LES PROCESSUS COGNITIFS DANS LES...

UE 81 - Processus d’apprentissage et diversité des élèves

marine.portex@univ-tlse2.fr

LES PROCESSUS COGNITIFS DANS LES APPRENTISSAGES

PROBLEME EPISTEMOLOGIQUE L’INNÉ ET L’ACQUIS

L’INNÉ ET L’ACQUIS

D’où viennent les connaissances? Comment se développent-elles?

INNEISME

Préexistence Maturation et raffinement

ENVIRONNEMENTALISME

Tabula rasa Apprentissage ex nihilo

LES THEORIES DE L’APPRENTISSAGE

LA GESTALT

Des lois d’organisation perceptive

Proximité

Similitude

Proximité

LA GESTALT

Similitude

Symétrie

Proximité

LA GESTALT

Similitude

Symétrie

Continuité

Proximité

LA GESTALT

Similitude

Symétrie

Continuité

Clôture

Proximité

LA GESTALT

Source Canal Récepteur (décodage)

Destinataire

Emetteur (codage)

LE MODELE DE LA COMMUNICATION

Shannon et Weaver (1949)

message message signal signal

LE MODELE DE LA COMMUNICATION

Shannon et Weaver (1949)

ENSEIGNER

Le modèle transmissif

qualité de ce qui est transmis → qualité de ce qui est appris

Du côté de l’enseignant

Transposition didactique Clarté de l’exposé

Du côté de l’élève

Neutralité conceptuelle Ecoute attentive

Rétention de l’information

Modalités: cours magistral

LE BEHAVIORISME

1. CONTROLE

stimulus neutre réaction neutre

réaction Inconditionnelle stimulus inconditionnel

Conditionnement classique (Pavlov)

2. CONDITIONNEMENT CLASSIQUE

stimulus inconditionnel +

stimulus neutre réaction inconditionnelle

LE BEHAVIORISME

réaction conditionnelle stimulus conditionnel

3. ACQUISITION D’UNE REACTION INCONDITIONNELLE

LE BEHAVIORISME

Stimulus Réponse Stimulus Réponse

Renforcement Punition

• Positif : Ajout d’un S appétitif • Négatif : Retrait d’un S aversif

• Positif : Ajout d’un S aversif • Négatif : Retrait d’un S appétitif

LE BEHAVIORISME

Conditionnement opérant (Skinner)

LE BEHAVIORISME

Conditionnement opérant (Skinner)

ENSEIGNER

Conception comportementaliste

Tête de l’élève Problème Réponse

Acquérir des automatismes

Décomposition des savoirs Hiérarchisation des objectifs d’apprentissage

Renforcement des réponses attendues

Suivre les indications Investir le travail personnel

Modalités: Cours, exercices guidés et travail personnel

www.julianbeever.net

LE CONSTRUCTIVISME

Quand le cerveau se trompe

www.julianbeever.net

LE CONSTRUCTIVISME

L’échiquier d’Adelson (1995)

1. Contraste simultané

2. Eclairage et ombre

3. Vécu

LE CONSTRUCTIVISME

L’échiquier d’Adelson (1995)

LE CONSTRUCTIVISME

ADAPTATION

Piaget (1896-1980)

ADAPTATION

LE CONSTRUCTIVISME

Piaget (1896-1980)

Assimilation

Accommodation

LE CONSTRUCTIVISME

Piaget (1896-1980)

LE SOCIO-CONSTRUCTIVISME

Vygotski (1896-1934)

Niveau social Niveau individuel

Développement de l’utilisation d’un outil Intériorisation de l’outil

Niveau actuel

Zone proximale de développement

Niveau potentiel

L’étayage de Bruner (1915-2016)

L’enrôlement

La réduction des degrés de liberté

Le maintien de l’orientation

La signalisation des caractéristiques déterminantes

Le contrôle de la frustration

La démonstration ou présentation de modèles

Le conflit socio-cognitif

• Opposition sur des réponses incompatibles → Déséquilibre interindividuel

• Engagement dans résolution du conflit → Déséquilibre individuel

• Coordination des points de vue → Progrès cognitif

« Deux faux font un juste » (Schwartz, Neuman & Biezuner, 2000)

