LE MODELE COGNITIVISTE

Le courant cognitiviste est issu des travaux sur la logique et les mathématiques, et surtout du développement de l'informatique.

Notons au début du siècle, la machine universelle de Turing, capable virtuellement de raisonner comme un cerveau humain.

Wiener en 1948 ("cybernetics") émet l'idée d'une représentation mécanique du cerveau.

Le cognitivisme repose sur deux métaphores :

-          le cerveau est similaire à un ordinateur et fonctionne en traitant de l'information à l'aide de systèmes ouverts qui peuvent communiquer avec l'environnement, en manipulant des symboles

-          le cerveau est semblable à un réseau neuronique où les concepts sont reliés entre eux par des relations.

Ainsi, la pensée est un système de représentations de l'état du monde, représentations qui sont des significations sur lesquelles la pensée s'exerce.

Et l'humain recueille, modifie, encode, interprète, emmagasine l'information provenant de l'environnement et en tient compte pour prendre des décisions et orienter sa conduite.

Mais selon Baddeley (1994), il faut distinguer mémoire et apprentissage, pour rendre compte des conduites humaines.

" L'apprentissage désigne tout processus susceptible de modifier un comportement ultérieur, la mémoire désigne la capacité de retrouver des expériences passées.".

En fait, tout système cognitif a une architecture à trois composantes :

-          une base de connaissances ou mémoire à long terme

-          une instance de traitement

-          un moteur d'inférences

Tout apprentissage repose sur l'activité de la mémoire. A tout moment, notre système mnésique enregistre nos perceptions et nos actions et guide nos réalisations.

Vous allez:

1- découvrir les différents systèmes de stockage de l'information et leurs caractéristiques

2- repérer les stratégies mnémoniques qui peuvent nous aider à mémoriser nos apprentissages.

1- Les systèmes de stockage

Un petit exercice va vous permettre de découvrir ces différentes mémoires et leurs fonctions respectives. Voici une liste de 20 mots :

pain, marteau, laitue, œuf, boulon, couleur, beurre, clou, rabot, oiseau, maïs, café, tenaille, poulet, confiture, arbre, salami, perceuse, gruyère, tournevis.

Demandez à une personne de lire à plusieurs d’entre vous (un petit groupe de 5 à 10 personnes) cette liste à haute voix à raison d'un mot toutes les 5 secondes. Vous allez l'écouter attentivement.

Une fois la liste lue, vous allez restituer tous les mots dont vous vous souvenez sur une feuille de papier. Ne cherchez pas à les reproduire exactement dans l'ordre. Ecrivez tout ce dont vous vous rappelez.

Réalisez ensuite votre courbe collective d'apprentissage. Vous allez mettre en abscisse la position sérielle c.a.d. l'ordre des mots dans la liste. En ordonnée, vous allez indiquer le nombre de personnes parmi vous ayant retenu le mot en question.

Que constatez-vous?

Vous devriez obtenir une courbe en U, qui fait apparaître deux effets :

a-   en début de courbe, l'effet de primauté qui est le reflet de la mémoire à long terme. Elle concerne les mots qui ont été lus en premier et qui ont été stockés pour un rappel ultérieur.

b-   en fin de courbe, l'effet de récence qui dénote la mémoire à court terme. Il s'agit là des mots que l'on vient juste d'entendre et qui résonnent encore en écho dans notre tête. Ce sont donc les mots de la fin de liste.

Que vous rappelez-vous?

Vous avez retenu que la liste comporte deux catégories facilement identifiables : les aliments et les outils. D'autre part, trois mots atypiques se sont glissés dans la liste : couleur, oiseau et arbre.

Vous pouvez constater que la mémoire est un processus actif de catégorisation.

Elle utilise également des stratégies actives d'auto-répétition pour maintenir à l'esprit les mots appris.

Vous pouvez aussi construire une histoire qui inclut petit à petit chacun des mots de la liste et les relie entre eux.

Il existe encore bien d'autres stratégies.

Décrivez chacun celle que vous avez utilisé.

Voyons en détail les systèmes de stockage selon Atkinson et Shiffrin.

Il en existe trois :

-          le registre d'information sensorielle (visuel, auditif, tactile)

-          la mémoire à court terme (répétition, encodage, décision, récupération)

-          la mémoire à long terme (stockage permanent).

Tout d'abord le registre d'information sensorielle (R.I.S.). C'est une mémoire de nature sensorielle et immédiate. Les traces s'évanouissent très vite. La trace mnésique ne dure que quelques 10° de secondes. C'est en fait la persistance pendant un laps de temps très court, de la stimulation de nos organes sensoriels. Par exemple le son en écho du dernier mot entendu.

