APERÇU HISTORIQUE
Diane F. Halpern
Beth Donaghey

Approche constructiviste
Mary Lamon

Théorie des schémas
William F. Brewer

VUE D’ENSEMBLE HISTORIQUE

Les théories de l’apprentissage sont si centrales à la discipline de la psychologie qu’il est impossible de séparer l’histoire des théories de l’apprentissage de l’histoire de la psychologie. L’apprentissage est un processus psychologique de base, et les enquêtes sur les principes et les mécanismes de l’apprentissage ont fait l’objet de recherches et de débats depuis la création du premier laboratoire psychologique par Wilhelm Wundt à Leipzeig, en Allemagne, en 1879. L’apprentissage est défini comme un changement durable des comportements ou des croyances qui résulte de l’expérience. La capacité d’apprendre donne à tout organisme vivant la possibilité de s’adapter à un environnement changeant. L’apprentissage est une conséquence inévitable de la vie – si nous ne pouvions pas apprendre, nous mourrions.

L’évolution des théories de l’apprentissage peut être considérée comme une progression allant de théories générales développées pour expliquer les nombreuses façons dont l’apprentissage se produit à des théories plus spécifiques qui sont limitées dans les types d’apprentissage qu’elles sont conçues pour expliquer. Les théories de l’apprentissage sont généralement séparées en deux perspectives. La première perspective soutient que l’apprentissage peut être étudié par l’observation et la manipulation des associations stimulus-réponse. Elle est connue sous le nom de perspective behavioriste en raison de sa stricte adhésion à l’étude des comportements observables. Cette perspective a été formulée pour la première fois en 1913 par John Watson, qui soutenait que la psychologie devait être l’étude des phénomènes observables, et non l’étude de la conscience ou de l’esprit. Watson croyait que la mesure objective des phénomènes observables était la seule façon de faire progresser la science de la psychologie.

Le deuxième type de théorie de l’apprentissage soutient que les variables intervenantes sont des composantes appropriées et nécessaires pour comprendre les processus d’apprentissage. Cette perspective relève de la théorie de l’apprentissage cognitif et a été formulée pour la première fois par Wilhem Wundt, le « père de la psychologie » reconnu, qui a utilisé l’introspection comme moyen d’étudier les processus de pensée. Bien que les partisans de ces deux perspectives diffèrent dans leur vision de la manière dont l’apprentissage peut être étudié, les deux écoles de pensée s’accordent sur les trois hypothèses majeures de la théorie de l’apprentissage : (1) le comportement est influencé par l’expérience, (2) l’apprentissage est adaptatif pour l’individu et pour l’espèce, et (3) l’apprentissage est un processus régi par des lois naturelles qui peuvent être testées et étudiées.

Théorie du comportement

La perspective behavioriste a dominé l’étude de l’apprentissage tout au long de la première moitié du vingtième siècle. Les théories béhavioristes ont identifié les processus d’apprentissage qui pouvaient être compris en termes de relations entre les stimuli qui empiètent sur les organismes et la façon dont les organismes répondent, un point de vue qui est venu à être appelé les théories S-R. Un processus central des théories S-R est l’équipotentialité. L’apprentissage équipotentiel signifie que les processus d’apprentissage sont les mêmes pour tous les animaux, qu’ils soient humains ou non. En étudiant l’apprentissage chez les animaux non humains, les premiers behavioristes pensaient identifier les processus de base qui sont importants dans l’apprentissage humain. Ils pensaient également que l’apprentissage ne pouvait être étudié qu’en observant des événements dans l’environnement et en mesurant les réponses à ces événements. Selon les behavioristes, les états mentaux internes sont des sujets impossibles à étudier sur le plan scientifique et ne sont donc pas nécessaires à l’étude de l’apprentissage. Pour les behavioristes, un changement de comportement est le seul indicateur approprié de l’existence d’un apprentissage. Selon ce point de vue, tous les organismes viennent au monde avec un esprit vierge, ou, plus formellement, une tabula rasa (ardoise vierge), sur laquelle l’environnement écrit l’histoire de l’apprentissage pour cet organisme. L’apprentissage, dans la perspective behavioriste, est ce qui arrive à un organisme à la suite de ses expériences.

