contemporaine Observation et explication en psychologie cognitive Théorie du traitement de l information et psychologie cognitive 40

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1 cognitive1 CHAPITRE La psychologie présentation générale Sommaire 1. La psychologie cognitive et les sciences cognitives Les racines de la psychologie cognitive contemporaine Observation et explication en psychologie cognitive Théorie du traitement de l information et psychologie cognitive 40 Dans ce chapitre, vous allez apprendre 1 Quelles sont les racines de la psychologie cognitive et sa place parmi les sciences cognitives. 2 Quels types de méthodes et de mesures sont utilisées en psychologie cognitive. 3 Quels sont les postulats à la base de la psychologie cognitive contemporaine.

2 12 Chapitre 1 La psychologie cognitive présentation générale Voici un problème. Vous disposez de quatre chaînettes de trois maillons chacune. Ouvrir un maillon vous coûte deux euros et en fermer un vous coûte trois euros. On commence avec tous les maillons fermés. Vous devez attacher les 12 maillons afin de faire un collier sans que cela vous coûte plus de 15 euros. Comment vous y prendriez-vous pour résoudre un tel problème? Comparez ce problème et la multitude de problèmes ou de tâches que nous effectuons tous les jours. Quel est le rapport entre les deux? S agit-il de problèmes de même type ou de problèmes tout à fait différents? Nécessitent-ils de mettre en œuvre les mêmes opérations mentales? Quelles sont ces opérations mentales? Ces opérations mentales sont-elles les mêmes que celles que vous mettez en œuvre lorsque vous devez apprendre un cours, résoudre une équation mathématique, décider quel appartement louer, comprendre et produire du langage? Comment faisons-nous pour savoir ce qu il faut faire pour réussir des tâches comme celles-là? Depuis des siècles, l homme se pose ce genre de questions et essaie de comprendre comment fonctionne son intelligence. Toutefois, ce n est que depuis récemment que nous avons commencé à étudier scientifiquement notre intelligence. L étude scientifique de la pensée humaine est réalisée par la psychologie cognitive. Le but de cet ouvrage est de vous présenter les découvertes fondamentales qu a réalisées la psychologie cognitive. Cette discipline est passionnante car elle s intéresse à un objet qui a toujours fasciné l homme, à savoir la pensée ou la cognition. Elle est passionnante également par les méthodes ingénieuses que les psychologues développent pour comprendre cette cognition. Enfin, c est une discipline qui a, au cours de ces dernières années, accumulé des découvertes encore inimaginables il y a quelques décennies. À la fin de cet ouvrage, vous maîtriserez les outils conceptuels et méthodologiques actuels qui permettent aux psychologues de la cognition humaine de révéler, d observer, de décrire et d expliquer les mécanismes de la pensée humaine. Ce premier chapitre d introduction générale devrait vous permettre d avoir une idée claire de ce qu est la psychologie cognitive, du type d activités mentales qu elle étudie, du type de méthodes et de techniques utilisées pour étudier l activité cognitive et du type de modèles théoriques mis au point pour rendre compte de cette activité. Dans un premier temps, après avoir défini l objet de la psychologie cognitive, nous analyserons la contribution de la psychologie cognitive à la connaissance de l esprit humain. Pour cela, nous situerons la psychologie cognitive au sein des sciences cognitives. Dans un deuxième temps, l examen des différents mouvements théoriques de la psychologie cognitive révélera combien les conceptions de la cognition humaine ont varié au cours de l histoire. Ensuite, nous examinerons les grandes familles de méthodes utilisées pour étudier la cognition humaine. Enfin, nous examinerons les postulats de base de la théorie de la psychologie cognitive.

