Histoire des théoriesd apprentissage

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JAMES (1870)

Apprentissage de stimulusAmélioration de la liaison S-R

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S-RVision périphérique de l’apprentissageRôle du FB

THORNDIKE 1874-1949

� Situation-problème: où il faut atteindre un but en sélectionnant la réponse appropriée parmi un ensemble de réponses ensemble de réponses disponibles.

� Loi de l’effet: les réponses suivies de récompense seraient renforcées.

� Récompense, succès, échec: mécanisme pour sélectionner une réponse plus appropriée.

THEORIE D'ADAMS (1971)

A closed-loop theory of motor learning.Journal of motor behavior 1971, Journal of motor behavior 1971,

vol.3, n°2, pp111-149

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Contrôle du mouvement pour ADAMS.� Contrôle en boucle fermée.� Les mouvements seraient réalisés en

comparant les feed-back à une référence en mémoire.en mémoire.

� Une mémoire pour lancer le mouvement: trace mnésique .

� Une mémoire pour contrôler et évaluer la réponse motrice: trace perceptive .

� Nécessité d’un comparateur.

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BOUCLE FERMEE

� Utilise les feed-back. (informations en retour).

� Nécessite une référence pour détecter les erreurs.détecter les erreurs.

� Corrige les erreurs détectées.

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Trace Perceptive:

� Référence du mouvement: ce qui a été appris.

� Rôle de guidage vers la cible (suivre la trace).(suivre la trace).

� Compare les F.B. durant le mouvement avec la référence.

� Détecte et corrige les erreurs en cours d’exécution.

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TRACE MNESIQUE

� « Modeste » programme de nature non perceptive.

� Rôle dans l’initiation du mouvement.mouvement.

� Assure la direction initiale.

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FORMATION DE LA TRACE PERCEPTIVE� Acquisition de la capacité de détecter et

de corriger les erreurs.� Les conséquences de chaque essai ,

impriment une représentation d’eux -impriment une représentation d’eux -mêmes dans la mémoire perceptive.

� Utilisation de la C.R. pour se rapprocher de la bonne réponse.

� Eviter les erreurs ( fausses pistes, mauvaises traces)

� Travail en standard.

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CONNAISSANCE DU RESULTAT� Information sur l’erreur que le sujet

reçoit entre la réponse et le but.� Indispensable au début de

l’apprentissage : permet de se l’apprentissage : permet de se rapprocher de la bonne réponse.

� Traitement cognitif de l’erreur: résoudre le problème .

� (S’oppose à THORNDIKE)� Rôle de guidage de C.R.

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RENFORCEMENT SUBJECTIF� Capacité à détecter les erreurs en

l’absence de C.R.� La trace perceptive est

suffisamment développée pour suffisamment développée pour évaluer la performance motrice.

� Pas besoin d’une information externe supplémentaire.

� Apprendre sans C.R. s’appelle le renforcement subjectif

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APPRENTISSAGE pour ADAMS� Un problème à résoudre: le sujet

essaie un mouvement, utilise C.R. pour se rapprocher de la bonne réponse et tente à nouveau.réponse et tente à nouveau.

� C.R. est une source d’information pour élaborer une hypothèse et modifier une stratégie.

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2 ETAPES dans l’apprentissage� Etape verbale-motrice: le sujet se

parle, fait des hypothèses, modifie sa stratégie. Le comportement est sous contrôle volontaire.sous contrôle volontaire.

� Etape Motrice:contrôle automatique du mouvement.

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Etape verbale-Motrice

� Etape cognitive� Le sujet n’a pas la trace perceptive

appropriée.� Le sujet est incapable par lui-

même d’apprécier ses progrès.� Le progrès dépend de la

connaissance du résultat (information sur l’erreur produite)

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Etape Motrice

� Le sujet possède une bonne trace perceptive.

� L’information supplémentaire (C.R.) n’est plus indispensable.(C.R.) n’est plus indispensable.