Types d’apprentissage comportemental. Il existe deux principaux types d’apprentissage dans la tradition behavioriste. Le premier est le conditionnement classique, qui est associé aux travaux d’Ivan Pavlov (1849-1936), un physiologiste russe qui a étudié les processus digestifs des chiens. Pavlov a remarqué que les chiens salivaient en l’absence de nourriture en présence d’un stimulus particulier qui avait été préalablement associé à la présentation de nourriture. Pavlov a étudié la manière dont se faisait l’association entre un stimulus neutre (par exemple, un technicien de laboratoire qui nourrissait les chiens), un stimulus non conditionné (la nourriture) et un réflexe non conditionné (la salivation). L’expérience classique de Pavlov a consisté à conditionner la salivation à la sonnerie d’une cloche et à d’autres stimuli qui n’étaient pas susceptibles de faire saliver un chien sans une association préalablement apprise avec la nourriture.

Dans les étapes initiales du paradigme de conditionnement classique, une réponse non conditionnée (RNC ; dans ce cas, la salivation) est déclenchée par la présentation d’un stimulus non conditionné (SCNC ; dans ce cas, la nourriture). Si un stimulus neutre (qui ne provoque pas la RUC, comme une cloche) est associé à la présentation du SCU au cours d’une série d’essais, il finira par provoquer une réponse conditionnée (RC ; également la salivation dans cet exemple), même en l’absence du SCU (nourriture). Dans le paradigme du conditionnement classique, le stimulus précédemment neutre (cloche) devient un stimulus conditionné (CS), qui produit la réponse conditionnée (CR) de salivation. En d’autres termes, l’animal participant à l’expérience apprend à associer la cloche à l’occasion de manger et commence à saliver à la cloche en l’absence de nourriture. C’est comme si l’animal en était venu à penser à la cloche comme « appétissante », bien que les behavioristes n’auraient jamais utilisé des termes comme penser à, parce que penser n’est pas un comportement directement observable.

Même si les premiers travaux sur le conditionnement classique ont été réalisés sur des animaux non humains, ce type d’apprentissage s’applique également aux humains. Les aversions gustatives apprises et le développement de phobies spécifiques sont des exemples de conditionnement classique chez l’homme. Par exemple, la première fois qu’une personne entend une perceuse chez le dentiste, il est peu probable qu’elle ait des sueurs froides et que son rythme cardiaque s’accélère. Cependant, en associant le son à la sensation désagréable d’une carie, le son lui-même peut susciter des symptômes de peur et d’anxiété, même si la personne n’est pas dans le fauteuil du dentiste. Les sentiments de peur et d’anxiété peuvent se généraliser de sorte que la même réponse de peur est suscitée par la vue de la blouse du dentiste ou du fauteuil dentaire.

Le deuxième type d’apprentissage qui est catégorisé dans la tradition behavioriste est le conditionnement instrumental ou opérant. La principale différence entre le conditionnement instrumental et le conditionnement classique est que l’accent est mis sur le comportement volontaire (émis), et non réflexe (suscité). Le comportement cible (par exemple, un coup de bec à un levier si l’on étudie les oiseaux) vient avant le stimulus de conditionnement (par exemple, la nourriture), par opposition au modèle classique, qui présente le stimulus de conditionnement (par exemple, la cloche) avant le comportement cible (par exemple, la salivation).

Dans le paradigme instrumental, les comportements sont appris en fonction de leurs conséquences. Edward Thorndike (1874-1949) a été un pionnier du conditionnement instrumental, bien qu’il ait résisté à l’étiquette de comportementaliste. Selon lui, les conséquences d’un comportement particulier contrôlaient l’apprentissage. Le comportement était déterminant pour l’obtention d’un objectif, et les conséquences du comportement étaient responsables de la tendance à adopter (et à répéter) un comportement. Thorndike a appelé ce principe de conditionnement instrumental la loi de l’effet. Il affirmait que si un comportement avait une conséquence positive ou menait à un état d’être satisfaisant, la réponse (le comportement) serait renforcée. Si, au contraire, un comportement avait une conséquence négative, la réponse serait affaiblie. Thorndike a développé les principes du conditionnement instrumental à l’aide d’une boîte à puzzle qui exigeait qu’un animal adopte un certain comportement (pousser un loquet) pour obtenir un objectif (ouvrir une porte pour accéder à de la nourriture). L’animal avait la possibilité, par essais et erreurs, de découvrir le comportement requis, et ce comportement était renforcé par l’ouverture de la porte et l’accès à la nourriture. Avec la pratique, l’animal a diminué le temps nécessaire pour ouvrir la porte. Dans le paradigme instrumental, l’animal a appris une association entre une situation donnée et la réponse requise pour obtenir un but.

