Modes d'apprentissage implicite et explicite dans une tâche de contrôle dynamique : influence des traits de surface du système et d'une information donnée dans la consigne - article ; n°4 ; vol.89, pg 489-512

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L'année psychologique - Année 1989 - Volume 89 - Numéro 4 - Pages 489-512
Résumé
Pour expliquer les dissociations observées dans plusieurs expériences entre performance à une tâche de contrôle d'un système dynamique et connaissances verbalisables, Berry et Broadbent (1988) ont émis l'hypothèse de l'existence de deux modes d'apprentissage différents. L'un, le mode « sélectif », se baserait sur l'émission d'hypothèses explicites, alors que l'autre, le mode « non sélectif», se baserait sur l'observation de contingences entre variables et aurait un caractère implicite. Dans cet article, nous tentons d'évaluer l'influence sur le mode d'apprentissage d'une information fournie dans la consigne et relative au fonctionnement du système, ainsi que celle des traits de surface sous lesquels le système à contrôler est présenté. Les résultats observés indiquent qu'il est peu probable que puisse se développer un mode d'apprentissage non sélectif « pur » dans lequel le sujet n'émettrait aucune hypothèse. Nous suggérons également de distinguer connaissances globales et connaissances spécifiques.
Mots clés : apprentissage, contrôle de processus, verbalisation, connaissances.
Summary : Implicit and explicit learning modes in a dynamic control task : the role of instruction and context.
Dissociations between control task performances and verbalizable knowledge have been observed in several experiments. To account for these results, Berry & Broadbent (1988) hypothesized the existence of two learning modes. The first, called « selective mode », would be based on explicit hypotheses while the second would be based on the unselective observation of contingencies between variables. In this paper, we present experimental results about the influence on learning of information provided in the instructions. Other results concern the role of context in which the system is presented. We argue that the existence of a « pure » implicit learning mode — which would occur without any reference to hypotheses — seems unlikely. We also suggest a distinction between general and specific knowledge.
Key words : learning, control task, verbalization, knowledge.
24 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 : dimanche 1 janvier 1989
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Françoise Luc
Pierre-Jean Marescaux
Guy Karnas
Modes d'apprentissage implicite et explicite dans une tâche de
contrôle dynamique : influence des traits de surface du système
et d'une information donnée dans la consigne
In: L'année psychologique. 1989 vol. 89, n°4. pp. 489-512.
Résumé
Pour expliquer les dissociations observées dans plusieurs expériences entre performance à une tâche de contrôle d'un système
dynamique et connaissances verbalisables, Berry et Broadbent (1988) ont émis l'hypothèse de l'existence de deux modes
d'apprentissage différents. L'un, le mode « sélectif », se baserait sur l'émission d'hypothèses explicites, alors que l'autre, le mode
« non sélectif», se baserait sur l'observation de contingences entre variables et aurait un caractère implicite. Dans cet article,
nous tentons d'évaluer l'influence sur le mode d'apprentissage d'une information fournie dans la consigne et relative au
fonctionnement du système, ainsi que celle des traits de surface sous lesquels le système à contrôler est présenté. Les résultats
observés indiquent qu'il est peu probable que puisse se développer un mode d'apprentissage non sélectif « pur » dans lequel le
sujet n'émettrait aucune hypothèse. Nous suggérons également de distinguer connaissances globales et connaissances
spécifiques.
Mots clés : apprentissage, contrôle de processus, verbalisation, connaissances.
Abstract
Summary : Implicit and explicit learning modes in a dynamic control task : the role of instruction and context.
Dissociations between control task performances and verbalizable knowledge have been observed in several experiments. To
account for these results, Berry & Broadbent (1988) hypothesized the existence of two learning modes. The first, called «
selective mode », would be based on explicit hypotheses while the second would be based on the unselective observation of
contingencies between variables. In this paper, we present experimental results about the influence on learning of information
provided in the instructions. Other results concern the role of context in which the system is presented. We argue that the
existence of a « pure » implicit learning mode — which would occur without any reference to hypotheses — seems unlikely. We
also suggest a distinction between general and specific knowledge.