� Progrès possible même en l’absence de C.R. Renforcement subjectif.

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Conclusions

� La théorie d’ADAMS est à la fois perceptive et cognitive .

� La perception se trouve dans le mécanisme de référence pour mécanisme de référence pour détecter les erreurs.

� La cognition élabore des hypothèses pour améliorer la performance (avec ou sans C.R.)

� Comment aider l’apprenant à vivre la bonne sensation ???20/03/2009 17

En faveur de la théorie

� Effets de la Connaissance des Résultats.

� Effets des Feed-Back.� Minimum d’énoncés

hypothétiques.

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CRITIQUES

� Pas de distinction entre mouvements rapides et lents.

� Ne reconnaît pas le contrôle en boucle ouverte.(notion de programme moteur).ouverte.(notion de programme moteur).

� Souvent, la variabilité de la pratique donne de meilleurs résultats.

� Un seul niveau de traitement chez ADAMS.

� De nombreuses traces perceptives pour de nombreux gestes à maitriser.

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SCHEMA THEORY ou THEORIE de SCHMIDT 1975

A schema theory of discrete motor skill A schema theory of discrete motor skill learning

Psychological Review, 82,225-260 (1975)

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2 TYPES DE MEMOIRE

� Mémoire de RAPPEL:impliquée dans la production du mouvement. Définit la valeur des paramètres appliquées au Programme Moteur appliquées au Programme Moteur Général.

� Mémoire de RECONNAISSANCE: impliquée dans l’évaluation de la réponse motrice

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2 TYPES DE MOUVEMENT� Mouvement Rapide de type

balistique.� Mouvement lent (contrôle continu).

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� « l’apprentissage consiste en la paramétrisation d’unprogramme moteur général défini par les invariantstemporels (durée relative des phases du mouvementet ordre des séquences), spatiaux (amplitude) etcinétiques du mouvement. A partir de ces différentsparamètres utilisés lors de l’ensemble desmouvements déjà effectués, la mémoire assurerait laparamétrisation des mouvements à accomplir . Laparamétrisation des mouvements à accomplir . Laconnaissance du résultat dans des conditions initialesvariables apparaîtrait indispensable pour l’affinementde la paramétrisation du programme. »

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Contrôle du mouvement rapide� Implication du schéma de rappel

qui définit les paramètres appliqués au PMG sélectionné.

� Le mouvement est structuré à � Le mouvement est structuré à l’avance.

� Contrôle en boucle ouverte.� L’évaluation du mouvement par le

schéma de reconnaissance se fait à la fin .

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MOUVEMENT LENT

� Contrôle en boucle fermé.� Comparaison des feed-back

produits lors de la réponse et de la référence de correction.référence de correction.

� Contrôle en cours de mouvement: évaluation par le schéma de reconnaissance.

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PROGRAMME MOTEUR GENERAL ou P.M.G.� Structure générale du mouvement.� Les invariants du mouvement:

* L’ordre des éléments * Homothétie spatiale : proportion * Homothétie spatiale : proportion

d’espace.* Homothétie temporelle: relation de

phase entre les éléments.* Force relative; rapport ou proportion

des tensions entre les muscles reste constant.

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SPECIFICATION par les PARAMETRES� Paramétrage: défini la manière

dont le P.M.G. sera exécuté.� Paramètres:

*force musculaire*force musculaire* durée du mouvement * amplitude du mouvement* vitesse du mouvement.* sélection des effecteurs , des

muscles.

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SCHEMA LEARNING

Après un mouvement (PMG + paramètres) le sujet stocke 4 types d ’informations:1- Les conditions initiales: posture, poids des objets, distance de la cible, poids des objets, distance de la cible, etc..2- Les paramètres assignés au PMG3- Les résultats du mouvements4- Les conséquence sensorielles du

mouvement: informations produites par la réponse.

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SHEMA DE RAPPEL

� L’exécutant extrait des relations entre 3 types d’informations:

1- Paramètres assignés au PMG2- Les conditions initiales.3- Les résultats du mouvement.

