Analyse, à l'aide d'indicateurs temporels, de quelques mécanismes d'apprentissage mis en jeu dans des tâches d'identification de concepts - article ; n°2 ; vol.72, pg 443-462

De
Publié par

L'année psychologique - Année 1972 - Volume 72 - Numéro 2 - Pages 443-462
20 pages
Source : Persée ; Ministère de la jeunesse, de l’éducation nationale et de la recherche, Direction de l’enseignement supérieur, Sous-direction des bibliothèques et de la documentation.
Publié le : samedi 1 janvier 1972
Lecture(s) : 10
Nombre de pages : 21
Voir plus Voir moins

Evelyne Cauzinille-Marmèche
Analyse, à l'aide d'indicateurs temporels, de quelques
mécanismes d'apprentissage mis en jeu dans des tâches
d'identification de concepts
In: L'année psychologique. 1972 vol. 72, n°2. pp. 443-462.
Citer ce document / Cite this document :
Cauzinille-Marmèche Evelyne. Analyse, à l'aide d'indicateurs temporels, de quelques mécanismes d'apprentissage mis en jeu
dans des tâches d'identification de concepts. In: L'année psychologique. 1972 vol. 72, n°2. pp. 443-462.
doi : 10.3406/psy.1972.27958
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/psy_0003-5033_1972_num_72_2_27958A L'AIDE D'INDICATEURS TEMPORELS, ANALYSE,
DE QUELQUES MÉCANISMES D'APPRENTISSAGE
MIS EN JEU DANS DES TACHES
D'IDENTIFICATION DE CONCEPTS
par Evelyne Cauzinille
Université de Paris VIII
Laboratoire de Psychologie
On cherchera dans cette étude à préciser quelques aspects des
mécanismes d'apprentissage en œuvre dans la résolution de problèmes
d'identification de concepts.
Dans les études expérimentales présentées, les concepts utilisés sont
des concepts soit unidimensionnels, soit bidimensionnels conjonctifs.
La tâche se présente comme une tâche de classification d'un ensemble
de stimulus dont le sujet doit découvrir la règle. Au début de l'expé
rience, le sujet est informé de l'ensemble des règles de classification
possibles (la règle sera par exemple, dans le cas d'un concept unidimen-
sionnel, de classer les stimulus selon une couleur particulière, ou selon
leur taille...).
La solution de chaque problème consiste à découvrir la règle de
classification choisie par l'expérimentateur. Selon cette règle, tout
stimulus peut se ranger soit dans la classe A des stimulus ayant la
propriété qui définit le concept-solution, soit dans la classe B des
stimulus n'ayant pas cette propriété. Par exemple, si le concept bidi-
mensionnel solution est « petit et jaune », tous les stimulus comprenant
les deux modalités « petit » et « » se rangeront dans la classe A,
tous les autres dans la classe B.
Dans les expériences rapportées, les stimulus sont présentés succes
sivement. Après la présentation de chacun d'eux, le sujet indique à quelle
catégorie, A ou B, il pense que le stimulus appartient, à la suite de quoi
la catégorie correcte lui est indiquée. Grâce à ces informations sur la à laquelle appartient chaque stimulus présenté, le sujet peut
parvenir à découvrir la règle de classification choisie par l'expériment
ateur. 444 REVUES CRITIQUES
On appellera « phase-solution » la phase pendant laquelle le sujet
classe correctement tous les stimulus qui lui sont présentés.
Le critère d'apprentissage choisi est en général celui de n réponses
consécutives correctes.
Il est clair que la phase-solution sera plus ou moins vite atteinte par
le sujet selon la difficulté des problèmes, unidimensionnels ou conjonctifs,
et selon le nombre de dimensions pertinentes et non pertinentes utilisées
dans chaque problème.
La description des processus logiques et mnémoniques intervenant
pour résoudre les problèmes sera faite en référence aux « modèles
d'hypothèses » (Restle, 1962 ; Bower et Trabasso, 1964 a ; Lévine, 1966,
Trabasso et Bower, 1968 ; Falmagne, 1970).