Conditionnement opérant et renforcement. On attribue à B. F. Skinner (1904-1990) le développement du paradigme du conditionnement opérant. Similaire au conditionnement instrumental, le conditionnement opérant exige qu’un organisme opère sur l’environnement pour atteindre un objectif. Un comportement est appris en fonction des conséquences de ce comportement, selon un programme de renforcement ou de punition. Contrairement à Thorndike, qui utilisait le concept de récompense et d’état de satisfaction, Skinner a mis l’accent sur l’influence des renforçateurs. Les renforçateurs sont des événements qui suivent une réponse et augmentent la probabilité que cette réponse soit répétée, mais ils ne suggèrent pas le fonctionnement d’une composante cognitive telle que la récompense (ou le plaisir). L’apprentissage est influencé par les programmes de renforcement dans le paradigme opérant. Skinner a testé la théorie opérante en contrôlant soigneusement l’environnement pour étudier le comportement et les effets du renforcement.

Selon Skinner, le conditionnement opérant a deux lois. La première est la loi du conditionnement, qui stipule que le renforcement renforce le comportement qui le précède, ce qui rend plus probable la répétition de ce comportement. La seconde est la loi de l’extinction, qui stipule que l’absence de renforcement d’un comportement rend ce comportement moins susceptible de se reproduire. Le renforcement consiste en deux types d’événements, ceux qui sont positifs, c’est-à-dire que lorsqu’ils sont présentés (par exemple, présenter de la nourriture savoureuse), la probabilité qu’un comportement se produise est augmentée (par exemple, appuyer sur un levier pour obtenir la nourriture savoureuse), et ceux qui sont négatifs, c’est-à-dire que lorsqu’ils sont retirés (par exemple, arrêter un son fort ou un choc douloureux), la probabilité qu’un comportement se produise est augmentée (par exemple, appuyer sur un levier pour arrêter un son fort ou un choc douloureux). La punition est définie comme un événement qui affaiblit la tendance à produire une réponse. La punition peut consister à présenter un stimulus aversif (par exemple, présenter un son fort ou un choc douloureux), ou elle peut consister à supprimer l’accès à un stimulus positif (par exemple, supprimer un aliment savoureux lorsqu’on appuie sur un levier).

Skinner a également expérimenté différents programmes de renforcement, et il a constaté que différents programmes produisaient différents modèles de réponse. Les programmes de renforcement continus fournissent un renforçateur chaque fois que le comportement cible est manifesté. Ces schémas sont efficaces pour établir le comportement cible, mais le comportement disparaît rapidement si la condition n’est pas remplie. Les schémas de renforcement intermittents délivrent l’agent renforçateur selon un certain ratio. Par exemple, un expérimentateur peut décider de renforcer toutes les quatre réponses d’un animal, ou un renforçateur peut être présenté après un intervalle de temps fixe ou aléatoire. Les deux types de programmes intermittents qui maintiennent un taux élevé de réponse et sont très résistants à l’extinction sont les programmes à ratio variable et à intervalle variable.

L’adhésion stricte à la tradition behavioriste excluait l’analyse des événements mentaux ou internes. Cependant, Skinner a reconnu le rôle de la pensée. Il a soutenu que la pensée était causée par des événements dans l’environnement, et donc qu’une théorie de l’apprentissage qui s’intéressait à l’influence de l’environnement était appropriée. Comme Pavlov et Thorndike, le travail de Skinner a été principalement mené avec des animaux non humains, mais les principes du conditionnement opérant peuvent également être appliqués aux humains, et ils sont largement utilisés dans la thérapie comportementale et l’éducation.