3 La psychologie cognitive et les sciences cognitives 13 1 La psychologie cognitive et les sciences cognitives La psychologie cognitive n est pas la seule discipline qui s intéresse à l esprit. Les disciplines qui partagent cet intérêt ont été rassemblées dans ce qu il est maintenant courant d appeler les «sciences cognitives». Les sciences cognitives cherchent à déterminer : comment un système naturel (humain ou animal) ou artificiel (robot) acquiert des informations sur le monde dans lequel il se trouve, comment ces informations sont représentées et transformées en connaissances, comment ces connaissances sont utilisées pour guider son attention et son comportement. Les sciences cognitives rassemblent les contributions de plusieurs disciplines, comme la psychologie cognitive, la linguistique, les neurosciences et la philosophie. Certains auteurs y ajoutent d autres disciplines, comme l ethnologie, l anthropologie ou la sociologie. Pour situer la psychologie cognitive et la spécificité de ses contributions, nous rappelons brièvement les objets des disciplines considérées comme centrales dans les sciences cognitives, à savoir la psychologie cognitive, l intelligence artificielle (IA), la linguistique, les neurosciences et la philosophie (voir Figure 1.1). PHILOSOPHIE INFORMATIQUE LINGUIS- TIQUE SCIENCES HUMAINES INTELLIGENCE ARTIFICIELLE PSYCHOLOGIE COGNITIVE NEUROSCIENCES BIOLOGIE Figure 1.1 Disciplines considérées comme centrales dans les sciences cognitives

4 14 Chapitre 1 La psychologie cognitive présentation générale 1.1 La psychologie cognitive La psychologie cognitive est la sous-discipline de la psychologie qui se focalise sur la cognition. Le terme «cognition» est un terme contemporain synonyme d «intelligence», de «pensée». Les psychologues cognitivistes étudient donc l intelligence, ou comment on fait pour penser. La cognition est cette faculté mobilisée dans de nombreuses activités, comme la perception (des objets, des formes, des couleurs ), les sensations (gustatives, olfactives ), les actions, la mémorisation et le rappel d informations, la résolution de problèmes, le raisonnement (inductif et déductif), la prise de décision et le jugement, la compréhension et la production du langage, etc. Les psychologues cognitivistes cherchent à déterminer par quels mécanismes nous réalisons toutes les tâches auxquelles sommes confrontés. Ceci signifie que ce qui importe au psychologue cogniviste, c est de dresser la liste précise des opérations mentales élémentaires (i.e., processus) décrivant comment un sujet accomplit une tâche cognitive. Les processus, et les mécanismes par lesquels ils sont déclenchés et exécutés, ne doivent pas être vagues. Ils doivent pouvoir être définis précisément. Par exemple, ils n est pas suffisant de dire qu un sujet comprend un texte en mettant en œuvre un processus de lecture. Il est nécessaire de dire par quelle suite de processus la compréhension d un texte est réalisée. Dans cet ouvrage, nous verrons comment les psychologues découvrent et démontrent l existence des processus cognitifs. L esprit du psychologue cognitiviste est le même que celui de tout autre scientifique. C est-à-dire que l activité du psychologue de la cognition ressemble à celle du chimiste ou à celle du généticien. Ainsi, l objectif du chimiste est d expliquer une réaction chimique par la suite des réactions élémentaires. Le généticien cherche à rendre compte des mécanismes par lesquels se transmettent les caractères. Le psychologue cognitiviste quant à lui découvre les mécanismes par lesquels le sujet pense. La notion de mécanisme a été introduite seulement récemment en psychologie comme principe descriptif et explicatif. Elle est néanmoins puissante. De la même manière que l introduction de la notion de mécanisme en chimie a permis au chimiste de conceptualiser les nombreuses réactions chimiques comme pouvant se réduire à des réactions plus élémentaires, les psychologues cognitivistes cherchent à décrire les mécanismes fondamentaux impliqués dans la cognition humaine. Cette perspective devrait permettre à terme d aboutir à un «catalogue des processus mentaux» (et de leurs caractéristiques) impliqués dans la cognition humaine. Comme dans tout autre domaine, certains processus sont très généraux (i.e., mis en œuvre dans différentes tâches cognitives), d autres sont très spécifiques (i.e., mobilisés dans un ensemble restreint de tâches). Pour comprendre quels sont les mécanismes fondamentaux de la cognition humaine, les psychologues cognitivistes sont conduits à caractériser au moins deux types de contraintes qui pèsent sur le système cognitif. Ces contraintes peuvent être structurales ou fonctionnelles. Les contraintes structurales incluent les différents composants du système cognitif et les processus mis en œuvre par chacun de ces composants. Ainsi, par exemple, la mémoire à court terme et la mémoire à long terme sont deux composants essentiels du système cognitif humain. La liste et l agencement de ces composants constituent ce que les psychologues appellent une «architecture cognitive».