Dans ce type de modèles, l'apprentissage est décrit comme le dérou
lement d'une stratégie ayant pour objet de tester la validité des diverses
solutions possibles (hypothèses). Chaque hypothèse est une règle de
réponse : dans le cas d'une hypothèse unidimensionnelle elle est du
type : « Placer dans la catégorie A les stimulus possédant telle modalité
d'une dimension donnée, placer dans la catégorie B tous les autres
objets stimulus. »
Le modèle de Restle (1962) suppose par exemple, qu'au début du
problème, le sujet choisit dans l'ensemble des hypothèses possibles
(supposées connues du sujet) un échantillon au hasard, de taille fixe,
ne comprenant éventuellement qu'une seule hypothèse. Si la réponse
du sujet est correcte, celui-ci garde l'hypothèse qui a conduit à cette
réponse correcte, ainsi que les hypothèses de l'échantillon tiré qui sont
compatibles avec la bonne réponse (si cet échantillon contient plus
d'une hypothèse). Si la réponse du sujet est incorrecte, on suppose (dans
ce modèle) que le sujet abandonne l'ensemble des hypothèses consti
tuant son échantillon et procède alors au retirage d'un nouvel échant
illon dans l'ensemble complet des hypothèses possibles.
Les différents modèles d'hypothèses sont du même type, seules les
règles de rééchantillonnage sont modifiées ; en particulier on fera
dépendre la probabilité d'échantillonner chaque hypothèse après chaque
essai du problème de l'exactitude de la réponse, et/ou des informations
apportées antérieurement.
L'étude qui suit regroupe un ensemble de travaux expérimentaux
qui peuvent servir au test de différents aspects des mécanismes d'apprent
issage décrits par les différents modèles. Ces expériences utilisent des
indicateurs temporels. La modification de la valeur de certains facteurs
temporels dans ces tâches d'identification de concepts, peut permettre
d'apporter quelques éléments de réponse aux questions ci-dessous :
1) Le sujet a-t-il, à chaque essai, une ou plusieurs hypothèses en état
de test ?
2) Le rééchantillonnage par le sujet d'une ou de plusieurs hypo
thèses intervient-il seulement quand l'hypothèse directrice du sujet E. CAUZINILLE 445
(l'hypothèse qui dicte sa réponse) a été infirmée, ou peut-il y avoir
modification des hypothèses en état de test, même aux essais où la
réponse du sujet est correcte ?
3) Peut-on préciser la taille de l'ensemble à partir duquel la ou les
hypothèses en état de test sont tirées ? Dans le cas où l'on suppose
plusieurs hypothèses en état de test on essaiera d'évaluer la taille de cet
échantillon.
4) Dans quelle mesure le sous-ensemble dans lequel le sujet échant
illonne dépend-il des informations antérieures ? On étudiera comment
la modification de certains facteurs temporels affecte l'efficacité, la
cohérence et le caractère complet du traitement de l'information étudié
au niveau des hypothèses testées.
Les deux indicateurs temporels surtout utilisés dans les études
expérimentales ci-après sont :
— la latence de réponse à chaque essai (LR) ;
— la durée de l'intervalle postérieur à l'Information (intervalle Post-IF).
Ces deux durées sont notées sur le schéma ci-dessous représentant
un intervalle inter-essais complet.
nouveau
stimulus réponse feedback stimulus
1^ > < ^ Vl^ -» < >^
temps de latence délai précédant durée intervalle
présentation de la le feedback du post-
du stimulus réponse informatif feedback information
tPS LR délai IF tIF post-IF
< >
intervalle inter-essais ITI
Ces deux intervalles temporels semblent en effet particulièrement
favorables au traitement de l'information, à l'évaluation de la ou des
hypothèses en état de test, éventuellement au tirage d'un nouvel
échantillon ou d'une nouvelle hypothèse directrice. La latence de
réponse est, de plus, le temps pendant lequel le sujet doit choisir une
règle de réponse, c'est-à-dire l'hypothèse qui va dicter sa réponse
(hypothèse directrice).
Des modifications de la durée de ces intervalles temporels doivent
donc conduire à des perturbations dans la performance des sujets et,
indirectement, permettre de préciser le mécanisme de test d'hypothèses,
la nature et le moment des rééchantillonnages.
I. — Le sujet a-t-il, à chaque essai, une ou plusieurs hypothèses
en état de test ?
A) Les expériences présentées dans ce paragraphe étudient l'i
nfluence de la durée de l'intervalle Post-IF, dans des problèmes de REVUES CRITIQUES 446
difficulté variable : la difficulté de la tâche est augmentée en introduisant
des dimensions non pertinentes supplémentaires.