 Pour appréhender ce mode de fonctionnement de la mémoire, Linsay et Norman vous conseillent de faire tapoter quatre doigts sur votre bras. Vous obtenez une sensation immédiate. Notez comment elle s'évanouit: d'abord, vous conservez la sensation du tapotement; ensuite, il ne reste que le souvenir de cette sensation.

Vous pouvez également fermer les yeux pendant un court instant puis ouvrez-les quelques instants avant de les refermer. Notez que l'image claire et nette que vous avez captée se maintient un instant pour ensuite s'effacer lentement.

Faites bouger un crayon par un mouvement de va-et-vient devant vos yeux, tout en regardant fixement droit devant vous. Voyez l'image fugace qui traîne derrière l'objet en mouvement.

Cette dernière expérience permet d'évaluer la persistance de l'image. Changez la vitesse à laquelle vous bougez l'objet. Notez que si vous allez trop lentement vous perdez la continuité de l'image entre les points extrêmes du mouvement de va-et-vient.

Pour conserver la continuité de l'image consécutive, il faut environ 10 va-et-vient par 5 s. Le crayon passe donc 20 fois toutes les 5 s ou 4 fois par seconde. La trace visuelle persiste pendant 0,25 s.

Ce type de mémoire permet d'assurer la continuité d'un mouvement quand nous regardons un film : cela maintient le mouvement d'une image à l'autre et permet le traitement de l'information sensorielle pendant un temps plus long que son déroulement réel.

En fait, le registre d'information sensorielle stocke plus d'informations qu'on ne peut en retenir.

L'oubli, quant à lui, est dû à l'évanescence de la trace (mise en repos des organes sensoriels ou nouvelles stimulations sensorielles). L'impression, le bruit, le tableau visuel disparaît.

La mémoire à court terme (MCT) quant à elle, est un système qui maintient l'information déjà recueillie en R.I.S., pendant quelques secondes voire quelques minutes.

C'est l'étape pendant laquelle nous conservons à l'esprit l'information

n     dont nous avons besoin temporairement

n     que nous essayons d'organiser pour la stocker de façon permanente

La nature de ce souvenir est du type interprétation de l'image sensorielle. Par exemple, après audition d'une phrase, on se souvient des mots prononcés et du sens de ces mots beaucoup plus que des sons qui ont produit la phrase. Ainsi on peut se rappeler du mot profit alors que le mot prononcé était bénéfice.

La capacité de cette mémoire est limitée. Miller (1972) parle de 7+ou-2 éléments retenus quelque soit leur longueur.

Par rapport au R.I.S., on peut garder indéfiniment en MCT des éléments par le travail d'interprétation ou l'autorépétition. Si les éléments stockés en MCT sont encore présents à l'esprit, c'est qu'ils n'ont jamais quitté la conscience (sinon c'est de la mémoire à long terme).

Donc, c'est une mémoire directe et immédiate qui excède rarement les 30 s à 1minute.

La mémoire à long terme ( MLT). Elle est laborieuse et compliquée. C'est le système de mémoire le plus important.. Sa capacité est illimitée. Tout ce qui est appris et retenu depuis plusieurs minutes passe en MLT. Son contenu est immense : on sait que l'on possède 100 milliards de neurones stockant chacun une assez bonne quantité d'information.

La probabilité de recouvrer tel ou tel élément dépend de la nature du matériel stocké.

L'oubli n'est plus dû à l'évanescence de la trace mais à l'interférence (phénomène de masquage d'une information par une autre ). D'ailleurs, il n'y a pas d'oubli en MLT mais parfois une impossibilité provisoire de se rappeler, à cause du contexte pas toujours adapté.

Le matériel stocké en MLT ne vient pas toujours d'un transit en MCT. On peut fabriquer de nouveaux souvenirs en associant des éléments déjà présents en MLT. C'est la porte ouverte à la créativité...

Quant au recouvrement de l'information, c'est une opération de résolution de problème. Car pour que l'information puisse passer de la MCT à la MLT, il est nécessaire de l'organiser. Il faut opérer un traitement en profondeur de cette information. La qualité du rappel dépendra du niveau d'analyse des items à retenir, reposant sur une structure logique et associative.

Ainsi, l'on peut fournir à des gens une liste de mots à examiner.

Cette liste comprend des mots courts, d'autres longs; ces mots sont de couleurs différentes. Certains sont des noms et d'autres des verbes. Et l'on peut demander aux personnes de faire des choses différentes avec ces mots, à savoir :

-          dire la couleur du mot

-          dire le nombre de lettres du mot

-          dire le nombre de lettres qui riment avec le mot thé

-          dire si c'est un nom ou un verbe

-          trouver un mot qui rime avec

-          trouver un antonyme (contraire du synomyme)

-          produire une image mentale du mot

-          composer une histoire qui comporte le mot et ceux qui précèdent

Cette liste de tâches est ordonnée suivant la profondeur de traitement. Et l'on s'aperçoit qu'à chaque niveau d'analyse correspond une performance mnémonique croissante…

Mais revenons à la structure de la mémoire à long terme.