Key words : learning, control task, verbalization, knowledge.
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Luc Françoise, Marescaux Pierre-Jean, Karnas Guy. Modes d'apprentissage implicite et explicite dans une tâche de contrôle
dynamique : influence des traits de surface du système et d'une information donnée dans la consigne. In: L'année
psychologique. 1989 vol. 89, n°4. pp. 489-512.
doi : 10.3406/psy.1989.29365
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/psy_0003-5033_1989_num_89_4_29365L'Année Psychologique, 1989, 89, 489-512
Laboratoire de Psychologie industrielle et commerciale
Université libre de Bruxelles1
MODES D'APPRENTISSAGE IMPLICITE ET EXPLICITE
DANS UNE TÂCHE DE CONTRÔLE DYNAMIQUE :
INFLUENCE DES TRAITS DE SURFACE DU SYSTÈME
ET D'UNE INFORMATION DONNÉE
DANS LA CONSIGNE
par Françoise Luc, Pierre- Jean Marescaux
et Guy Karnas
SUMMARY : Implicit and explicit learning modes in a dynamic control
task : the role of instruction and context.
Dissociations between control task performances and verbalizable knowl
edge have been observed in several experiments. To account for these
results, Berry & Broadbent (1988) hypothesized the existence of two
learning modes. The first, called « selective mode », would be based on
explicit hypotheses while the second would be based on the unselective obser
vation of contingencies between variables. In this paper, we present experi
mental results about the influence on learning of information provided in
the instructions. Other results concern the role of context in which the system
is presented. We argue that the existence of a « pure » implicit learning
mode — which would occur without any reference to hypotheses — seems
unlikely. We also suggest a distinction between general and specific
knowledge.
Key words : learning, control task, verbalization, knowledge.
INTRODUCTION
Dans des tâches de contrôle de systèmes dynamiques où les
sujets doivent atteindre une valeur cible d'un paramètre de sortie
au moyen des valeurs attribuables à un d'entrée et
répondre ensuite à un questionnaire portant sur le même système,
1. cp 122, 50, avenue F.D. Roosevelt, 1050 Bruxelles, Belgique. 490 F. Luc, P. J. Marescaux ei G. Karnas
Berry et Broadbent (1984) observent des dissociations à double
sens entre capacité à gérer le système durant la tâche de contrôle
et capacité à répondre au questionnaire. Avec la pratique, en
effet, les sujets améliorent leur performance à la tâche, mais ces
notes ne sont pas corrélées avec les scores au questionnaire.
Inversement, fournir des informations sur le comportement du
système avant interaction n'améliore pas la qualité du contrôle,
mais permet aux sujets de mieux répondre au questionnaire. Ces
dissociations suggèrent que les connaissances acquises durant la
tâche de contrôle ont un caractère implicite, non verbalisable, et
ne pourraient être transférées au questionnaire qui suppose l'ut
ilisation de connaissances explicites, verbalisables (Berry et Broadb
ent, 1984, 19876, Broadbent, Fitzgerald et Broadbent, 1986).
Berry et Broadbent (1988) émettent l'hypothèse que les disso
ciations proviendraient de l'intervention de mécanismes d'ap
prentissage différents dans les situations où existent de telles
dissociations entre connaissances implicites et explicites, de ceux
intervenant dans les situations où de telles dissociations ne se
produisent pas, comme dans bon nombre de situations de la vie
courante. Ils distinguent ainsi deux modes d'apprentissage.