Si l'on suppose que le sujet ne teste qu'une hypothèse à la fois,
on peut penser que :
— après les réponses correctes, le sujet reconduit la même hypothèse
directrice, ce qui ne devrait demander qu'un temps très limité ;
— après les réponses incorrectes, le sujet doit retirer une nouvelle
hypothèse parmi un ensemble qui peut être, soit l'ensemble des
hypothèses possibles, soit un ensemble plus réduit si l'on admet que
les infirmées pourront, avec une certaine probabilité,
être retirées de l'ensemble des hypothèses possibles.
De toute façon, le processus de retirage est simple : on peut penser
que, dans ces conditions, une diminution de la durée de l'intervalle
Post-IF ne doit guère perturber la performance des sujets, et ce, quelle
que soit la difficulté des problèmes.
Dans un modèle supposant qu'à chaque essai il y a test de plusieurs
hypothèses, on peut supposer que :
— après les réponses correctes, même si l'hypothèse directrice du sujet
est confirmée, il y a évaluation de différentes hypothèses en état de
test, avec éventuellement modification de l'ensemble de ces hypo
thèses ;
— après les réponses incorrectes, on peut admettre que, comme dans
le cas du modèle à une hypothèse, il y a soit un retirage d'une
nouvelle hypothèse directrice parmi l'ensemble des hypothèses en
état de test, soit, si aucune hypothèse n'apparaît compatible avec
l'information qui vient d'être apportée, un retirage d'un nouvel
ensemble d'hypothèses en état de test, et un choix dans cet ensemble
d'une hypothèse directrice.
Il est alors clair qu'une limitation de la durée de l'intervalle Post-IF
doit perturber de tels mécanismes, et ce d'autant plus que le problème
est plus complexe, c'est-à-dire que l'ensemble des hypothèses possibles
est vaste.
Expérience de Bourne et Bunderson (1963). — Le but de cette
expérience est de déterminer les effets indépendants de deux intervalles
temporels particuliers :
— le délai IF (temps au bout duquel une information est apportée au
sujet) ;
— la durée de l'intervalle Post-IF.
La tâche est une tâche d'identification de concepts conjonctifs
(deux dimensions pertinentes).
Les trois facteurs principaux étudiés sont les suivants :
— la durée de Post-IF (fixée à 1, 5 ou 9 secondes) ;
— le délai IF (0, 4 ou 8 secondes) ; CAUZINILLE 447 E.
— - la difficulté de la tâche (la difficulté de la tâche est variée en modifiant
le nombre de dimensions non pertinentes qui sont introduites,
1 ou 5).
Le plan est un plan factoriel : 3 x 3 x 2.
Aucune contrainte temporelle n'était fixée au sujet pour émettre
une réponse à chaque stimulus présenté. La durée du feedback (tIF)
était de 1 seconde. Celui-ci ne comprenait que le renforcement (désigna
tion de la catégorie correcte).
La performance des sujets est mesurée par le nombre moyen d'erreurs
jusqu'à la phase solution (phase dans laquelle le sujet ne commet plus
aucune erreur). Le critère d'apprentissage est de 32 réponses consé
cutives correctes.
Les résultats obtenus montrent que les deux facteurs, « durée de
l'intervalle Post-IF » et « difficulté de la tâche » ont une influence
significative.
Une augmentation de la durée de l'intervalle Post-IF provoque une
diminution linéaire uniforme du nombre moyen d'erreurs. Cet effet
est d'autant plus prononcé que le problème est plus difficile.
Les résultats principaux sont présentés dans la figure 1 ci-dessous.
Ces semblent plutôt aller dans le sens de la deuxième
hypothèse à savoir que les sujets utilisent l'intervalle Post-IF pour
évaluer différentes hypothèses en état de test (qui peuvent être d'autant
9 Post-IF = 1 seconde
g= 5 secondes
j4 Post-IF = 9
mmmm. 5 dimensions non pertinentes
^___ 1 dimension non pertinente
100
80
60
40
20
Délai IF (en s)
Fig. 1. — Nombre moyen d'erreurs pour parvenir à la solution en
fonction à la fois du délai IF, de la longueur de l'intervalle Post-IF et de
la complexité de la tâche. (Chaque point représente les données de 12 sujets.) 448 REVUES CRITIQUES
plus nombreuses que le problème est plus complexe) et éventuellement
pour procéder à un rééchantillonnage de nouvelles hypothèses en état
de test et au choix d'une nouvelle hypothèse directrice. Lorsqu'il n'y a
qu'une seule dimension non pertinente, quelle que soit la durée de
l'intervalle Post-IF, la performance des sujets n'est pas perturbée.
