Psychologie Cognitive & Apprentissage Dr. Frédéric Dandurand Laboratoire de Psychologie Cognitive Université de Provence – CNRS

Plan du cours Introduction à la psychologie cognitive Résultats expérimentaux d’études sur l’apprentissage en contexte de résolution de problèmes Trucs pratiques pour améliorer votre apprentissage

Cours interactif et informel Questions Discussions en groupes de 3 ou 4

Psychologie cognitive Qu’est-ce que la psychologie cognitive? Domaine d’étude des représentations et du traitement de l’information dans le cerveau Découvrir et comprendre comment cette information est organisée, traitée et stockée

Psychologie cognitive Quels en sont les domaines ou sujets d’étude? À quoi s’intéresse-t-on plus particulièrement?

Domaines & sujets d’étude Perception (visuelle, auditive, etc.) Mémoire Apprentissage Attention Résolution de problèmes, prise de décision Langage Raisonnement Catégorisation …

Apprentissage Quelles sont les différentes manières par lesquelles on apprend? Existe-t-il différents types d’apprentissage? Si oui, lesquels? Sur la base de quelles informations apprenons-nous?

Types d’apprentissage (1) Exposition à des stimuli (non-associatif) Régularités statistiques Habituation – diminution de la réponse à mesure de l’exposition à un stimulus

Types d’apprentissage (2) Évaluation du succès dans la poursuite d’un objectif ou d’un but Essai et erreur Renforcement (associatif) Objectif: Maximiser les récompenses et minimiser les punitions Conditionnement opérant (stimulus – réponse)

Types d’apprentissage (3) Social Par observation (imitation) Instruction, apprentissage verbal Apprentissage vicariant (Bandura) Apprendre de l’observation de récompenses (punitions) que quelqu’un d’autre reçoit

Exemple d’étude expérimentale Thèmes: l’apprentissage dans un contexte de résolution de problèmes Résolution de problèmes (Newell & Simon, 1972) Accomplir une tâche qui demande planification Etats, transitions et contraintes (ex: jeu d’échec) Prise de décision: actions But & évaluation: maximiser un profit, gagner une partie, produire une réponse correcte

Présentation du problème Nous devons trouver, à l’aide de trois (3) pesées au maximum, quel objet est plus lourd ou plus léger que les autres. Séance de résolution de problème collective Suggestions de solutions Démocratique Vote!

Plan de l’expérience Variable indépendante: type d’apprentissage (3 niveaux) Renforcement (apprentissage par essai et erreur) Imitation (apprentissage par démonstration) Instruction (apprentissage par règles) Deux variables dépendantes (mesurées) Justesse des réponses (correctes ou non) Temps de réponse

Renforcement Appentissage: Réponses sont justes ou non

Imitation Appentissage : Cinq démonstrations

Instruction Appentissage: Instructions (règles)

Questions de recherche Comment se compare la performance des participants exposés à différents types d’apprentissage? Comment les participants évaluent-ils leurs solutions au problème? Dans le contexte de cette tâche, est-ce que l’imitation est basée sur la compréhension ou sur la mémorisation?

Questions de recherche Comment se compare la performance des participants exposés à différents types d’apprentissage? Comment les participants évaluent-ils leurs solutions au problème? Dans le contexte de cette tâche, est-ce que l’imitation est basée sur la compréhension ou sur la mémorisation?

Vos prédictions Taux de réponses correctes? Temps de réponse? Rappel: Compare imitation, instruction et renforcement

Résultats par groupe d’apprentissage Participants des groupes “imitation” et ”instruction” ont produits plus de bonnes réponses que ceux du groupe ”renforcement”. * Dandurand, F., Bowen, M., & Shultz, T. R. (2004). Learning by imitation, reinforcement and verbal rules in problem solving tasks. In the Proceedings of the third International Conference on Development and Learning (ICDL'04). La Jolla, California, USA: The Salk Institute for Biological Studies.

Temps de réponses Les participants deviennent plus rapide avec la pratique Dandurand, F., Bowen, M., & Shultz, T. R. (2004). Learning by imitation, reinforcement and verbal rules in problem solving tasks. In the Proceedings of the third International Conference on Development and Learning (ICDL'04). La Jolla, California, USA: The Salk Institute for Biological Studies.

Questions de recherche Comment se compare la performance des participants exposés à différents types d’apprentissage? Comment les participants évaluent-ils leurs solutions au problème? Dans le contexte de cette tâche, est-ce que l’imitation est basée sur la compréhension ou sur la mémorisation?