Le premier mode — ou mode sélectif — consiste en une
sélection d'un nombre limité de variables sur la base de la formul
ation d'hypothèses, testées par l'observation des contingences
entre les variables sélectionnées. Lorsque la sélection porte sur
les variables pertinentes, ce type d'apprentissage peut rapid
ement mener à un niveau de performance élevé. Etant basé sur
une formulation d'hypothèses, ce mode suscite l'acquisition de
connaissances verbalisables. Il n'entraîne donc pas de dissocia
tions entre performance à une tâche et capacité à exprimer verba
lement les connaissances s'y rapportant.
Le second mode — ou mode non sélectif — consiste en une
mémorisation des contingences entre variables sans que le sujet
n'opère de sélection parmi elles. Progressivement, le sujet retient
une série de liens condition(s)-action(s) qui assurent une bonne
performance, sans que ces liens ne soient pour autant verbali
sables. Ce mode d'apprentissage serait donc à l'origine des disso
ciations observées entre performances et verbalisations, entre
connaissances implicites et explicites. C'est pourquoi, nous util
iserons parfois ici les termes d'apprentissages explicite et implicite
pour désigner respectivement les modes d'apprentissage sélectif
et non sélectif. implicite et explicite 491 Apprentissage
Les travaux de Reber sur l'apprentissage des grammaires
artificielles (Reber, 1976 ; Reber, Kassin, Lewis et Cantor, 1980)
suggèrent également l'existence d'un mode d'apprentissage implic
ite. Brooks (1978), dans ses travaux sur l'apprentissage de
concepts artificiels, propose une distinction entre un mode d'ap
prentissage implicite à caractère passif, automatique et « holi
stique », et un mode d'apprentissage explicite, actif et analytique.
Hayes (1986) expose une idée similaire en distinguant un mode
d'apprentissage appelé « s-mode » (selective mode) où le sujet sélec
tionne des variables en fonction d'hypothèses explicites, d'un
autre mode d'apprentissage, le « u-mode » (unseleclive mode) où les
variables pertinentes sont apprises progressivement sur la base
de la fréquence d'apparition des co-occurrences de valeurs.
CONDITIONS D'INTERVENTION
DES MODES D'APPRENTISSAGE
Dans cet article, nous tentons de clarifier les conditions qui
peuvent influencer l'intervention des modes d'apprentissage
implicite et explicite. Selon Berry et Broadbent (1988) le mode
d'apprentissage pourrait d'une part être induit par des éléments
externes à la tâche. Ainsi, une consigne incitant à la recherche
des règles organisant le matériel de la tâche ou une consigne de
verbalisation simultanée induirait un mode d'apprentissage explic
ite. D'autre part, le mode d'apprentissage mis en jeu dépendrait
également de caractéristiques propres à la tâche, de son évidence
(obviousness) ou « saillance » (salience) (Reber et al., 1980 ;
Berry, 1987 ; Berry et Broadbent, 19876, 1988).
Se référant directement à leur hypothèse sur les modes d'ap
prentissage, Berry et Broadbent (1988) définissent la saillance
comme la probabilité pour qu'un sujet s'engageant dans un mode
d'apprentissage sélectif émette des hypothèses en choisissant les
variables pertinentes par rapport à la tâche. Pour ces auteurs,
cela signifie donc que dans une tâche saillante un mode d'ap
prentissage explicite s'avère efficace. Par contre, un apprentissage
de type implicite s'avère plus efficace dans une tâche non saillante,
c'est-à-dire dans une tâche pour laquelle il est peu probable que,
dans leurs hypothèses, les sujets sélectionnent les variables perti
nentes par rapport au fonctionnement du système.
La définition donnée ci-dessus du concept de saillance ne nous
éclaire guère sur les paramètres susceptibles de la modifier. Après 492 F. Luc, P. J. Marescaux et G. Karnas
examen de la littérature, il semble que ces paramètres peuvent
concerner aussi bien la structure de surface d'une tâche que sa
structure profonde. Par exemple, le fait de présenter des données
sous forme de patrons structurés augmenterait la saillance du
matériel par rapport à une situation où ces mêmes données sont
présentées dans un ordre aléatoire (Reber et al, 1980). Par ail
leurs, la saillance d'un système serait influencée par le nombre
de variables pertinentes et non pertinentes (Broadbent et al., 1986)
ainsi que par la complexité des relations liant les variables entre
elles. Deux systèmes présentés sous des traits de surface iden
tiques mais pour lesquels la relation sous-jacente est différente,
n'ont pas la même saillance (Berry et Broadbent, 19876, 1988).