On peut supposer que dans ce cas, le nombre d'hypothèses possibles
étant très réduit, même une durée d'une seconde peut permettre au
sujet l'évaluation de différentes hypothèses en état de test, ce qui
n'est plus possible dans le cas où il y a cinq dimensions non pertinentes.
Notons que le facteur délai IF n'influence pas significati veinent la
performance des sujets. Ce dernier résultat est en contradiction avec ceux
obtenus par Bourne (1957), qui indiquaient que l'augmentation du
délai IF provoquait une baisse de la performance, qu'il attribuait à
un oubli de la dimension pertinente. Cependant, l'expérience de
Bourne (1957) ne permettait pas de savoir si les résultats obtenus étaient
dus à l'augmentation du délai IF ou à la diminution, simultanée dans
cette expérience, de la durée de l'intervalle Post-IF.
Cette expérience a été prolongée par celle de Bourne, Dodd, Guy et
Justesen (1965).
La tâche est également une tâche d'identification de concepts
conjonctifs.
Les trois facteurs principaux étudiés sont :
— la durée de l'intervalle Post-IF (1, 9, 17 ou 25 secondes) ;
— la difficulté de la tâche (utilisation de 1 ou 5 dimensions non perti
nentes) ;
— la durée de présentation du stimulus, tPS, fixée par le sujet ou
maintenue constante et égale à 5 secondes par l'expérimentateur.
Aucune contrainte temporelle n'était imposée au sujet pour répondre
Les résultats obtenus montrent que les mêmes facteurs que dans
l'expérience précédente ont une influence significative sur la performance
des sujets :
— la difficulté de la tâche ;
— la longueur de l'intervalle Post-IF ;
— l'interaction entre ces deux facteurs.
Les résultats ne sont pas contradictoires avec les précédents mais
mettent en évidence l'existence d'une durée Post-IF optimale, et variable
selon la difficulté des problèmes.
Ces résultats sont présentés dans la figure 2 ci-après.
Bourne, Dodd, Guy et Justesen expliquent l'existence de ces valeurs
optimales par l'existence d'un processus de contrôle second, effet
d'interférence qui s'accumulerait pendant l'intervalle inter-essais,
dépassant éventuellement les gains obtenus avec des durées modérées.
L'écart entre les valeurs optimales obtenues pour des problèmes de E. CAUZINILLE 449
difficulté différente, pourrait s'expliquer par un traitement de l'info
rmation exigeant plus de temps ; mais si l'on admet qu'il existe paral
lèlement un effet d'interférence, ne faudrait-il pas également s'attendre
à ce que cet d'interférence soit aussi plus élevé ?
Cependant, il semble que cet effet d'interférence ne puisse s'expli
quer que si l'on suppose plusieurs hypothèses en état de test. C'est le
mécanisme d'évaluation des différentes hypothèses qui est sans doute
5 dimensions non pertinentes
1 dimension non pertinente
40
30
20
10
1 9 17 25
Durée de Post-IF (en s)
Fig. 2. — Nombre moyen d'erreurs pour parvenir à la solution en
fonction à la fois de la longueur de l'intervalle Post-IF et du nombre de
dimensions non pertinentes. (Chaque point représente les données de
24 sujets.)
perturbé quand leur nombre est trop grand. Il y aurait alors trop
d'hypothèses possibles compte tenu des capacités logiques et mnémon
iques des sujets.
Roweton et Davis (1968) ont étudié les effets indépendants de la
durée de la latence de réponse imposée aux sujets (ceux-ci devaient
retarder l'émission de leur réponse jusqu'à ce qu'un signal soit donné
par l'expérimentateur) et de la durée de l'intervalle Post-IF.
La tâche est une tâche d'identification de concepts conjonctifs.
Les facteurs principaux étudiés sont :
— la durée de la latence de réponse (0, 10 ou 20 secondes) ;
— la de l'intervalle Post-IF (0, 10 ou 20 ;
— la difficulté de la tâche (2 ou 4 dimensions non pertinentes).
Le plan était un plan factoriel 3x3x2.
A. PSYCHOL. 2 15 REVUES CRITIQUES 450
Dans cette expérience, la performance s'améliore significativement
quand augmente la latence de réponse imposée aux sujets, et ce d'autant
plus que la tâche est plus difficile.
Ces résultats sont présentés dans la figure 3 ci-dessous.