5 La psychologie cognitive et les sciences cognitives 15 Les contraintes fonctionnelles comprennent les caractéristiques des processus cognitifs et des représentations mentales. La rapidité (et la précision) du déclenchement et de l exécution d un processus constituent des exemples de caractéristiques fonctionnelles. La possibilité ou non d exercer un contrôle sur un processus constitue un autre exemple de caractéristique fonctionnelle. Comme exemples de caractéristiques des représentations mentales, on peut citer l organisation de l information en mémoire. L approche de la psychologie cognitive est une approche scientifique. Ceci signifie que le psychologue étudie la cognition comme le biologiste étudie une autre fonction du vivant. Le psychologue cognitiviste découvre les mécanismes cognitifs en mettant au point des expériences. Ces expériences ont lieu en laboratoire ou à l extérieur du laboratoire. Dans la suite de cet ouvrage, vous verrez comment l approche scientifique adoptée par les psychologues cognitivistes leur permet de faire d immenses progrès. Vous verrez aussi comment l approche scientifique permet une analyse objective, rigoureuse et extrêmement précise de la cognition. 1.2 L intelligence artificielle L un des fondateurs de l intelligence artificielle, Marvin Minsky, avait coutume de dire que l intelligence artificielle (IA) est la science de faire réaliser à des machines des choses qui demanderaient de l intelligence si elles étaient accomplies par des êtres humains. Les chercheurs en IA et en psychologie cognitive sont préoccupés par le même type de questions fondamentales. L une de ces questions est de savoir comment un système de traitement de l information parvient à accomplir des tâches cognitives de niveaux de complexité différents. Ces deux disciplines cherchent à déterminer le type de représentations (leurs structures, leurs organisations, leurs formats) manipulées par le système pour accomplir une tâche. Elles cherchent aussi à savoir comment est acquise l information et comment l utilisation de cette information est contrôlée par le système ou un agent externe. Les chercheurs en IA créent des systèmes artificiels qui nous renseignent sur la manière dont les êtres vivants (humains et animaux) accomplissent des tâches intelligentes de difficulté variable. Ainsi, ils tentent de créer des robots capables de se repérer et de se déplacer dans l espace. Ainsi encore, ils construisent des robots capables de comprendre une conversation ou de diagnostiquer une pathologie médicale. Cette approche suppose la création d une représentation (i.e., un modèle) de la situation et de ce que la machine doit faire pour réussir de telles tâches. Cette approche oblige le chercheur à être précis dans ses postulats. Par exemple, le chercheur ne peut pas se contenter de dire «le robot récupère l information en mémoire». Il doit préciser ce que signifie «récupère», comment s opère cette récupération, ce que fait le robot lorsqu il récupère et quel type d information il récupère. L une des forces de cette approche est que, lorsqu un programme échoue, il est relativement facile de localiser les raisons de cet échec et de modifier le système pour qu il fonctionne correctement. Le chercheur en IA peut en effet chercher à comprendre pourquoi le système qu il construit ne fait pas ce pourquoi il est construit en modifiant telle ou telle partie du système. Il peut par exemple modifier l organisation de la base de don-

6 16 Chapitre 1 La psychologie cognitive présentation générale nées. Il peut changer les procédures de manipulations des informations. Ceci représente un énorme avantage par rapport à l approche du psychologue. En effet, il est impossible au psychologue cognitiviste d enlever un bout de mémoire à long terme ou un processus d élaboration mentale dans le système cognitif d un sujet pour en voir le résultat sur le fonctionnement de la mémoire. Dans cet ouvrage, nous verrons que les psychologues ont fait d importants progrès grâce à l IA. Les modèles mis au point par les psychologues pour décrire et expliquer la cognition humaine sont fortement inspirés des modèles élaborés en IA. En fait, certains modèles sont l œuvre d une fructueuse collaboration entre psychologues et chercheurs en intelligence artificielle. Cette collaboration a forcé les psychologues à être plus précis dans leur compte rendu de la cognition humaine. Quand un psychologue travaille avec un chercheur en IA pour construire un modèle qui résout des problèmes par exemple, le chercheur en IA veut savoir précisément ce que le psychologue veut dire quand il dit que «le sujet encode le problème». Il veut être en mesure d implémenter sur ordinateur ce processus d encodage. Inversement, les chercheurs en intelligence artificielle bénéficient énormément des données que les psychologues collectent chez les sujets humains. Ces données fournissent des indications quant aux processus à implémenter pour simuler une fonction cognitive sur ordinateur. 