N.B.:Mise en relation ou schéma ou règles.

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Schema de reconnaissance� Mise en relations de 3 types

d’informations:1- Conséquences sensorielles

du mouvement.du mouvement.2- Les conditions initiales.3- Les résultats du mouvement.

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A RETENIR S.V.P.

� La théorie de SCHMIDT n’explique pas la construction d’un PMG.

� Apprentissage des mémoires de rappel et de reconnaissance. rappel et de reconnaissance. (schema)

� Importance de la variabilité dans ce type d’apprentissage.

� Apprentissage des règles de fonctionnement du corps.

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MODELES DE TRAITEMENTD INFORMATIONS RECENTS

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La bonne intention?

Changement de représentation du monde

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Plasticité cérébrale qui influence la perception

APPRENTISSAGE DANS LE CADRE DES THEORIES DYNAMIQUES

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La perspective dynamique

Tâche

Organisme Environnement

Newell, 1986

COORDINATION

« Le comportement moteur est conçucomme un phénomèneémergeantd’unréseau de contraintes, liées soit à latâche, soit à l’organisme, soit àl’environnement. »Newell (1986)

�Rôle de l’enseignant: manipuler des contraintes de différentes natures

�Rôle de l’apprenant: mettre en place de nouvelles coordinations, dans un premier temps inconsciemment puis volontairement.

�Apprendre revient à contraindre son système à coordonner de manière efficace.

Les différences

� Contrôle exhaustif & central / Emergence.PMG, MI, représentation/ Auto-organisation

Théories cognitives Théories dynamiques

� PMG, MI, représentation/ Auto-organisation

� Contraintes anticipées / Contraintes utilisées.

� 1 programme = 1 coordination / Bifurcation d ’un pattern à un autre .

Bonnet et al (1994)

Kelso (1995)

Caractériser les coordinationscomplexes:l’outil des théories dynamiques

Phases et anti-phases: les modes préférentiels

La brasse: de la phase…

…vers l’antiphase

Service Volley-Ball

Phase entre poignet & épaule

Anti-phase

Phase « normalement » plus stable

Attention: conditions Attention: conditions particulière!!!!

« D’une manière générales, les

coordinations, dites en phase, où

les différents composants à

coordonner oscillent

simultanément dans le même sens,simultanément dans le même sens,

apparaîtraient le plus facilement(Jeka et al, Spontaneoustransitions and symmetry : patterndynamics in human four limbscoordination, in MovementScience, 1993) . Par exemple, ….

Evolution des coordinations

La Transition marche -course

Le Paramètre de Contrôle«facteur non spécifique (qui ne

participe pas à la description de la coordination) qui est susceptible, lorsqu’il évolue au-dessus d’une lorsqu’il évolue au-dessus d’une valeur critique, de changer le paysage des attracteurs. » (Delignières, revue EPS 278, 1998)

� quel paramètre de contrôle choisir pour favoriser l’émergence d’une nouvelle coordination? (but de tâche,contraintes biomécaniques?)

Deux types de situations

Situation de

Diminution de l’asymétrie temporelle avec la vitesse de marche

� Situation de coopération:

� Situation de compétition:20/03/2009 53

Donker et al., 2002

Déterminisme complet des contraintes?

Zanone et Kelso, 1992 : il est possible de changer le paysage des attracteurs par apprentissage . L’attention y joue un rôle déterminant.L’attention y joue un rôle déterminant.

Quelles propositions pédagogiques pour faire émerger, puis apprendre de nouveaux modes de coordinations?

Renverser le rapport

comprendre � réussir

Le précurseur: Bernstein

« le plus judicieux et correct des entraînements devrait être organisé…de manière à créer les conditions optimales pour une absorption et une une absorption et une mémorisation de toutes les (bonnes) sensations »

Bernstein N. (1996). On dexterity and its development. In M. Latash, M. T. Turvey (Eds. ) Dexterity and its development, Mahwah, NI: LEA.p. 181

Bernstein (1967) The coordination and the regulation of movement.