Population: Classe de 30 élèves âgés de 15 à 17 ans

Pré-test: Questionnaire où il faut choisir le nombre le plus grand entre deux

Correct Faux 1 Faux 2

Entraide: En binôme, construire à partir de 6 cartes le nombre le plus grand, le nombre le plus petit, le nombre le plus proche de 1…

G1 Correct/Faux

G3 Faux 1/Faux2

G2 Faux 1/Faux 1 Faux 2/Faux 2

G1 Correct/Faux

G3 Faux 1/Faux2

Test: Format identique au pré-test

G1 Correct/Faux

G3 Faux 1/Faux2

Test: Format identique au pré-test

Résultats: G3 > G1 ET G2

ENSEIGNER

Constructivisme et socio-constructivisme

Evaluer les pré-requis Prendre en compte les représentations des élèves

Favoriser les situations problème Favoriser les stratégies métacognitives

Mettre à disposition des ressources

Mobiliser des connaissances Collaborer

Imaginer, créer

Modalités: Cours dialogué, apprentissage par problème, pédagogie par projet

LES MODELES DE L’APPRENTISSAGE

Intérêts

Transmissif Le discours / le message de l’enseignant

Comportementalisme

Le feed-back de l’enseignant / réponses des élèves

Constructivisme L’organisation du milieu / actions des élèves

Socio-constructivisme

Relations avec les autres acteurs du système éducatif

LES PROCESSUS COGNITIFS LA MEMOIRE

Encodage Rétention Récupération

LE PROCESSUS DE MEMORISATION

C X F R

P L A D

N T S V

C X F R

P L A D

N T S V

F C H D

J R P O

D N B A

F C H D

J R P O

D N B A

LE MODELE MODAL

Atkinson & Shiffrin (1968)

Input Registre sensoriel

L’information est conservée dans sa modalité sensorielle pendant une demi seconde

EMPAN MNESIQUE

6 4 3 9

4 2 7 3 1

6 1 9 4 7 3

5 9 1 7 4 2 8

5 8 1 9 2 6 4 7

2 7 5 8 6 2 3 6 5

6 4 3 9

4 2 7 3 1

6 1 9 4 7 3

5 9 1 7 4 2 8

5 8 1 9 2 6 4 7

2 7 5 8 6 2 3 6 5

L’OUBLI A COURT TERME

Brown-Peterson (1958, 1959)

Mémoire à Court Terme

LE MODELE MODAL

Output

Le nombre magique 7 2 (Miller, 1956) L’information est conservée pendant 15-30sec

Codage phonologique

Répétition mentale

LES EFFETS SERIELS

Position Mots

1 Douceur

2 Troupeau

3 Joie

4 Malaise

5 Acheter

6 Robinet

7 Barrière

8 Sombre

9 Liquide

10 Massif

11 Ciseau

12 Beauté

13 Fumée

14 Laine

15 Cahier

LES EFFETS SERIELS

Craik (1970)

LES EFFETS SERIELS

Effet de primauté: les premières informations sont mieux rappelées que celles du milieu • Pas d’interférence • Stratégie d’autorépétition

Effet de récence: les dernières informations sont mieux rappelées que celles du milieu • Persistance de la trace mnésique

Mémoire à Long Terme

LE MODELE MODAL

Output

• de maintien • d’élaboration

L’information est conservée pendant des années Codage sémantique

LES NIVEAUX DE TRAITEMENTS

Craik & Lockhart (1972)

Traitement sémantique (profond)

Traitement sur la rime (superficiel)

Plus le traitement de l’information est profond, meilleure est la mémorisation

Traitement sur la typographie (superficiel)

Mémoire à Long Terme

LE MODELE MODAL

Output

• de maintien • d’élaboration

LES LIMITES DU MODELE MODAL

Phonologique (Conrad, 1964)

Confusions F S > F E

Visuel (Zhang & Simon, 1985)

Rappel caractères avec et sans sons

Sémantique (Wickens & al., 1976)

Pas d’interférence proactive

avec catégories différentes

La mémoire de travail

Mémoire à Long Terme (MLT)

Mémoire déclarative Mémoire procédurale

Mémoire sémantique

Mémoire épisodique

LA MÉMOIRE A LONG TERME

Architecture

Mémoire sémantique Mémoire épisodique

La mémoire déclarative (Tulving, 1972)

• Verbalisable • Récupération consciente et intentionnelle

Connaissances définitives et faits généraux e.g. Eauze est la capitale de l’Armagnac

Expériences et évènements biographiques e.g. je me souviens de cette dégustation d’Armagnac au Domaine de Joÿ, le 1988 était divin!»

