Modélisation de l’apprenant

Les différents types de mémoire

En psychologie cognitive, on distingue la mémoire à long terme, qui assure la rétention d’un nombre illimité d’informations sur une longue durée, de la mémoire à court terme, qui nous permet de retenir une quantité restreinte d’informations pendant une courte durée.  On considère généralement trois types de mémoire à long terme pour représenter et décrire la manière dont sont stockés les connaissances et les souvenirs des individus. Tout d’abord, la mémoire sémantique concerne le stockage des connaissances générales sur le monde (i.e. faits, concepts, définition des mots, fonctions et caractéristiques des objets, etc.), qui ne concernent pas l’individu luimême.

Ensuite, la mémoire épisodique porte sur le stockage des faits passés, contextualisés : c’est elle qui permet à l’individu de se souvenir d’événements qu’il a vécus ; ces souvenirs restent situés, puisqu’ils sont toujours associés à des données temporelles (e.g. une date précise, une période), spatiales (e.g. un lieu clairement défini, un décor), émotionnelles (i.e. ce qu’il éprouvait à ce momentlà : il peut s’agir d’une émotion qu’il peut très précisément revivre, ou encore une sensation diffuse).

Enfin, la mémoire procédurale correspond à notre savoir-faire, nos capacités motrices, nos gestes usuels : elle nous permet de nous rappeler comment faire un geste ou un ensemble, une suite de gestes, sans avoir à y penser consciemment. Contrairement aux deux types précédents, la mémoire procédurale est dite « non déclarative » car elle est implicite, n’a pas besoin d’être traduite en mots.  Quant à la mémoire à court terme, la notion a progressivement été troquée pour celle de mémoire de travail dès les années 70, cette dernière n’étant pas simplement considérée comme un système de stockage transitoire des informations, mais également un système de traitement.

Lorsqu’un individu tente de résoudre un problème, il manipule et stocke provisoirement des informations. La notion de mémoire opérationnelle, proche de celle de mémoire de travail, a également été introduite afin d’insister sur l’importance des objectifs de la tâche : la mémoire opérationnelle permet de conserver les informations utiles aux traitements impliqués dans la réalisation de la tâche, en les mettant à jour au fur et à mesure de la progression.

Bases cognitives de la résolution de problèmes

Si la résolution de problèmes est reconnue comme l’une des compétences les plus importantes de la société d’aujourd’hui, il existe une diversité d’approches pour son étude1 . À partir d’une théorie du traitement de l’information du raisonnement humain, la résolution de problèmes a été considérée comme un processus qui peut être modélisé comme un ensemble d’états et un chemin pour atteindre le but, ou état cible, à partir des conditions initiales et tenant compte des contraintes du problème posé.

Dans ce contexte, Newel considère l’espace des problèmes comme «l’unité organisationnelle fondamentale de toute activité symbolique humaine orientée vers un but2» (1981, p. 696) et il définit un problème dans un espace problème (problem space) comme «un ensemble d’états initiaux, un ensemble d’ états d’objectif et un ensemble de contraintes de chemin. Le problème est de trouver un chemin à travers l’espace qui commence à n’importe quel état initial, ne passe que le long de chemins qui satisfont les contraintes de chemin et se termine à n’importe quel état de but3» (p. 695).

Cette approche est à rapprocher aux mécanismes de résolution de trajectoire dans un espace d’état . La résolution de problèmes a également été envisagée dans les approches socioculturelles, comme la théorie de l’activité. Dans cette perspective, dans les activités de résolution de problèmes, les tensions initiales d’une situation problématique conduisent à une dissonance cognitive entre motivations conflictuelles et instruments pour atteindre l’objectif d’activité (Sannino & Laitinen, 2015) qui développe une approche de l’analyse d’un appareil décisionnel (Viéville, 2002, Connolly & Grupen, 1994).

En théorie de l’activité4 (Engestrom, 2000 ; Kaptelinin & Nardi 2006), l’appareil décisionnel (Sannino & Engeström, 2018) correspond à un système qui requiert une mise en tension par rapport à la situation problématique. Malgré la distance épistémologique entre les approches socio-culturelles comme la théorie de l’activité et les approches cognitives sur lesquelles sont basés la plupart des travaux en neurosciences computationnelles, la théorie de l’activité apporte des éclairages d’intérêt sur le système d’activité humaine, dont l’appareil décisionnel. 

Afin d’étudier la résolution de problèmes d’une manière qui puisse résonner dans la diversité des approches de résolution de problèmes au niveau de l’interaction, le cadre PISA pour la résolution de problèmes (OCDE, 2013) a été développé pour fournir un cadre général. La résolution de problèmes est considérée dans le cadre du PISA comme un processus dans lequel elle est généralement développée en quatre étapes non linéaires.

La première composante de la résolution de problèmes est liée à la capacité à identifier les composantes d’une situation et leur structure (analyse / représentation), que certains auteurs appellent l’identification de problème. Le deuxième élément est la capacité d’organiser et de modéliser efficacement la situation (organiser / modéliser). Le troisième volet s’est engagé dans la création de la solution et le quatrième sur la capacité à s’engager dans le processus d’évaluation et itératif d’amélioration de la solution. Ces quatre composantes ne sont pas linéaires et séquentielles mais elles peuvent être développées de manière itérative et non linéaire,