1.3 Les neurosciences Les neurosciences étudient la réalisation physique et matérielle des processus de traitement de l information chez l homme et chez l animal. Les chercheurs en neurosciences s attachent donc à dégager la structure physique générale du système nerveux afin d expliquer comment certains traitements de l information sont effectués de manière efficace et d autres de manière moins efficace. Il est classique de distinguer deux grandes perspectives en neurosciences. La première perspective est représentée par la neurophysiologie qui étudie les fonctions du système nerveux. Les neurophysiologistes poursuivent leur but grâce à des micro-électrodes qui leur permettent d effectuer des enregistrements au niveau des (groupes de) neurones. Ils mesurent également l activité électrique du cerveau au moyen d électrodes de plus grande taille. Ils effectuent aussi de temps en temps des destructions de cellules et de connexions afin d en voir les conséquences. La deuxième perspective en neurosciences est représentée par la neuroanatomie qui étudie la structure du système nerveux, à la fois au niveau microscopique et au niveau macroscopique. Les neuroanatomistes poursuivent leur but grâce à des dissections de cerveaux, de moelles épinières ou de fibres nerveuses périphériques. Des méthodes récentes d imagerie cérébrale (imagerie par résonance magnétique, tomographie par émission de positons, etc.) viennent compléter ces techniques et permettent de visualiser l activité des structures nerveuses lorsque le sujet est en train d accomplir une tâche cognitive. À l intersection de la neurophysiologie et de la neuroanatomie, se trouve la neuropsychologie. Cette discipline étudie les relations entre le fonctionnement cognitif d une part et le fonctionnement et la structure du système nerveux d autre part. Les neuropsycho-

7 La psychologie cognitive et les sciences cognitives 17 logues tentent de déterminer les parties du cerveau qui contrôlent ou médiatisent les fonctions psychologiques. Les neuropsychologues utilisent toutes les méthodes de la neurophysiologie et de la neuroanatomie. En outre, ils utilisent l étude des cas de patients cérébrolésés (i.e., avec lésions de certaines parties du cerveau, suite à un accident). Les données provenant de patients cérébrolésés sont très riches à la fois pour le clinicien et pour le psychologue fondamentaliste (Seron, 1993). L intérêt de ces données est double. Elles permettent de découvrir des aspects de la cognition non découverts par les données traditionnelles (e.g., patrons d erreurs et de latences) ; Elles permettent de tester des modèles théoriques mis au point pour rendre compte des performances de sujets neurologiquement sains. Les données provenant de patients cérébrolésés sont depuis peu considérées plus importantes qu elles ne l avaient été par le passé car elles permettent d avoir des indications sur les fonctions des parties atteintes du cerveau. Le raisonnement est simple. Si une partie du cerveau est atteinte chez un patient et que le patient ne parvient pas à effectuer une tâche, aisément accomplie chez un sujet chez lequel cette partie n est pas atteinte, c est que cette partie est cruciale pour la tâche. Par ailleurs, les données recueillies chez des patients permettent de tester des théories cognitives et de contraindre les modèles construits par les psychologues cognitivistes. Comme nous le verrons dans cet ouvrage, c est grâce aux observations de patients cérébrolésés que les psychologues ont testé l hypothèse selon laquelle il existerait deux types de mémoire : une mémoire implicite (i.e., non consciemment mobilisée) et une mémoire explicite (i.e., intentionnellement utilisée). En bref, l observation du fonctionnement cognitif pathologique est tout aussi informative que celle du fonctionnement normal pour comprendre la cognition humaine. 1.4 La linguistique La linguistique est l une des disciplines qui s intéressent au langage. Loin d être une discipline unitaire, la linguistique est subdivisée en sous-disciplines. On distingue par exemple la phonologie (étude de la nature des sons), la syntaxe (étude des règles d agencement des mots selon une grammaire), la sémantique (étude des significations) et la pragmatique (étude d une langue telle qu elle est réellement utilisée dans la vie sociale). Le linguiste analyse une langue à différents niveaux : les sons, les mots, la phrase, le texte, la conversation, etc. Quel que soit le niveau d analyse auquel un linguiste travaille, il s attache à isoler les unités (dans des corpus de langues parlées ou écrites) de la langue étudiée et à trouver les règles de constitution et d assemblage de ces unités. Le travail du linguiste permet donc de décrire une langue comme un système de signes et de règles dont il faut préciser le fonctionnement. Tous les linguistes ne se rattachent pas aux sciences cognitives. L objectif principal des linguistes qui se rattachent aux sciences cognitives est de comprendre comment les connaissances linguistiques sont représentées dans l esprit, comment elles sont acquises, perçues et utilisées et comment elles sont reliées aux autres représentations mentales