Par l’évaluation reçue? Les participants du groupe d’apprentissage par renforcement reçoivent une évaluation explicite de leurs réponses: correctes ou non.

Cette évaluation est-elle nécessaire? Non – Aucune différence significative entre un groupe de contrôle et le groupe “renforcement” Les deux groupes s’améliorent avec la pratique Dandurand, F., Samuel, S., & Shultz, T. R. (2007). Imitation learning in problem solving tasks: Memorizing or understanding? In the Proceedings of Cognitio 2007. Newcastle upon Tyne, United Kingdom: Cambridge Scholars Publishing.

Comment les participants évaluent-ils leurs solutions? À votre avis… Hypothèse: Par raisonnement & estimation de la distance au but, les participants auto-évaluent leurs solutions Évaluation explicite: Redondante Réponse: Travaux futurs!

Questions de recherche Comment se compare la performance des participants exposés à différents types d’apprentissage? Comment les participants évaluent-ils leurs solutions au problème? Dans le contexte de cette tâche, est-ce que l’imitation est basée sur la compréhension ou sur la mémorisation?  à votre avis?

Approche scientifique Définition opérationnelle Compréhension = capacité à généraliser ce qui a été appris par observation à des problèmes nouveaux et plus difficiles Comme les problèmes observés et ceux résolus sont différents, on ne peut pas simplement mémoriser.

Généralisation Apprentissage: Démos de 9 objets (résoudre problèmes de 12 objets)

Stratégies utilisées à la 1re pesée Si les participants mémorisent les solutions observées, ils devraient les reproduire fidèlement Prédiction: Imitation Généralisation U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U

Stratégies utilisées à la 1re pesée Experimental group Gizmos installed on each side Control Imitation learning Generalization 1 13.2% 0.0% 2 6.0% 0.9% 3 19.8% 30.9% 4 48.1% 98.9% 65.4% 5 2.6% 1.1%  6 10.3% 1.9% Près des deux tiers des participants du groupe “généralisation” ont correctement abstrait la règle. Dandurand, F., Samuel, S., & Shultz, T. R. (2007). Imitation learning in problem solving tasks: Memorizing or understanding? In the Proceedings of Cognitio 2007. Newcastle upon Tyne, United Kingdom: Cambridge Scholars Publishing.

Résultats: Généralisation Groupe “généralisation” a généré un taux de réponses correctes aussi élevé que le groupe “imitation”   * Dandurand, F., Samuel, S., & Shultz, T. R. (2007). Imitation learning in problem solving tasks: Memorizing or understanding? In the Proceedings of Cognitio 2007. Newcastle upon Tyne, United Kingdom: Cambridge Scholars Publishing.

Méthodes expérimentales en psychologie cognitive Comment mesure-t-on la cognition? Mesures psychophysique typiques Temps de réaction Erreurs

Sommaire Dans le contexte de la tâche présentée… Imitation et instruction > renforcement > : plus de bonnes réponses Évaluation explicite: pas nécessaire Généralisation à une tâche plus difficile

Limites des études présentées Elles ne se sont pas penchées sur la rétention de l’information à long terme (ex: après quelques semaines) Etre prudents dans l’interprétation de tout résultat expérimental Contributions de certains facteurs Cadre bien contrôlé Monde réel est plus complexe (plusieurs facteurs)

Comment améliorer votre apprentissage?

Imitation & préparation 5 démos Travail sur la tâche Imitation & préparation 5 démos 5 minutes 40 minutes Vos prédictions?

Effet de la préparation Présentez-vous aux cours bien préparés, c’est-à-dire déjà familiers avec la matière! Bossez mieux! Dandurand, F., Samuel, S., & Shultz, T. R. (2007). Imitation learning in problem solving tasks: Memorizing or understanding? In the Proceedings of Cognitio 2007. Newcastle upon Tyne, United Kingdom: Cambridge Scholars Publishing.

Comparaison entre labo et internet Gare aux distractions! Dandurand, F., Shultz, T. R., & Onishi, K. H. (2008). Comparing online and lab methods in a problem-solving experiment. Behavior Research Methods, 40(2), 428-434.

Comment améliorer votre apprentissage? Mémoire humaine fonctionne par associations Créez le plus d’associations possibles Mnémotechiques Analogies & explications Variez vos techniques d’apprentissage Travaillez en équipe