• Arguments neuropsychologiques: maladie d’Alzheimer

La mémoire procédurale

• stockage de savoir-faire et de gestes habituels

• Difficilement verbalisable

• Récupération inconsciente et non intentionnelle

TOURNEVIS

MARTEAU

COUTEAU

CASSEROLLE

MICROSCOPE

EPROUVETTE

VIOLON

JAVELOT

RAQUETTE

CAFETIERE

BALLON

Organisation

• Organisation catégorielle et hiérarchique Collins & Quillian (1972)

• Schémas et scripts Brewers et Treyens (1981) – Expérience avec rappel d’objets

FACTEURS DE MEMORISATION

• La nature des informations : le double codage ( Paivio, 1969)

CERVEAU MEMOIRE

• Le contexte: l’encodage spécifique (Tulving & Thomson (1973) Meilleur rappel quand contexte d’encodage = contexte de récupération

CERVEAU MEMOIRE

• Le contexte: l’encodage spécifique (Tulving & Thomson (1973) Meilleur rappel quand contexte d’encodage = contexte de récupération

• Le type d’apprentissage: Ehrlich (1958) Massé < Distribué

CERVEAU MEMOIRE

CE QU’IL FAUT RETENIR

• La mémoire de travail a des capacités limitées (stockage, rapidité de l’oubli, interférence,…)

Rendre les informations signifiantes Rendre les informations importantes plus saillantes

• Les connaissances explicites sont conservées sous forme de réseau sémantique

Rendre les informations signifiantes pendant apprentissage Adapter les modalités d’évaluations aux finalités

• Le processus de mémorisation peut être facilité

Privilégier les présentations imagés quand cela est possible Privilégier les apprentissages distribués

LES PROCESSUS COGNITIFS L’ATTENTION

ATTENTION ET MEMOIRE

Cécité au changement → Incapacité à détecter des changements importants d’une scène à une autre sans attention

Simons et Levin (1998)

Consigne:

Vous allez voir une vidéo dans laquelle des personnes jouent au Basket

Certains joueurs sont habillés en blanc et d’autres en noir

Comptez le nombre de passes que se font les joueurs habillés en blanc

ATTENTION ET PERCEPTION

Cécité d’inattention → Pas de perception consciente sans attention

Simons et Chabris (1999)

Attention sélective

Attention partagée

Attention soutenue

Alerte

LES DIFFERENTS TYPES D’ATTENTION

Attention partagée

Attention soutenue

Alerte

ALERTE

Tonique : Etat d’éveil, niveau d’activation corticale du sujet

Phasique : Optimisation de l’état de préparation du sujet

ATTENTION ET RYTHMES SCOLAIRES

• Fluctuations journalières

• Fluctuations hebdomadaires

• Fluctuations annuelles

LUNDI JEUDI VENDREDI MATIN

FIN FEVRIER / DEBUT MARS

Attention partagée

Attention soutenue

Alerte

= focalisation des ressources cognitives sur des informations pertinentes

L’EFFET COCKTAIL PARTY

Message attendu Message inattendu

Situation écologique : discussion mondaine

Extraire les paroles de son interlocuteur du fond sonore ambiant

L’EFFET COCKTAIL PARTY

Cherry (1953)

Situation de laboratoire : Ecoute dichotique

SELECTION ET CHARGE MENTALE

Flanker-Compatibility task (Lavie, 1995)

Treisman (1960): Théorie de l’atténuation

Prénom Rutabaga Bateau

Elevé

Bas Forc

l’act

ATTENTION SELECTIVE

Attention partagée

Attention soutenue

Alerte

= Maintien d’un niveau d’efficience adéquat et stable au cours d’une activité d’une certaine durée sollicitant un contrôle attentionnel continu