Par contre, et contrairement aux résultats rapportés antérieurement,
on n'observe pas de différences significatives entre les différentes perfo
rmances en fonction de la durée de l'intervalle Post-IF.
Certains points méthodologiques peuvent peut-être rendre compte de
______ 4 dimensions non pertinentes
_______ 2 non
40
30
s« 20
10
0 10 20
Latence de réponse (en s)
Fig. 3. — Nombre moyen d'essais pour atteindre la phase solution en
fonction de la durée de la latence de réponse et de la difficulté du problème.
ce dernier résultat : alors que la variable « Post-IF » est, dans cette
expérience, une variable intra-groupes, la variable « latence de réponse »
est une variable inter-groupes. D'autre part, il est possible que les
valeurs choisies pour les intervalles Post-IF ne soient pas les valeurs
optimales compte tenu de la nature de la tâche.
On peut néanmoins se demander s'il n'existe pas une certaine
équivalence fonctionnelle de ces deux intervalles temporels et si les
sujets ne pourraient pas évaluer les hypothèses en état de test et éven
tuellement procéder à des rééchantillonnages à l'un de ces deux moments,
selon les contraintes particulières de la tâche.
On pourrait aussi concevoir que la variable sous-jacente importante
soit la durée totale de ces deux intervalles, ou même la durée totale de
l'intervalle inter-essais, sans qu'il soit nécessaire de tenir compte du
découpage des différents intervalles qui composent l'intervalle inter
essais. E. CAUZINILLË 451
Cette expérience semble aller également dans le sens d'un mécanisme
supposant plusieurs hypothèses en état de test. Dans le cas où une seule
hypothèse serait testée à la fois, la durée accordée à la latence de réponse
devrait être indifférente, pourvu que le sujet ait le temps de donner la
réponse correspondant à son hypothèse directrice ; cette durée ne
devrait pas varier en fonction de la difficulté du problème.
B) Le but de V expérience de Lévine (1969) est explicitement de
tester l'existence du double mécanisme suivant : à chaque essai, le sujet
aurait d'une part une série d'hypothèses en état de test, d'autre part une
hypothèse directrice servant de règle de réponse. D'après Lévine, cette
théorie permettrait de rendre compte à la fois des processus de type
discontinu observés au niveau des réponses du sujet (le sujet fait à peu
près autant d'erreurs que de correctes pendant la phase
pré-solution, puis ne fait plus aucune erreur) et des processus qui
semblent plutôt continus quand on étudie les latences de réponses des
sujets. Les latences de réponses seraient fonction du nombre d'hypo
thèses encore en état de test.
L'expérience présentée porte sur l'étude des latences de réponses
pendant la phase solution. Pendant cette phase, le sujet a comme
hypothèse directrice l'hypothèse portant sur la modalité solution
(unidimensionnelle dans cette expérience).
Lévine fait l'hypothèse qu'au début de cette phase, il existe encore
un ensemble d'hypothèses en état de test qui sera réduit progressive
ment, ce qui devrait se traduire par une diminution des latences de
réponses jusqu'à ce qu'il ne reste plus en état de test que l'hypothèse
portant sur la modalité solution.
La tâche est une tâche d'identification de concepts unidimensionnels
(à 4 dimensions binaires). Il y a deux groupes de sujets se différenciant
par le fait qu'ils ont (groupe expérimental) ou non (groupe contrôle)
reçu la consigne additionnelle d'appuyer sur un bouton dès qu'ils
connaissent la réponse correcte, puis d'énoncer verbalement la solution.
Le critère d'apprentissage était de 12 réponses consécutives correctes.
Les résultats de ces deux groupes ne diffèrent pas significativement.
Les latences de réponses des deux groupes, pendant la phase solution,
sont présentées dans la figure 4 ci-après.
Ces résultats vont dans le sens d'un mécanisme supposant que les
sujets échantillonnent une série d'hypothèses à partir de laquelle ils
choisissent une hypothèse directrice. La diminution des latences refléte
rait une baisse du nombre d'hypothèses dans l'échantillon, jusqu'à ce
que celui-ci n'en comprenne plus qu'une. C'est seulement à partir de ce
moment que l'on observe une constance des latences de réponses.
Cependant, un modèle à « une hypothèse en état de test » pourrait
également rendre compte de ces données en admettant simplement que
la diminution des latences est due à une augmentation de la certitude
des sujets résultant des renforcements positifs répétés relatifs à la

Soyez le premier à déposer un commentaire !

17/1000 caractères maximum.