facteurs sur le temps de réaction s’ajoutent et indique qu’ils interviennent sur des stades distincts du traitement de l’information.

Compléments

• Les demandes informationnelles d’une tâche comprennent notamment :

  • Le nombre d’informations à traiter.
  • La durée de présentation des indices.
  • Le nombre de sous-buts.
  • Le temps disponible.
  • La vitesse.
  • La force.
  • La précision.

• Dans le plan expérimental décrit, on croise la qualité du signal et sa compatibilité avec la réponse pour étudier leurs effets sur le temps de réaction.

• Dans l’exemple de Sternberg, la qualité du signal affecte la perception, tandis que la compatibilité entre le signal et la réponse intervient plus tard ; leurs effets s’additionnent donc lorsqu’ils concernent ces stades distincts.

💡 Astuce mémo

Facteurs sur des stades distincts → effets additifs

📖 12. Interactions et localisation des facteurs

🔑 Notions clés & Définitions

• Effet d’interaction : Apparition lorsque les effets de deux facteurs sur le temps de réaction sont interdépendants : l’effet d’un facteur dépend des variations de l’autre.

★ À maîtriser

• Dans un effet d’interaction, les deux facteurs interviennent sur un même stade de traitement de l’information, comme la qualité du signal et la durée de présentation qui agissent toutes deux au stade de la perception.

• La méthode des facteurs additifs (MFA) permet de localiser le site d’un facteur dans la chaîne de traitement de l’information.

📌 Selon la loi de Hick, le temps de réaction augmente avec la quantité d’informations à traiter et lui est proportionnel lorsque les événements sont équiprobables, ce qui produit une relation linéaire.

📌 Selon la loi de Fitts, le temps de mouvement augmente avec la distance à parcourir et diminue avec la largeur des cibles.

Compléments

• La MFA associe chaque facteur au stade suivant : l’intensité du signal au prétraitement, la qualité du signal à l’extraction des caractéristiques, la compatibilité à la sélection de la réponse, la durée à l’ajustement moteur

📌 Le temps de réponse correspond au temps nécessaire pour décider de l’action, tandis que le temps moteur correspond au temps de déplacement.

• En pratique, les événements ne sont pas toujours équiprobables, condition requise pour appliquer la relation linéaire de la loi de Hick telle qu’elle est décrite ici.

📌 Selon la loi de Fitts, toute modification de la distance et de la précision qui laisse leur rapport inchangé laisse également le temps de mouvement inchangé.

💡 Astuce mémo

Effets additifs : stades distincts ; interaction : même stade.

📖 13. Modèle de traitement de Theios

★ À maîtriser

• Le modèle de Theios (1975) distingue cinq étapes de traitement de l’information : trois stades sensoriels et deux stades moteurs.

📌 Dans le modèle de Theios, les stades 1 et 5 sont périphériques et font intervenir le système nerveux périphérique, tandis que les stades 2, 3 et 4 sont centraux et font intervenir le système nerveux central.

• Au stade 2 du modèle de Theios, les informations codées sont interprétées et catégorisées dans le système nerveux central par reconnaissance du signal et confrontation aux informations en mémoire.

• Au stade 3 du modèle de Theios, une fois le signal identifié, le sujet détermine sa réponse en sélectionnant une réponse possible dans son répertoire mémorisé.

• Au stade 5 du modèle de Theios, les effecteurs musculaires sont mobilisés conformément à la planification précédente, ce qui constitue la phase exécutoire de l’activité motrice.

Compléments

• Le stade 1 du modèle de Theios capte le signal : les récepteurs, notamment les yeux, les muscles et les oreilles, transmettent des informations codées au système nerveux central.

• Au stade 4 du modèle de Theios, le système central sélectionne en mémoire le programme moteur approprié et en fixe les effecteurs musculaires, la chronologie et l’importance de leur mise en jeu.

💡 Astuce mémo

Capter, identifier, répondre, programmer, exécuter.