Nous venons d'étudier le modèle d' Atkinson et Shiffrin.

Un second modèle est le modèle HAM d'Anderson et Bower qui fait état de deux types de mémoire : une mémoire de travail et une mémoire à long terme.

Avec, en plus, des éléments d'entrée et de sortie :

-          les récepteurs auditifs et visuels (repérage perceptif) doublés d'une mémoire tampon

-          un analyseur linguistique situé après les récepteurs sensoriels

-          un analyseur perceptif

-          un dispositif d'exécution et un générateur de réponses

Dans ce deuxième modèle, on retrouve le registre sensoriel dont les fonctions sont la perception et l'attribution de signification aux stimuli.

La mémoire de travail est le centre de traitement de toute l'information et d'intégration des stimuli extérieurs à la structure des connaissances antérieures. Elle correspond en tous points à la mémoire à court terme d'Atkinson et Shiffrin, avec sa capacité limite de traitement de l'information (7 +/- 2 éléments) et sa durée très brève de disponibilité des informations (qq secondes).

La mémoire à long terme se décompose en deux sous-ensembles (Tulving, 1972) :

-          la mémoire épisodique (ou explicite) : c'est une mémoire contextualisée; elle contient des images sur où, quand, comment; la récupération des informations se fait par indices spatio-temporels; elle contient des épisodes de vie.

-          la mémoire sémantique ( ou implicite) : elle contient les concepts, les principes, les règles, les images mentales élémentaires, les plans d'action.

Tableau : les principales différences entre mémoire sémantique et mémoire épisodique (inspiré de Tulving, 1983).

Selon Baddeley, la mémoire sémantique serait le résidu de plusieurs épisodes cad une extraction des traits communs, indépendamment du contexte de chaque épisode. Elle est générique.

Donc, c'est la mémoire épisodique qui vient nourrir la mémoire sémantique.

Toujours selon Baddeley, la métaphore la plus parlante pour illustrer et comprendre le fonctionnement de la mémoire est celle d'une bibliothèque :

-          le matériel doit être bien rangé : fonction d'encodage

-          il ne doit pas se détériorer avec le temps : fonction de stockage

-          on doit pouvoir y accéder facilement : fonction de récupération.

Le plus gros du travail se fait en mémoire à court terme ou mémoire de travail, qui se décompose en sous-systèmes : un contrôleur central et deux systèmes auxilliaires, à savoir un agenda visuo-spatial (stockage de l'information visuo-spatiale) et une boucle articulatoire (répétition de l'information verbale, codage phonologique) Baddeley 1994.

En mémoire à long terme, on distingue plusieurs composants.

- Une première distinction oppose, selon Paivio, la mémoire visuelle à la mémoire verbale.

La mémoire visuelle ou imagée stocke l'information en préservant ses caractéristiques. Le codage se ferait sous forme analogique.

Par contre, la mémoire verbale code l'information sous forme d'unités de sens sans préserver les propriétés du stimulus.

- Une deuxième distinction est opérée par Tulving (1972) entre mémoire épisodique et mémoire sémantique (voir plus haut).

- Une troisième opposition peut être faite, selon Squire (1980), entre connaissances déclaratives et connaissances procédurales.

Les connaissances déclaratives sont des représentations verbalisables d'épisodes de vie, de concepts ou d'images mentales. Ce sont des connaissances conscientes, faisant l'objet d'un contrôle intentionnel. Elles décrivent certains états du monde et ont un caractère statique.

Les connaissances procédurales sont dynamiques et ont un caractère perceptivo-cognitif ou cognitivo-moteur. A ce titre, elles sont peu communicables, peu conscientes et très automatisées : elles consistent en systèmes d'associations plus ou moins complexes entre des stimuli, des comportements et des états mentaux.

Les modes d'apprentissage de ces deux types de connaissances ne sont pas les mêmes : les connaissances déclaratives fonctionnent sur le mode de la restructuration ou de l'accumulation alors que les connaissances procédurales fonctionnent par réglage.

2- Les stratégies mnémoniques

Chacun d'entre nous a sa propre façon de mémoriser. Il existe d'ailleurs des mémoires qualifiées de prodigieuses. Alain Lieury, dans son livre "La mémoire" aux éditions Mardaga, nous en décrit quelques unes.