Nous émettons ici l'hypothèse qu'un autre aspect de la situa
tion va également exercer une influence sur l'efficacité du type
d'apprentissage mis en jeu : la congruence entre la structure
profonde d'un système et les connaissances auxquelles les sujets
sont susceptibles de faire appel dans la tâche.
CONGRUENCE ENTRE TACHE
ET CONNAISSANCES EXTÉRIEURES
Dans un des systèmes pour lesquels Berry et Broadbent (1984)
observent des dissociations entre performance à la tâche et réus
site au questionnaire, le sujet doit contrôler la production d'une
usine sucrière simulée sur ordinateur, en faisant varier le nombre
d'ouvriers qu'il engage. Etant donné que la à un
cycle a une influence sur la production au cycle ultérieur, la rela
tion entre nombre d'ouvriers engagés et production atteinte n'est
pas biunivoque : un nombre d'ouvriers particulier ne permet
pas toujours d'obtenir la même production et, selon la production
antérieure, différents nombres conviendront pour
atteindre une production cible. Le sujet qui s'engage dans un
mode d'apprentissage sélectif a donc peu de chances de séle
ctionner les variables intervenant dans la relation régissant le
système. En effet, s'il se réfère à sa connaissance des usines
réelles, il peut s'attendre à ce que, au moins approximativement,
la production atteinte soit directement proportionnelle au
nombre d'ouvriers engagés.
Si notre idée est correcte, la difficulté de cette tâche ne serait
pas tant liée à une complexité intrinsèque de la relation mathé
matique qui unit les variables entre elles, qu'au fait qu'il n'y ait Apprentissage implicite et explicite 493
pas congruence entre le mode de fonctionnement du système et la
référence à des connaissances extérieures susceptibles d'être
induites par les traits de surface du système.
Cette idée est soutenue par une expérience de Gleere-
mans (1986). Dans une variante de la tâche de contrôle de l'usine
de sucre, il est précisé au sujet qu'à chaque cycle, les ouvriers
doivent réaliser une double tâche : gérer les machines de pro
duction et emballer le sucre produit au cycle précédent. Les
performances des sujets de cette condition sont supérieures à celles
obtenues par des d'une contrôle où cette info
rmation n'est pas donnée. Selon l'auteur, cette information per
mettrait au sujet de comprendre que la production atteinte au
cours d'un cycle ait une influence sur la au cycle
ultérieur, en l'aidant à se constituer une représentation mentale
unifiée du fonctionnement du système. En nos termes, cette
information augmenterait la congruence entre fonctionnement
du système et connaissances utilisées par le sujet.
L'absence de congruence pourrait expliquer pourquoi les
informations données par Berry et Broadbent (1984) n'ont pas
aidé les sujets dans leur performance : il s'agissait d'une expli
cation générale sur le fonctionnement du système et de quelques
exemples, sans élément d'information supplémentaire sur la
plausibilité d'un tel système. Dans ces conditions, une informat
ion fournie dans la consigne semble n'être utile que si on donne
une consigne de verbalisation simultanée aux sujets, qui favorise
le maintien de l'attention sur les variables adéquates (Berry
et Broadbent, 1984, 1987a). Toutefois, Berry et Broadbent (1988)
observent, dans une autre tâche, qu'une information orientant
les sujets sur les variables intervenant dans la relation sous-
jacente au système, c'est-à-dire les variables à « sélectionner »,
permet également une augmentation de performance, sans
consigne de verbalisation.