8 18 Chapitre 1 La psychologie cognitive présentation générale et aux autres aspects de la cognition. Ces linguistes cherchent également à comprendre en quoi les contraintes du système cognitif expliquent la structure des langues. Les contributions de la linguistique sont précieuses aux sciences cognitives pour deux raisons. D abord, les résultats des recherches en linguistique guident les chercheurs en sciences cognitives. En effet, la connaissance du matériel linguistique renseigne sur les contraintes inhérentes au système symbolique (i.e., le type de connaissances) sur lequel opère un système de traitement de l information (humain ou informatique). La deuxième raison pour laquelle les découvertes des linguistes intéressent les sciences cognitives tient au fait que l étude de la formation et de l utilisation des langues révèle très fréquemment certains aspects de la cognition. Certains chercheurs ont avancé que les structures des langues ne font qu exprimer les structures de l esprit. Sans aller jusqu à cette position extrême, difficile à tester empiriquement, la linguistique offre un ensemble de phénomènes langagiers propres à révéler les caractéristiques de la cognition. Dans le Chapitre 8 de cet ouvrage, nous verrons comment les découvertes de la linguistique ont orienté les travaux des psychologues cognitivistes cherchant à isoler les processus cognitifs impliqués dans la compréhension et la production écrites et orales du langage. 1.5 La philosophie Presque toutes les disciplines intellectuelles ont des racines philosophiques. La psychologie et les sciences cognitives ne font pas exception. La nature de la pensée et de l esprit est au cœur même de tous les systèmes philosophiques. Les débats actuels sur la relation entre, par exemple, esprit et matière, langage et pensée, perception et réalité, inné et acquis sont classiques en philosophie. Non seulement la philosophie a exercé un rôle important dans l histoire des sciences cognitives et de la psychologie en particulier (e.g., philosophie représentationnelle de l esprit de Descartes, vision computationnelle de l activité cognitive de Hobbes), mais aussi elle continue d avoir un rôle important dans l activité des psychologues cognitivistes. De manière générale, la philosophie permet aux scientifiques de clarifier leur objet d étude et les méthodes à utiliser. Pour accomplir sa tâche, le philosophe de la cognition travaille à trois niveaux : épistémologie, ontologie et philosophie des sciences. Au niveau de la philosophie des sciences, le philosophe tente de définir l entreprise des sciences cognitives et d en obtenir une vision synoptique. Au niveau ontologique, le philosophe s enquiert de la nature des structures abstraites étudiées par les sciences cognitives et les relations entre ces structures et les concepts ordinaires ou le monde. Enfin, dans une perspective épistémologique, le philosophe cherche à évaluer la validité et la cohérence des cadres conceptuels pour rendre compte de l activité cognitive. À ce titre, les philosophes interviennent souvent pour guider les autres chercheurs en sciences cognitives dans leurs entreprises de théorisation. Le rôle de la philosophie est important en sciences cognitives, mais aussi controversé (comme il l a été et l est toujours dans les sciences plus anciennes). Selon une position extrême, le philosophe est celui à qui revient le jugement dernier des découvertes des

