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Les mécanismes de l’apprentissage

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Les théories ou les modèles de l’apprentissage doivent spécifier quels sont les mécanismes supposés intervenir dans les changements de la compétence d’un individu.

Contrairement aux théories béhavioristes, qui tentent généralement d’expliquer les apprentissages par un seul mécanisme, toutes les théories cognitivistes en invoquent plusieurs.

Par ailleurs, les mécanismes ne sont plus guère identifiés à l’action causale d’un facteur de l’environnement privilégié par l’auteur, mais plutôt à une combinaison particulière d’opérations de traitement provoquant un changement défini de l’état des connaissances.

L’effectivité de ces mécanismes, c’est-à-dire leur propriété d’être suffisants pour engendrer les changements dont ils prétendent rendre compte, est souvent testée par des modèles de simulation informatique.

Un mécanisme se présente souvent comme un groupement de règles formelles.

Bien qu’il n’y ait pas de consensus sur la liste des mécanismes, plusieurs d’entre eux sont souvent invoqués.

On peut les répartir en trois classes.

Première classe : les modifications quantitatives.

La première classe concerne les modifications quantitatives de certains paramètres de connaissances déjà constituées.

Elles sont souvent désignées comme des modifications de la « force » d’un item lexical, d’une règle d’action ou de la liaison entre deux items lexicaux.

Cette augmentation est attribuée soit aux utilisations répétées de l’un de ces éléments, soit parfois, pour les règles d’action, aux utilisations renforcées par la réussite.

On peut invoquer en faveur de ce mécanisme d’incrémentation de nombreux phénomènes dans lesquels la fréquence d’occurrence ou d’utilisation d’un mot ou d’un signal entraîne une diminution graduelle du seuil de reconnaissance et du temps de réaction.

Deuxième classe : la sélection et la mémorisation.

La deuxième classe de mécanismes concerne la sélection et la mémorisation de certains faits constatés ou communiqués par autrui.

Tous les faits perçus ne sont pas mémorisés.

Les études expérimentales montrent que leur sélection dépend de critères multiples, comme leur pertinence par rapport aux buts poursuivis, leur caractère  inattendu, les réactions d’éveil émotionnel qu’ils suscitent.

Une autre restriction provient de la limitation de la capacité de la mémoire de travail, qui peut imposer une sélection supplémentaire parmi les faits intéressants.

Dans plusieurs modèles, la mémorisation des informations nouvelles est également fonction de leur relation avec d’autres faits déjà connus.

Troisième classe : les activités mentales.

La troisième classe englobe les différents groupements d’activités mentales permettant d’engendrer de nouvelles informations à partir des informations déjà connues.

Ces mécanismes peuvent conduire à rechercher des informations supplémentaires parmi celles qui sont fournies par la situation mais, en pareil cas, ce qui est fondamental, c’est la transformation de celles-ci et non leur mémorisation.

Les mécanismes les plus souvent invoqués sont :
– l’analogie, ou transfert analogique : la découverte d’une similitude partielle entre certains éléments d’une situation déjà connue, dite « situation source », et la situation présente, dite « situation cible », conduit à rechercher d’autres similitudes éventuelles.

Les similitudes peuvent concerner des aspects très divers comme des relations, des fonctions, de segments de procédure, des sous-buts.

Les deux situations étant différentes,l’identification de similitudes nécessite une abstraction plus ou moins importante ;
– la formulation et le test d’hypothèses : les informations déjà connues suggèrent une ou plusieurs conjectures, qui font l’objet d’une évaluation.

Celle-ci peut consister en une simple appréciation de la plausibilité d’une hypothèse, compte tenu des connaissances
antérieures, ou en une activité systématique de recueil et d’analyse d’informations empiriques pour déterminer si elles
sont compatibles ou incompatibles avec l’hypothèse considérée ;
– l’induction : la constatation de l’identité d’une caractéristique de tous les exemplaires déjà connus d’une classe déterminée conduit à inférer qu’il s’agit d’une caractéristique de la classe elle-même ;
– la généralisation d’une connaissance : une notion ou une règle locales sont transformées en une connaissance plus générale en levant certaines restrictions ou en remplaçant certaines caractéristiques par d’autres superordonnées aux premières (cf., en informatique et en logique, la substitution d’une variable à une constante) ;
– l’assimilation à un exemplaire connu : on adopte le même comportement à l’égard d’un objet nouveau qu’à l’égard de celui des objets déjà connus qui a la plus grande ressemblance avec lui.

Ce mécanisme est plus simple que les mécanismes de l’analogie et de la généralisation, mais il peut éventuellement
favoriser la mise en oeuvre de ces deux derniers ;
– la classification des situations et des problèmes : elle permet d’établir une correspondance entre les classes et les concepts ou procédures disponibles, en sorte que la catégorie de la situation présente permet d’évoquer la démarche appropriée.

Il faut signaler que, dans l’approche récente, dite apprentissage situé, quelques chercheurs (P. H. Greene, Lave et d’autres) minimisent le rôle des représentations et des activités calculatoires.

Ils considèrent que l’information contextuelle apportée par les stimulus ou les interactions sociales est généralement
suffisante pour rendre compte de l’activité.

Le transfert Une question d’un grand intérêt pratique et théorique concerne la possibilité d’utiliser les connaissances acquises dans des situations différentes de celle de l’apprentissage, ou de les appliquer à de nouveaux objets.

Les résultats font apparaître de très grandes restrictions à l’intervention d’un transfert.

Par exemple, les enseignants constatent que des problèmes qui requièrent exactement les mêmes valeurs numériques et le même calcul sont de difficulté très inégale selon ce que représentent les nombres, en d’autres termes selon l’« habillage » du problème.

Ces restrictions au transfert peuvent relever de phénomènes très différents.

Dans certains cas, l’analyse montre que le transfert attendu est en droit impossible.

Cela survient notamment lorsqu’on se trompe sur la nature de l’acquisition, en pensant par exemple que le sujet utilise une notion logique ou mathématique alors qu’il utilise en fait une procédure empirique : celle-ci est inapplicable
dans une autre situation parce que les informations indispensables à sa mise en oeuvre font défaut.

Cela survient également lorsqu’on considère deux tâches comme étant équivalentes parce qu’elles mettent en jeu la même opération arithmétique, alors que leur structure relationnelle est très différente.

Cela survient encore lorsque la réalisation d’un objectif, par exemple sérier des objets par leur grandeur, est effectuée par une procédure qui impose le stockage transitoire d’un grand nombre d’informations : des variations minimes de
situation peuvent bloquer son utilisation parce que la mémoire de travail est saturée.

Ces remarques sont conformes à la théorie des éléments identiques de E. L. Thorndike et R. S. Woodworth (1901), qui prédit que l’importance du transfert entre deux tâches A et B dépend du nombre d’éléments communs à A et à B, et donc de la similitude entre les deux tâches.

La difficulté consiste à analyser chaque tâche en éléments, de façons à identifier ceux qui sont identiques.

Dans la théorie ACT d’Anderson, on se réfère au nombre de propositions et au nombre de règles de production (c’est-à-dire de règles du type « si conditions C1, C2,…, alors actions A1, A2,… »).

Le transfert est dit positif si l’apprentissage d’une tâche facilite l’apprentissage ou l’exécution d’une seconde tâche, et
négatif sinon.

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