Nous émettons donc l'hypothèse que deux éléments sont
susceptibles d'améliorer un apprentissage de type sélectif : soit
une forte congruence entre la structure profonde d'un système
et les connaissances du sujet extérieures à la tâche ; soit une
consigne orientant l'attention du sujet sur les variables inte
rvenant dans la relation sous-jacente au système.
A contrario, nous pensons que si les traits de surface du sys
tème peuvent induire l'évocation de connaissances extérieures
chez le sujet, et que celles-ci soient inadéquates par rapport au 494 F. Luc, P. J. Marescaux et G. Karnas
fonctionnement du système, le sujet aura tendance à s'engager
dans un mode d'apprentissage explicite qui sera inefficace. On
ne peut écarter pour autant tout apprentissage à caractère implic
ite, si on se réfère aux résultats de Berry et Broadbent (1984)
et de Cleeremans (1986).
Nous pensons également que si les traits de surface du sys
tème n'induisent pas l'évocation de connaissances et que le sujet
ne dispose pas d'informations sur les variables à sélectionner,
c'est un mode d'apprentissage implicite qui aura tendance à
émerger.
Notre expérience se focalisera plus précisément sur les hypo
thèses suivantes :
1 / Fournir aux sujets une information sur les variables perti
nentes du système favorise l'émergence d'un apprentissage sélectif
efficace, même en l'absence de congruence entre le fonctionne
ment du système et les traits de surface de celui-ci.
2 / Lorsque les traits de surface d'un système ne favorisent
pas l'évocation de connaissances extérieures et qu'aucune info
rmation sur les variables pertinentes n'est fournie au sujet, c'est
un mode d'apprentissage non sélectif qui se développe.
ÉTUDE EXPÉRIMENTALE
L'expérience réalisée comporte trois conditions dans lesquelles
le sujet doit contrôler, durant deux blocs de 30 essais, le système
dynamique mis au point par Berry et Broadbent (1984). Il doit
répondre ensuite à un questionnaire.
Dans la condition 1, le système est présenté sous les traits
d'une usine de sucre dont il faut contrôler la production en fa
isant varier le nombre d'ouvriers engagés. Le questionnaire auquel
il faut répondre ensuite porte sur le même système. Nous nous
attendons à répliquer les résultats mentionnés dans la littérature
(Berry et Broadbent, 1984 ; Gleeremans, 1986), à savoir une amél
ioration de la performance de contrôle entre blocs d'essais, et
de faibles scores au questionnaire. Remarquons qu'il s'agit
d'une condition où il n'y a pas de congruence entre les connais
sances extérieures du sujet et le fonctionnement du système
expérimental.
Dans la condition 2, la tâche est la même que dans la condi
tion 1 , ainsi que les traits de surface du système à contrôler, mais Apprentissage implicite et explicite 495
les sujets sont informés par la consigne qu'ils doivent tenir
compte à la fois du nombre d'ouvriers qu'ils engagent et de la
production précédente. Cette information supplémentaire n'aug
mente pas à proprement parler la congruence entre les connais
sances extérieures des sujets et la situation expérimentale. Nous
supposons cependant qu'elle permettra aux sujets de s'engager
dans un mode d'apprentissage sélectif efficace car se focalisant
d'emblée sur les variables pertinentes. On s'attend donc à ce
que la performance s'améliore plus rapidement que dans la pre
mière condition (dès le premier bloc d'essais) et que les scores
au questionnaire soient également meilleurs. En effet, on s'at
tend à ce que les sujets puissent transférer au questionnaire les
connaissances acquises explicitement dans la tâche.