9 Les racines de la psychologie cognitive contemporaine 19 psychologues, car il a la distance et le recul par rapport à la discipline et aux autres disciplines scientifiques. Selon une autre position extrême, les psychologues, comme les autres scientifiques, peuvent vivre leur vie sans la tutelle des philosophes. Certains ironisent et avancent que «le philosophe n est pas celui que vous consultez lorsque vous voulez savoir comment votre réfrigérateur produit du froid»! Entre ces deux positions extrêmes, l intérêt de la collaboration entre philosophes et psychologues, et chercheurs en sciences cognitives de manière plus générale, est multiple. Cet intérêt tient notamment au fait que les sciences cognitives rassemblent des chercheurs de différents horizons conceptuels et méthodologiques. Ces chercheurs ont des lexiques différents pour parler des mêmes choses ou un même lexique renvoyant à des choses différentes. En bref, les philosophes peuvent aider les chercheurs en sciences cognitives à unifier les contributions respectives des différents horizons sur le fonctionnement et la structure de l esprit. 1.6 Vers une intégration? Bien souvent encore, les sciences cognitives apparaissent comme une juxtaposition de contributions, un ensemble de disciplines qui, dans le meilleur des cas, se côtoient. La première étape dans l histoire des sciences cognitives a été de réaliser que les chercheurs de disciplines différentes avaient des intérêts communs et posaient les mêmes questions fondamentales relatives à la nature de l esprit. Peut-être une seconde étape consistera-t-elle en l acceptation que le but (i.e., dégager la structure et le fonctionnement de cette fonction du vivant qu on appelle cognition) lui aussi est commun et en l intégration des différentes approches en une seule. Cette acceptation donnera une image ordonnée des contraintes du système cognitif qu il importe de spécifier. Il est aujourd hui difficile de savoir si cette intégration se fera par une communauté conceptuelle, par la référence à un cadre théorique computationnel unique ou simplement par l établissement d un corpus de faits relatifs à la cognition humaine et dont il convient de rendre compte à travers un formalisme ou un autre. 2 Les racines de la psychologie cognitive contemporaine Il ne faut jamais négliger l histoire de sa propre discipline, même s il faut veiller à ne pas faire de cette histoire une prison intellectuelle empêchant le progrès. La connaissance de cette histoire devrait nous permettre d éviter les erreurs du passé. Si la vérité est une série d erreurs rectifiées, comme disait Gaston Bachelard, l étude de l histoire d une discipline nous permet de retracer le cheminement des erreurs successives et de les dépasser. L histoire de la psychologie cognitive ne fait pas exception, bien qu elle soit courte. Cette histoire nous renseigne sur la manière dont nos prédécesseurs ont tenté de conceptualiser l esprit,

10 20 Chapitre 1 La psychologie cognitive présentation générale Figure 1.2 Chronologie des grands courants de la psychologie Structuralisme Gestaltisme Béhaviorisme Associationisme Cognitivisme fournit des informations sur les méthodes utilisées pour étudier le fonctionnement de l esprit, aide à ne pas commettre les mêmes erreurs que nos prédécesseurs relativement à la nature de la cognition humaine. Bien que depuis toujours, les hommes aient été fascinés par le fonctionnement de leur esprit, l approche scientifique de l esprit est très récente. Malgré quelques propositions relativement spéculatives, aussi bien chez les philosophes de l antiquité grecque que chez les empiristes britanniques par exemple, la psychologie scientifique a un peu plus de cent ans (ce qui est peu comparé à d autres disciplines). Elle a néanmoins déjà eu le temps de connaître des cadres conceptuels dont les générations successives de psychologues ont cherché à dépasser les limites. L histoire de la psychologie cognitive peut être décrite comme une suite de croyances, principes et conceptions relatifs à la cognition humaine et à son fonctionnement. Comme chaque conception d un objet gouverne les méthodes d étude de cet objet, chaque école s est aussi caractérisée par la mise au point d une méthode privilégiée d étude de la cognition humaine. Notre objectif n est pas ici de retracer en détail l histoire de notre discipline (voir Parot & Richelle, 1992, pour une présentation détaillée en français). Aussi, nous nous contentons de rappeler les principes généraux relatifs à chacun des courants suivants : le structuralisme, l associationnisme, le béhaviorisme, le gestaltisme et le fonctionnalisme, et enfin le cognitivisme (Figure 1.2). 2.1 Psychologie structuraliste Le premier laboratoire de psychologie scientifique fut créé à Leipzig en 1879 par Wundt. Selon cet auteur, la compréhension de l esprit devrait nécessairement passer par une meilleure connaissance des éléments qui le constituent. La liste de ces éléments devrait permettre de connaître la structure de l esprit. Cette psychologie est parfois nommée psychologie structuraliste. La méthode privilégiée pour révéler cette structure de la vie mentale était l introspection. L introspection consiste à rapporter tous les éléments présents dans la conscience au moment d accomplir une tâche. Ceci peut signifier à la fois ce à quoi nous pensons pendant une tâche et comment nous pensons que nous sommes en train d accomplir cette tâche ou autre chose.