Théories cognitives

Bien que le behaviorisme ait été une théorie prolifique et dominante dans l’apprentissage à travers les premières décennies du vingtième siècle, certaines préoccupations et observations ont conduit à un regain d’intérêt pour les théories cognitives de l’apprentissage. L’une de ces préoccupations concernait la distinction entre performance et apprentissage – autrement dit, le behaviorisme décrit-il les facteurs qui influencent la performance d’un comportement appris, plutôt que l’acte d’apprentissage lui-même ? Dans la littérature behavioriste, il existe des preuves d’éléments cognitifs tels que l’attente et la catégorisation. Dans le cadre d’un programme de renforcement intermittent, par exemple, les animaux augmentent leur taux de réponse immédiatement avant la distribution d’un renforçateur, agissant ainsi comme s’ils l’attendaient. De même, les animaux peuvent être entraînés à distinguer les types de stimuli qui appartiennent à des classes différentes. L’apprentissage de ce type de distinction semble impliquer la classification, qui est un processus cognitif. Plus important encore, les scientifiques qui ont étudié l’apprentissage ont reconnu que les théories behavioristes ne pouvaient pas rendre compte de tous les types d’apprentissage. Les humains et les animaux peuvent apprendre quelque chose sans montrer ce qu’ils ont appris, ce qui signifie que la performance ne reflète pas toujours ce qui a été appris.

Les théories cognitives sont nées de la préoccupation que le comportement implique plus qu’un stimulus environnemental et une réponse, qu’elle soit volontaire ou réflexe. Ces théories s’intéressent à l’influence de la pensée et du souvenir des expériences ou du comportement. Les hypothèses d’apprentissage des théories cognitives ne sont pas les mêmes que celles des théories behavioristes, car la pensée et la mémoire sont des événements internes. Il est possible de faire des déductions sur les événements internes tels que la pensée et la mémoire, à condition de les associer à une observation attentive du comportement. Les théoriciens cognitifs supposent que certains types d’apprentissage, tels que l’apprentissage du langage, sont propres aux humains, ce qui constitue une autre différence entre ces deux perspectives. Les théories cognitives se concentrent également sur l’organisme en tant que processeur actif d’informations qui modifie les nouvelles expériences, les relie aux expériences passées et organise ces informations pour les stocker et les récupérer. Les psychologues cognitifs reconnaissent également que l’apprentissage peut avoir lieu en l’absence de comportement manifeste.

Edward Tolman (1886-1959) a été parmi les premiers psychologues à étudier l’organisation du comportement et de l’apprentissage. Il a mené des recherches dans la tradition behavioriste (recherches objectives sur des espèces non humaines), mais il a introduit des éléments cognitifs dans son explication de l’apprentissage. Dans la théorie de Tolman, cependant, les éléments cognitifs étaient basés sur le comportement observé, et non sur l’introspection. Il pensait que l’apprentissage impliquait davantage que des événements de type stimulus et réponse ; il s’agit du développement d’un ensemble organisé de connaissances ou d’attentes concernant une situation donnée. Tolman a mené bon nombre de ses expériences d’apprentissage en utilisant des rats dont la tâche d’apprentissage consistait à courir dans un labyrinthe. En variant les conditions dans le labyrinthe, il est parvenu à la conclusion que l’apprentissage implique une compréhension des événements et de leurs conséquences, ce qui conduit à un comportement intentionnel, orienté vers un but. Tolman a mis l’accent sur le rôle de l’attente et de son influence renforçatrice sur la répétition d’un comportement. Il a popularisé le concept de cartes cognitives, qui représentent la compréhension par un organisme de la relation entre les parties de l’environnement, ainsi que la relation de l’organisme à l’environnement.

En rupture nette avec les behavioristes, Tolman a noté que le renforcement n’était pas une composante nécessaire de l’apprentissage, et que les organismes pouvaient démontrer un apprentissage latent. L’apprentissage latent ne se manifeste que lorsqu’un organisme est motivé pour le montrer. Tolman s’est également intéressé aux différences de comportement qui pourraient être attribuées à des états internes de l’organisme, une considération qui avait été largement rejetée par les théoriciens précédents. Dans des paradigmes d’apprentissage identiques, deux organismes peuvent montrer des comportements différents basés sur leurs différentes humeurs, physiologie ou états mentaux.