Dans la condition 3, les sujets doivent apprendre à contrôler
un système au fonctionnement identique à celui de l'usine
sucrière. Cependant, les traits de surface du système sont diffé
rents. La situation se présente en effet comme un système de
variables à contrôler : la tâche consiste ici à atteindre une valeur
cible pour une variable de sortie W en attribuant différentes
valeurs à une d'entrée V. Par conséquent, d'une part,
les traits de surface du système ne sont plus censés susciter chez
les sujets un appel à des connaissances extérieures, et d'autre
part la consigne ne fournit pas de nouvelles connaissances. Nous
supposons donc que les sujets ne disposent pas de « pistes » sur
lesquelles pourraient se baser des hypothèses explicites, et que,
dès lors, un mode d'apprentissage implicite aura tendance à se
développer.
Comme nous supposons que la présentation concrète de la
condition 1 est susceptible de freiner l'apprentissage en induisant
un mode d'apprentissage sélectif dont les hypothèses se basent
sur des connaissances extérieures à la tâche, inadéquates par
rapport au fonctionnement du système, on s'attend à ce que la
performance soit meilleure dans la condition 3 que dans la condi
tion 1. Par contre, la performance des sujets de la condition 3
devrait être inférieure à celle obtenue par les sujets de la condi
tion 2, et ce pour les deux blocs. En effet, un apprentissage non
sélectif est censé être plus lent qu'un apprentissage sélectif dans
lequel les variables sélectionnées sont pertinentes par rapport
au fonctionnement du système à contrôler. On s'attend aussi à ce
que les scores au questionnaire soient plus faibles pour les sujets
de la condition 3 que pour ceux de la condition 2, les connais- 496 F. Luc, P. J. Marescaux et G. Karnas
sances acquises selon un mode non sélectif ne pouvant se trans
férer à un questionnaire.
En ce qui concerne l'amélioration des performances entre
blocs, les prédictions sont différentes selon les conditions. Dans
la condition 1, on s'attend à observer une amélioration signif
icative de la performance, conformément aux résultats obtenus
par Berry et Broadbent (1984) et Gleeremans (1986). Dans la
condition 2, cette amélioration pourrait être moins nette. En
effet, si les sujets obtiennent une performance élevée dès le
premier bloc d'essais, grâce à l'utilisation d'une hypothèse expli
cite appropriée, l'amélioration qu'ils pourront encore obtenir au
second bloc sera faible voire nulle. Dans la condition 3, on s'a
ttend à ce que l'acquisition de connaissances implicites entraîne
une amélioration de la performance.
TACHE ET CARACTÉRISTIQUES DU SYSTÈME A CONTROLER
Condition 1
La tâche des sujets consiste à contrôler le système « usine de sucre »
pendant deux blocs de 30 cycles où ils doivent atteindre la production
cible de 9 000 t de sucre par cycle de production et essayer de s'y maint
enir. La production est bornée et peut varier de 1 000 à 12 000 t de
sucre par cycle de production. Le nombre d'ouvriers peut être choisi
parmi les valeurs allant de 100 à 1 200, par centaines uniquement.
La relation liant production et nombre est la suivante :
Pi = 20 * O — Po
où Px est la production pour le cycle en cours,
Po est la au cycle précédent,
et O est le nombre d'ouvriers engagés pour le cycle en cours.
La production réellement affichée correspond à cette production
calculée à laquelle on ajoute, sur une base aléatoire et de manière équi-
probable, une valeur de + 1 000 + 0 ou — 1 000 pour empêcher le sujet
de boucler dans un état. Cet ajout rend également possible l'atteinte de
la cible à partir de n'importe quel état précédent.
Le système est simulé sur ordinateur (voir graphique 1). Une partie
de l'écran présente à chaque cycle les valeurs des paramètres d'entrée et
de sortie relatives au cycle précédent (nombre d'ouvriers engagés et
production atteinte). Dans cette fenêtre, est posée la question portant
sur le nombre d'ouvriers à engager pour le cycle en cours. La seconde
partie de l'écran est réservée à la réalisation d'un graphique reprenant
les productions atteintes aux différents cycles. Une ligne horizontale
représente la cible. Après chaque bloc, l'écran est initialise.

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