ATTENTION SOUTENUE

• Test D2 Consigne : rechercher les « d » entourés de 2 traits

ATTENTION SOUTENUE

• Test D2 Consigne : rechercher les « d » entourés de 2 traits

ATTENTION SOUTENUE

• Distractivité externe

• Distractivité interne: « être dans la lune »

Attention partagée

Attention soutenue

Alerte

= allouer des ressources cognitives à plusieurs sources d’informations

EFFET STROOP

PROXIMITE ENCODAGE / RECUPERATION

« Si tu vois un serpent sur un vélo, c’est qu’il a trouvé le moyen de pédaler sans les pieds »

Lee Brooks (1968)

• Tâche: Catégoriser chaque mot d’une phrase présentée oralement (nom ou pas)

• Réponse :

VERBALE SPATIALE

« OUI » « NON »

OUI NON

PROCESSUS AUTOMATIQUES ET CONTROLÉS

Schneider & Shiffrin (1977)

AUTOMATIQUES CONTROLÉS

Rapide

Inconscient

Ressources attentionnelles ---

Difficile à interrompre

Simultanément à une activité contrôlée

Conscient

Ressources attentionnelles +++

Facile à interrompre

Pas simultanément à une activité contrôlée

ATTENTION ET DISTRACTION

Jean-Philippe Lachaux (2011)

LES PROCESSUS COGNITIFS LA MOTIVATION

LES INDICATEURS DE LA MOTIVATION

+ - Engagement cognitif

Persévérance Stratégies d’évitement

Eviter de s’engager dans une activité Retarder le moment d’accomplir une activité

Stratégies d’apprentissage Stratégies d’autorégulation

LE PROBLEME DE LA BOUGIE

Sam Glucksberg (1962)

• Fixité fonctionnelle Karl Dunker (1945)

Groupe Contrôle

Performance → Etablir des normes

Groupe « Carotte »

Performance → Gagner de l’argent

• La récompense bloque la créativité

• La récompense est efficace quand il y a des règles simples et un but clair à atteindre

PLUSIEURS MOTIVATIONS

Motivation extrinsèque Relative à une conséquence extérieure à l’activité elle-même

Motivation intrinsèque Relative à l’intérêt et au plaisir de

pratiquer l’activité elle-même

Deci (1975)

Amotivation

PLUSIEURS MOTIVATIONS

Motivation intrinsèque Relative à l’intérêt et au plaisir de

pratiquer l’activité elle-même

Deci (1975)

Amotivation

Régulation externe Contrainte

Régulation introjectée Pression de l’autre ou de

la société

Régulation identifiée Objectifs personnels

Régulation intégrée Valeurs

Motivation extrinsèque Relative à une conséquence extérieure à l’activité elle-même

LES DETERMINANTS

La perception de la valeur d’une activité Utilité et intérêt

La perception de la contrôlabilité Contrôle sur le déroulement et les conséquences

La perception de la compétence Capacité à réussir

LA PERCEPTION DE LA VALEUR

Utilité et intérêt

• Authenticité

• Interdisciplinarité

• Eveiller le désir d’apprendre en utilisant les pré-acquis

• Faire allusion à un fait historique ou d’actualité

Entre autres …

LA PERCEPTION DE LA CONTROLABILITE

Contrôle sur le déroulement/conséquences

• Varier les activités

• Responsabiliser les élèves

• Jouer sur l’attribution causale des réussites et échecs

Entre autres …

ATTRIBUTION CAUSALE

Locus de contrôle: lien entre l’action et le résultat

« Je suis un génie / Le cours me passionne »

« La matière/ l’exercice était trop facile… Ce prof est vraiment un loser »

INTERNE EXTERNE

ATTRIBUTION CAUSALE

Consensus Comportement des autres individus dans la même situation

Consistance Comportement habituel de la personne dans la même situation

Différenciation Comportement actuel de la personne dans des situations différentes

A B C D

Consensus ↗ Les autres ont des bonnes notes

Consensus ↘ Les notes des autres sont variables

Consistance ↗ J’ai toujours de bonnes notes en…

Consistance ↘ D’habitude, je n’ai pas de bonnes notes en…

Différenciation ↗ Je n’ai pas de bonnes notes partout

Différenciation ↘ J’ai des bonnes notes partout

ATTRIBUTION CAUSALE

« Cet examen était facile »