11 Les racines de la psychologie cognitive contemporaine 21 L introspection est une méthode difficile à mettre en œuvre et nécessite un entraînement assidu. Aussi, pour Wundt, l un des éléments les plus importants de la formation de ses étudiants consistait à les rendre capables d introspection. L introspection comporte de nombreux inconvénients (e.g., elle perturbe le déroulement normal d une tâche, les sujets peuvent raconter n importe quoi). Ces inconvénients seront l objet d importantes critiques dans les mouvements qui ont suivi la psychologie structuraliste. 2.2 Psychologie associationniste À l époque, où, en Europe, Wundt installait la psychologie comme discipline académique, aux Etats-Unis, Ebbinghaus conduisait déjà des expérimentations systématiques sur la vie mentale. Ces expérimentations avaient pour but d analyser le stockage et la récupération des informations en mémoire. Comme nous le verrons plus en détail dans le Chapitre 3, Ebbinghaus était lui-même le sujet de ses expériences. Il apprenait des listes de syllabes sans signification et mesurait le nombre d essais qu il lui fallait pour apprendre une liste par cœur, le nombre de syllabes rappelées après un certain délai ou encore le nombre de fois qu il lui fallait réapprendre une liste pour la savoir à nouveau par cœur, après un certain temps. Les expériences sur la mémoire qu Ebbinghaus a conduites sur lui-même l ont conduit à découvrir qu un matériel est d autant mieux retenu qu il a été associé à un autre matériel. L établissement de relations entre les différentes informations à stocker en mémoire est dès lors apparu comme un facteur critique. Ces relations sont d autant mieux établies que les événements à relier sont contigus (i.e., surviennent dans le même espace et pratiquement simultanément). Cette psychologie est appelée psychologie associationniste car elle fondait la vie mentale sur les associations. La méthode privilégiée de cette psychologie était l apprentissage de listes de syllabes sans signification. Cette méthode a été étudiée pendant très longtemps en psychologie cognitive, si bien que certains ont pu dire que «la psychologie cognitive a pendant très longtemps été presqu exclusivement une psychologie de la syllabe sans signification». 2.3 Psychologie béhavioriste Le béhaviorisme a certainement été l école qui a contribué à faire de la psychologie une discipline scientifique respectable. L œuvre des béhavioristes a d abord consisté à critiquer vivement l utilisation de l introspection. Elle a aussi consisté à élever les standards de la recherche en psychologie au même niveau (ou presque) que les standards utilisés dans les autres sciences expérimentales. La critique formulée par les béhavioristes à l égard de l introspection se situe à deux niveaux. La première critique provient de leur postulat fondamental relatif aux processus cognitifs. Selon les béhavioristes, les processus mentaux sont opaques et non accessibles à la conscience. Il n est donc pas possible de les étudier. Il est encore moins possible de les étudier directement (par l introspection par exemple).