Des enjeux de terrain

� Comment créer les conditions optimales d’émergence de la bonne coordination sportive ?

� …sans tomber dans les travers de la pédagogie de l’aménagement du milieu (contraintes trop de l’aménagement du milieu (contraintes trop fortes, que se passe t-il si on enlève matériel? )

Rappel: apprentissage réside dans la capacité pour l’élève de créer les conditions optimales pour faire émerger sa coordination.

Jouer sur les contraintes cognitives(but de tâches)

Préserver équilibre horizontal malgré actions des bras en crawlNager doucement???

(1 seule vitesse)

Nager sans bruit

« Chez le débutant, l’action des bras perturbe l’équilibre horizontal. Des élèves adoptent des fréquences surélevées selon une fausse logique du « plus je bouge, moins je coule ». L’exigence du scénario (évoluer sans bruit) provoque des transformations (contrôle de l’entrée dans l’eau en prévision du maintien de l’équilibre horizontal, fréquence faible des mouvements de bras, etc.). » (Potdevin et al.,

La bonne intention?

Changement de représentation du monde

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Plasticité cérébrale qui influence la perception

EPS au collège et athlétisme (Dhelemmes, 1999)

Triple saut:

Aller le plus loin

� Le 1er saut

Aller le plus vite

� Obligerait à � Le 1er saut empêche la poursuite des autres

� Obligerait à maintenir une vitesse constante par une amplitude de sauts constanteHaies

Franchir la haie sans la toucher

Casser la haie (carton) dans sa phase descendante

Se déséquilibrer pour se rééquilibrer et avancer

�Implique une connaissance didactique de l’APS

(le problème à (le problème à surmonter)

-> pour ne pas se tromper de contenus ni de situations.

À retenir SVP

� S ’interroger sur la bonne intention pour faire émerger le comportement souhaitéMAIS, il ne sera question � MAIS, il ne sera question d’apprentissage uniquement lorsque le comportement sera stabilisé sans recours aux consignes de l’entraineur

� CF: cours sur les étapes de l’apprentissage.

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Jouer sur les contraintes biomécaniquespour faire vivre le bon comportement, la bonne coordinationcoordination

S’horizontaliser en natationaligner tête bassin épaule

Il n’y a apprentissage que si cet équilibre est retrouvé seul en se créant soi-même la vitesse.

Dépasser une coordination spontanée: la frappe du débutant en VB

Lutter contre la coordination en anti-phase par des contrantes physiques.

Le ciseau de brasseFlexion hanche et genou: phase nuisible à l’anvancement.

Des contraintes verticales pour empécher la flexion de hanche

�Reste à combiner à l’horizontale !!

(surplace proche mur, dos, ..)

Contraindre à vivre les bonnes sensations : le plongeon canard

Sensations exagérées

Par la PA du ballon (placnhe)

Pas d’autres possibilités que de

-s’émerger (flexion tronc)

-se placer à la

Conclusion

� Un modèle de contraintes pour certaines coordinations (nouvelles)

� La conscience, l’attention sont ici des contraintes parmi d’autresdes contraintes parmi d’autres

� Nuancer ses propos, dans quelles conditions (ex brasse, ciseau avant)

� .

A retenir SVP

� Des situations où des problèmes biomécaniques guident l’apprenant vers le comportement souhaité par l’entraineur.l’entraineur.

� Il n’y a apprentissage que lorsque les comportements sont stabilisés.

� Qu’y a-t-il de transformé dans l’organisation motrice pour mettre en place telle configuration corporelle?

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Bibliographie incontournable� Delignières, revue EPS, 278, 1998� Potdevin et al., revue EPS et EPS

1: la grande Evasion, 2005.� Temprado et Montagne, Les

coordinations perceptivo-motrices, 2001

� EPS au collège et athlétisme, Dhelemmes, 1999.