Théorie de l’apprentissage social. La théorie de l’apprentissage social se concentre sur le type d’apprentissage qui se produit dans un contexte social où la modélisation, ou l’apprentissage par observation, constitue une grande partie de la façon dont les organismes apprennent. Les théoriciens de l’apprentissage social s’intéressent à la manière dont les attentes, la mémoire et la conscience influencent le processus d’apprentissage. Les humains et les nonhumains peuvent apprendre par l’observation et la modélisation. Prenons l’exemple de l’acquisition du langage des signes par la progéniture de singes ayant reçu une formation linguistique, qui apprennent à signer en observant leurs parents formés. Les enfants apprennent de nombreux comportements par la modélisation. Une expérience classique d’Albert Bandura (1961) a permis à un groupe d’enfants d’observer un adulte qui tapait agressivement sur une poupée bobo (poupée gonflable utilisée pour frapper), tandis qu’un autre groupe observait un modèle non agressif et qu’un troisième groupe n’avait pas de modèle du tout. Les enfants qui ont vu l’adulte agressif ont souvent reproduit (imité) ce comportement lorsqu’ils ont eu l’occasion de jouer avec la même poupée. Les enfants qui ont vu le modèle non agressif ont montré le moins de jeu agressif par rapport aux deux autres groupes. Les théoriciens de l’apprentissage social conservent les principes behavioristes du renforcement et des contingences de réponse, mais ils étendent également le champ d’investigation de l’apprentissage pour y inclure des composantes du traitement cognitif telles que l’attention, la mémorisation, le traitement de l’information sur l’environnement et les conséquences du comportement.

L’appréciation des composantes cognitives de l’apprentissage a focalisé l’attention sur la nécessité de se souvenir d’une expérience sur divers intervalles de temps. Les théories du traitement de l’information se sont développées à partir de la perspective cognitive et impliquent les processus de codage, de stockage et de récupération des informations sur l’environnement. Le traitement de l’information est utilisé pour étudier les processus de la mémoire, une composante cognitive centrale dans les théories modernes de l’apprentissage. Les théories du traitement de l’information sont un sous-produit de la révolution informatique et utilisent le langage des ordinateurs (par exemple, étapes de traitement séquentielles, entrée, sortie) pour décrire les processus d’apprentissage et de mémoire. Selon la perspective du traitement de l’information humaine, l’apprentissage se fait par étapes séquentielles, en commençant par l’encodage des informations provenant de l’environnement. Le codage de l’information implique le processus par lequel l’information provenant de l’environnement est traduite en information utilisable. L’étape suivante est le stockage, qui consiste à conserver les informations qui ont été codées. Les informations stockées constituent la « base de données » de l’apprentissage passé. La dernière étape de l’approche du traitement de l’information est la récupération, qui consiste à accéder à l’information stockée afin de l’utiliser pour effectuer une tâche. Les organismes sont considérés comme des participants actifs dans le modèle de traitement de l’information. Ils ne font pas l’expérience de l’environnement de manière passive ou n’absorbent pas simplement l’information, mais au contraire, ils recherchent certaines informations, puis les manipulent, les modifient et les stockent pour une utilisation ultérieure.

Les théories de l’apprentissage ont souvent été utilisées pour fournir un guide pour l’éducation. Les premières applications concernaient l’utilisation de récompenses et de punitions appropriées, préoccupations qui reflétaient les principaux principes des théories behavioristes. Plus récemment, les perspectives cognitives ont façonné le domaine de l’éducation et l’on s’est davantage intéressé aux méthodes d’apprentissage qui améliorent la rétention à long terme et le transfert des informations et des compétences acquises à l’école vers de nouveaux problèmes en dehors de l’école. Par exemple, la variabilité de l’encodage (apprentissage du matériel de différentes manières, par exemple vidéo et texte) produit une rétention à long terme plus durable, même s’il s’agit d’une méthode d’apprentissage plus laborieuse (et généralement moins agréable). En outre, les élèves peuvent devenir de meilleurs penseurs lorsqu’ils reçoivent un enseignement spécifique sur les capacités de réflexion, et lorsque cet enseignement est conçu pour améliorer le transfert. Les stratégies d’enseignement qui améliorent le transfert comprennent la pratique espacée (visionnement du matériel au fil du temps par opposition au bachotage), l’utilisation d’une variété d’exemples afin que les apprenants puissent reconnaître où un concept est applicable, et la pratique de la récupération (se souvenir de façon répétée du matériel au fil du temps) avec une rétroaction informative.

Les théories de l’apprentissage font face à de nouveaux défis alors que les gens sont aux prises avec l’augmentation de la quantité d’information disponible qui doit être apprise, les technologies qui changent rapidement et qui exigent de nouveaux types de réponses à de nouveaux problèmes, et le besoin de continuer à apprendre tout au long de sa vie, même à un âge avancé. Les théories contemporaines de l’apprentissage, soutenues par des recherches empiriques, offrent la promesse d’un apprentissage et d’une réflexion améliorés, deux éléments essentiels dans un monde complexe et en mutation rapide.