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Sciences cognitives et apprentissage

jeudi 25 juin 2009, par classedu

Les sciences cognitives regroupent un ensemble de disciplines scientifiques dédiées à l’étude et la compréhension des mécanismes de la pensée humaine, animale ou artificielle, et plus généralement de tout système cognitif, c’est-à-dire tout système complexe de traitement de l’information capable d’acquérir, conserver, et transmettre des connaissances. Les sciences cognitives reposent donc sur l’étude et la modélisation de phénomènes aussi divers que la perception, l’intelligence, le langage, le calcul, le raisonnement ou même la conscience... En tant que domaine interdisciplinaire, les sciences cognitives utilisent conjointement des données issues d’une multitude de branches de la science et de l’ingénierie, en particulier : la linguistique, l’anthropologie, la psychologie, les neurosciences, la philosophie, l’intelligence artificielle.

Après environ cinquante années d’existence, les sciences cognitives forment donc un champ interdisciplinaire très vaste dont les limites et l’articulation des disciplines constitutives entre elles font toujours débat. Certains estiment toutefois que les sciences cognitives ont dépassé le simple stade d’une accumulation de connaissances pluridisciplinaire et ont donné naissance à deux disciplines autonomes :

* à une science fondamentale, dite science de la cognition, dont les spécialistes parfois appelés cogniticiens [1] sont réunis en sociétés savantes et publient dans des revues scientifiques internationales transdisciplinaires. * à un secteur applicatif industriel du domaine de l’ingénierie de la connaissance : la cognitique.

En France où la tradition disciplinaire est forte, sont nés dès les années 1990 de l’expansion des Sciences Cognitives des débats sur l’efficacité réelle de l’interdisciplinarité dans la recherche scientifique, cela notamment dû au fait qu’englober de nombreuses approches peut rendre plus compliquée leur appréhension. Toutefois de nombreux regroupements de chercheurs et de jeunes sociétés savantes s’attachent à valoriser la pertinence et la portée de l’interdisciplinarité en Sciences Cognitives. Sont dans ce cadre notamment l’Association pour la Recherche Cognitive (ARCO), et la Fédération Française des Etudiants et Jeunes Chercheurs en Sciences Cognitives (Fresco).

- Le cognitivisme est l’un des deux principaux courants des sciences cognitives qu’il a dominées jusqu’à la montée en puissance du connexionnisme. Il est fondé sur l’idée que l’esprit est une machine de traitement symbolique de l’information (métaphore de l’ordinateur), c’est-à-dire qu’il opère sur des représentations en fonction de leurs propriétés syntaxiques plutôt que de leur signification. Inspirés par les résultats de Turing, de nombreux chercheurs ont en outre admis que ce type de traitements pouvait être réalisé par des machines complètement différentes du point de vue physique et donc que la simulation et la modélisation informatique pouvaient fournir de nouveaux moyens d’étudier le fonctionnement de l’esprit rejoignant ainsi le projet de la cybernétique d’intégrer dans un même cadre théorique l’étude des systèmes naturels et artificiels.

- La mémoire permet de retenir des informations pour les réutiliser ultérieurement. À l’inverse de l’apprentissage béhavioriste, la notion de mémoire insiste sur les structures et processus intermédiaires entre l’acquisition de ces informations et leurs conséquences sur le comportement.

Elle fait l’objet de nombreux travaux en sciences cognitives, aussi bien du point de vue de la psychologie ou des neurosciences que de la modélisation. Les chercheurs se sont ainsi attachés à mettre en évidence les différentes structures composant la mémoire en se basant à la fois sur des expériences et sur les dysfonctionnements observés chez des patients cérébro-lésés.

Apparu dans les années 1960, le modèle modal de la mémoire a été l’un des plus influents. Il distingue le registre sensoriel (grande quantité d’informations sous forme visuelle pendant quelques millisecondes), la mémoire à court terme (nombre limité d’éléments sous forme verbale pendant quelques secondes) et la mémoire à long terme (informations sémantiques, en pratique sans limite de durée ou de capacité).

La notion de mémoire de travail a été présentée par Baddeley et Hitch en 1974. Ce modèle et d’autres plus récents comme celui de Cowan mettent en évidence les liens entre attention et mémoire. La mémoire de travail a ainsi pour rôle non seulement de contenir des informations en provenance des systèmes sensoriels mais aussi des informations extraites de la mémoire à long terme pour être utilisées par les processus de raisonnement et de prise de décision.

Dans le domaine de la mémoire à long terme, plusieurs distinctions ont été proposées comme celles entre mémoire épisodique (auto-biographique) et mémoire déclarative (connaissances générales) par Endel Tulving, entre mémoire sémantique et mémoire procédurale (gestes, comportements, savoir-faire) par John Anderson et entre mémoire explicite (utilisée de façon consciente et contrôlée) et mémoire implicite (automatique). De nombreuses recherches portent également sur les représentations mentales qui organisent ces informations.

De leur côté, les neurosciences ont également cherché à identifier les structures cérébrales réalisant ces différentes fonctions et à décrire les processus biologiques permettant l’apprentissage et l’encodage des informations. Le phénomène de potentialisation à long terme explique notamment comment la stimulation répétée de certaines connexions neuronales les rend plus susceptible de s’activer à l’avenir en réponse à un stimulus similaire (même partiellement).

Enfin, de nombreux travaux portent sur les processus d’encodage, de stockage et de récupération. Parmi les principaux résultats on peut citer la courbe de l’oubli d’Ebbinghaus, les notions d’effet de récence et de primauté ou encore l’amorçage. Enfin, plusieurs expériences soulignent le rôle de la mémoire dans l’expertise (ainsi les bons joueurs d’échecs ne diffèrent pas des débutants par leur vitesse de traitement mais par l’organisation des informations sur le jeu).

Un certain nombre de modèles de la mémoire dit « à traces » tendent à se développer dans la droite ligne du courant connexionniste. Il s’agit de théories profondément dynamiques cherchant à expliquer les conceptions modularistes comme émergentes d’un système complexe et non cloisonné qui conserverait toutes les informations sous formes de traces. Ces traces ne seraient pas forcément localisées sur le plan cérébral mais réparties et se définiraient par un grand ensemble de facteurs sémantiques, émotionnels, moteurs, etc.

P.-S. Extraits du site :http://fr.wikipedia.org/wiki/Scienc...

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