« Je suis passionné de… »

« Je suis un génie »

« La matière est facile »

Consistance ↗ J’ai toujours de bonnes notes en…

Consistance ↘ D’habitude, je n’ai pas de bonnes notes en…

Consistance ↘ J’ai toujours de bonnes notes en…

Différenciation ↘ J’ai des bonnes notes partout

ATTRIBUTION CAUSALE

« Cet examen était facile » « Je suis passionné de… » « Je suis un génie » « La matière est facile »

LA PERCEPTION DE SA COMPETENCE

Capacité à réussir

• Vérifier la compréhension des consignes

• Vérifier que le temps alloué à la réalisation d’une tâche est réaliste

Entre autres …

LE PROCESSUS

Climat de la classe… … orienté vers la maîtrise … orienté vers la performance

Réussite définie comme… … un progrès … de bonnes notes, une forte

performance normative

Valeur placée sur… … l’effort, l’apprentissage … l’aptitude normative élevée

Raisons de satisfaction… … travailler dur, les

‘challenges’ … faire mieux que les autres

Enseignant orienté sur… … comment les élèves

apprennent

…comment les élèves

réussissent

Erreurs perçues comme… … inhérentes à

l’apprentissage … sources d’anxiété

Attention centrée sur… … le processus

d’apprentissage

… la performance personnelle

relative à celle des autres

Raison de l’effort… … apprendre quelque chose

de nouveau

… obtenir de bonnes notes, faire

mieux que les autres

Critères d’évaluation… … absolu, progrès … normatif

PRATIQUES EVALUATIVES & CLIMAT DE CLASSE

Ames & Archer (1988)

LE ROLE DES REPRESENTATIONS SOCIALES

Géométrie Dessin

"bons" élèves

"mauvais" élèves

LE ROLE DES REPRESENTATIONS SOCIALES

Huguet & Monteil (1991)

Elèves de 5ème et 4ème

LES STEREOTYPES

Bargh et al. (1996)

• Effet sur la performance motrice Test de langage : former des phrases avec des listes de mots

Personne âgée (vieux, gris, tétu)

Neutre (Porte, orange, utile)

LES STEREOTYPES

Dijksterhuis et al. (1998)

• Effet sur la performance intellectuelle Tâche : Décrire une journée typique

Professeur (trait « intelligent »

Hooligan (trait « idiot »)

LES STEREOTYPES

Ambady et al. (2001)

• Population: Adolescentes asiatiques scolarisés de la 6ème à la 4ème

• Questionnaire activation de l’identité

Asiatique « Tes amis sont-ils asiatiques? « Tes parents parlent-ils une autre langue ?»

Femme « Y a-t_il des cours d’éducation sexuelle à l’école? » « Qui des filles ou des garçons sont les plus doués en sport? »

Contrôle « Quelle est ta saison préférée? » « Aimes-tu les animaux ?»

LES STEREOTYPES

Ambady et al. (2001)

• Population: Adolescentes asiatiques scolarisés de la 6ème à la 4ème

• Questionnaire activation de l’identité : Asiatique / Femme / Contrôle

Asiatique

Contrôle

• Test de mathématiques

PROPHETIE AUTO-REALISATRICE

Rosenthal et Jacobson (1968)

• Population: Elèves de primaire d’une école défavorisée

• Test de QI (Début d’année)

• Transmission de faux résultats aux enseignants Identifier les élèves « prometteurs » parmi l’ensemble des élèves

• Re-Test de QI (Fin d’année) Les « prometteurs » progressent plus que autres Les professeurs les jugent plus performants et agréable

PYGMALION ET MOTIVATION

ELABORATION DES ATTENTES

TRAITEMENT DIFFERENTIEL

REACTIONS

Pierre est redoublant « Fainéant » (son professeur principal )

ATTENTES FAIBLES

Exigence -- Autonomie - - Attention -- Occasion de s’exprimer -- Tâches diversifiées --

Compétence perçue -- Contrôlabilité perçue --

MOTIVATION FAIBLE

PERFORMANCE FAIBLE

Du côté de l’enseignant… Du côté de l’élève…

LES PROCESSUS COGNITIFS DANS LES...

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