📖 14. Définitions et caractéristiques de l’apprentissage

🔑 Notions clés & Définitions

• Apprentissage : Selon Reuchlin (1983), il y a apprentissage lorsqu’un organisme placé plusieurs fois dans la même situation modifie son comportement de façon systématique et durable.
• Apprentissage moteur : Selon R.Schmidt (1988), l’apprentissage moteur est un ensemble de processus associés à la pratique ou à l’expérience qui conduisent à des modifications relativement permanentes des compétences de performance des habiletés motrices.
• Habileté : Capacité d’atteindre un résultat fixé à l’avance avec un maximum de certitude et un minimum de temps ou d’énergie.
• Apprentissage comme processus cognitif : Selon De Doré et Mercier (1992), l’apprentissage est un processus cognitif qui utilise l’expérience passée pour assimiler l’organisation de l’environnement et les conséquences de ses actions, puis s’y accommoder, contribuant ainsi à l’autorégulation et à l’adaptation des comportements.
• Aptitude : Associée au potentiel inné de prédispositions qui peut orienter un individu vers certaines habiletés.
• Capacité : Possibilité de révéler une aptitude à travers l’apprentissage.

★ À maîtriser

• L’apprentissage est un processus adaptatif qui se développe par répétitions et dont la réussite doit rester stable dans le temps pour que la modification du comportement soit considérée comme acquise.

Compléments

• L’apprentissage entraîne une transformation : durable, adaptative, majorante, c’est-à-dire orientée vers un progrès, dynamique

• La performance sert à mesurer l’apprentissage, mais l’apprentissage étant un processus, il serait préférable de l’étudier à l’aide de courbes de performances individuelles.

📖 15. Approches de l’apprentissage moteur

🔑 Notions clés & Définitions

• Représentation : Reconstruction fondée à la fois sur les informations issues de la situation et sur celles stockées en mémoire.
• Paramètre d’ordre : Indice quantitatif qui tente de rendre compte globalement des caractéristiques qualitatives essentielles de la coordination.

★ À maîtriser

• Dans l’approche cognitive, un traitement intervient entre la perception et l’action pour paramétrer le programme moteur, et le système cognitif pilote le système moteur.

📌 Les processus bottom-up vont de l’information perçue vers la représentation et permettent l’identification perceptive, tandis que les processus top-down sont des processus de haut niveau qui contrôlent la prise d’informations sensorielle.

📌 L’approche cognitive sépare la perception et l’action et prescrit hiérarchiquement au système effecteur l’action à réaliser, tandis que les approches contextuelles prennent en compte l’environnement, considèrent l’individu comme actif et posent un lien à double sens entre perception et action.

• Dans le courant de la perception directe de Gibson, la perception et l’action sont directement et circulairement couplées, l’environnement est déterminant pour la prise d’informations, les stimuli sont riches et les affordances désignent ce que l’environnement suggère comme possibilités d’action au sujet.

• Le courant des systèmes dynamiques prend en compte l’auto-organisation du système moteur et considère le mouvement comme le résultat émergent d’un processus dynamique, non comme une aptitude du système nerveux central.

Compléments

• L’approche cognitive considère le traitement de l’information comme sériel, les capacités comme limitées et filtrées, le système comme fondé sur la mémoire et l’expérience, et établit un isomorphisme important avec le modèle informatique.

• Dans le courant de la perception directe, l’apprentissage moteur est d’abord un apprentissage perceptif.

• Les contraintes susceptibles de limiter les possibilités d’action sont liées :

  • à l’organisme
  • à la tâche
  • à l’environnement

• Pour apprendre le virage au ski, l’approche cognitive insiste sur la compréhension du mouvement, la perception directe sur le repérage des indicateurs pertinents dans l’environnement et l’approche dynamique sur l’aménagement de l’environnement afin que l’individu découvre le virage et que le système s’auto-organise.

💡 Astuce mémo

Cognitif : programmer ; perception directe : repérer ; dynamique : s’auto-organiser.

📊 Tableaux de synthèse

Approches de l’apprentissage moteur