L'auteur nous décrit la mémoire de Vienamin, mnémoniste célèbre se produisant en music-hall et pouvant apprendre sur scène des tableaux de chiffres ou de lettres et les rappeler sans la moindre erreur. Il est alors capable d'énoncer la totalité d'un tableau de 25 lignes de 7 lettres, soit 175 éléments dans l'ordre direct ou l'ordre inverse ou en diagonale le jour même et aussi 15 ans plus tard.

De même le musicien Glazounoff, à la mort de Borodine a pu reconstruire l'essentiel de l'opéra "le prince Igor" que Borodine avait joué devant lui au piano et qu'il n'a pu écrire en totalité avant sa mort.

Ces mémoires sont en étroite relation avec le mode de fonctionnement cognitif des individus.

D'autre part, il est possible d'augmenter notre potentiel mnésique, avec des techniques adaptées : les moyens mnémotechniques (ou stratégies mnémoniques ).

Ces procédés sont, pour certains, vieux comme le monde et étaient, par exemple, appris par les orateurs grecs de l'antiquité.

Ils requièrent en tous cas de l'effort, de la réflexion et de la pratique et se basent tous plus ou moins sur l'établissement d'associations entre éléments, ce qui doit ensuite faciliter le rappel (trouver un sens à l'ensemble de ce qui doit être rappelé ).

Exemples classiques :

n     mais où est donc Ornicar?

n     l'Italie ressemble à une botte

n     le noeud au mouchoir ou la croix sur la main

n     se faire un itinéraire des courses dans un grand magasin

Ces procédés sont :

a) la méthode des lieux : il s'agit d'utiliser un site et ses caractéristiques spatiales (par exemple le long d'un parcours ) pour y disposer les éléments à retenir. Cette méthode remonterait à Simonide de Céos qui, dans l'antiquité, fut un jour convié à un banquet. A un moment, il est appelé à l'extérieur de la salle. Pendant ce temps là, la salle s'écroule et tous les convives sont ensevelis.

Simonide de Céos a pu identifier les cadavres grâce au souvenir qu'il avait de leur emplacement à table.

Le choix du lieu-support est important : il doit pouvoir mettre les éléments en valeur.

b)   la méthode des associations : il s'agit de créer une histoire pour relier entre eux les éléments à retenir. Cette méthode se rapproche de la précédente. Elle réduit le caractère arbitraire de la liste à apprendre en créant des liens, un enchaînement logique qui rend le rappel plus aisé.

c)   la méthode des mots-clés : elle consiste à associer des mots à des nombres. Il existe un vieux code international utilisé dans beaucoup de méthodes secrètes de développement de la mémoire : c'est l'alphabet nombre-consonne, utilisé depuis environ 1600.

0   s ou z
1   t ou d
2   n
3   m
4   r
5   l
6   ch ou j
7   k ou g
8   f ou v
9   p ou b

A partir de ce code appris, on peut retenir des séquences de chiffres très complexes : numéros de téléphone, plaques minéralogiques, codes bancaires, en les transformant en mots. Ex : 32 devient mine. En fait, les mnémonistes utilisent des listes plus longues, composées à partir de la liste de 10 chiffres.

A retenir :

n     chacune de ces méthodes, pour être efficace, nécessite un gros effort au moment de l'apprentissage. Il faut parfois des mois pour apprendre à s'en servir.

n     elles mobilisent notre attention sur le matériel à retenir et c'est ce qui importe le plus au niveau de la mémorisation. En fait pour bien retenir, il faut de l'effort, de la compréhension et de l'organisation.

n     un effort de mémorisation est souvent une activité de résolution de problème, dépendant de la logique et de la reconstruction des faits. La sélection des faits dépendra aussi des objectifs de mémorisation. On peut ne pas avoir besoin de toute l'information sur un sujet donné.

CONCLUSION

Le modèle cognitiviste et l’étude du fonctionnement de la mémoire achèvent ce tour d’horizon sur les différentes façons d’apprendre. L'étude du fonctionnement des activités cognitives donne une vision d'ensemble sur la manière dont l'apprenant acquiert ses connaissances et compétences.

Que ce soit par conditionnement, par l'action, par l'interaction avec d'autres ou la coaction, ou encore grâce à la médiation, ce sont toujours les mêmes systèmes de stockage à court et à long terme qui permettent d'engranger des connaissances, qu'elles soient déclaratives ou procédurales, verbales ou imagées.

En ayant à l'esprit ces différents façons d'apprendre et les mécanismes qui y concourent, tout formateur peut fonder ses choix pédagogiques et être à même de concevoir des scénarios adaptés aux objectifs qu'il s'est fixé.

Exercice 5

Activité

Que faisiez-vous lundi après midi, la 3^e semaine d'octobre, il y a 2 ans?

Pour résoudre ce problème, il faut décomposer la question en sous-questions et mélanger ensuite reconstructions logiques et souvenirs-flash d'expériences réelles.