12 22 Chapitre 1 La psychologie cognitive présentation générale La deuxième critique de l introspection formulée par les béhavioristes tient à la méthode elle-même. Les béhavioristes avaient raison en avançant que l introspection ne permet pas d obtenir des données sur lesquelles tout le monde peut se mettre d accord et qui sont aisément reproductibles. Le premier problème est un problème de validité, le second un problème de fiabilité. Or, toute approche scientifique d un phénomène doit être valide et fiable. C est-à-dire que les phénomènes mis en évidence doivent être aisément identifiables par l investigateur et doivent pouvoir être répliqués par n importe qui se mettant dans les mêmes conditions d observation. L introspection ne permet pas d observer des phénomènes valides et fiables. Cette critique négative à l encontre de l introspection s est accompagnée d une critique méthodologique constructive. Les béhavioristes ont insisté sur la nécessité d utiliser des méthodes scientifiques de collecte des données. Si la psychologie veut être une science au même titre que les autres, elles doit satisfaire aux standards méthodologiques des autres sciences, en dépit d un objet d étude présentant des particularités (chaque science a un objet particulier). Les béhavioristes ont donc nettement insisté pour que la communauté des psychologues soit formée aux standards scientifiques des autres sciences. Ceci a beaucoup contribué à faire changer les pratiques de la recherche en psychologie. Aujourd hui, aucun chercheur en psychologie ne prétendrait expliquer un phénomène sans avoir de données empiriques en accord avec cette explication. Cette louable médaille avait toutefois son revers. En effet, pour les psychologues béhavioristes, seuls, les comportements observables peuvent constituer des données objectives que plusieurs expérimentateurs sont en mesure de répliquer. La psychologie behavioriste est souvent décrite comme une psychologie des observables. Les béhavioristes ont insisté sur le fait que les comportements à étudier sont des comportements publiquement observables, mesurables et contrôlables. Dans une telle perspective, un certain nombre de notions devait être écarté du champs d étude de la psychologie, comme la conscience ou les états mentaux internes. Seules subsistaient comme objet d étude valide les relations entre stimulus et réponse (i.e., les observables). Le comportement humain intéressant à étudier était dès lors la réaction de l organisme à des stimulations de l environnement (e.g., conditionnement pavlovien ou skinnérien). Dans une telle perspective, il était pertinent de savoir, par exemple, si un organisme apprend mieux avec un renforcement positif ou négatif. Plusieurs générations de psychologues ont été formés à faire apprendre des animaux (e.g., rats devant apprendre un chemin dans un labyrinthe). Ceci n a pas manqué de conduire certains collègues (certes un peu ironiques) à appeler cette psychologie «la psychologie de rats dans un labyrinthe»! 2.4 Psychologies gestaltiste et fonctionnaliste Au moment où le béhaviorisme constituait l establishment dans la vie académique américaine, en Europe, des psychologues comme Kofka, Kohler ou Wertheimer considéraient que la conscience devait être un sujet essentiel en psychologie. Ces psychologues se sont rassemblés autour d un mouvement appelé le Gestaltisme. Le Gestaltisme**, ou psychologie de la forme, a trouvé son plein développement en Allemagne

13 Les racines de la psychologie cognitive contemporaine 23 dans les années Outre l intérêt pour la conscience, les Gestaltistes étaient aussi très fascinés par les phénomènes perceptifs (voir Chapitre 2) et la résolution de problèmes (voir Chapitre 7). Moins orientés vers des recherches empiriques, ils s attachaient surtout à découvrir les principes (e.g., groupement par proximité ; groupement par similarité) qui gouvernent la vie mentale. C est à eux que l on doit le fameux «le tout n est pas réductible à la somme des parties». Les Gestaltistes n ont pas été les seuls à être en marge du béhaviorisme, mouvement pourtant très dominant jusque dans les années suivant la seconde guerre mondiale. Les psychologues fonctionnalistes, à la suite de gens comme James ou Baldwin, ont mis en avant l idée que l étude de la vie mentale devait passer par la mise en évidence des opérations mentales et pas seulement des contenus et des éléments de la pensée. Les fonctionnalistes ont même avancé l idée que les opérations mentales sont les médiateurs entre l environnement et le comportement. Cette idée est largement acceptée par les psychologues cognitivistes contemporains. En fait, sans poser de médiateurs, les relations stimulus-réponse (S-R), tant chéries des béhavioristes, ne permettent pas à elles seules des prédictions précises. Et quand elles le permettent, ces prédictions concernent un contexte expérimental tellement restreint que ceci ne présente aucun intérêt pour la connaissance du comportement humain. 2.5 Psychologie cognitiviste Le cognitivisme est un point de convergence de multiple événements (Gardner, 1985). De manière simplifiée, il existe deux grandes familles d événements, une externe à la psychologie, l autre interne. Les raisons externes à la psychologie tiennent aux avancées conceptuelles et technologiques. En effet, la découverte de l ordinateur a permis à la psychologie de faire des bonds importants. L ordinateur est aujourd hui quotidiennement utilisé par les psychologues de la cognition humaine pour diverses tâches : contrôle et passation des expériences en laboratoire, analyses statistiques des données, modélisations informatiques des activités cognitives, etc. Quant aux avancées conceptuelles, elles émanent de différentes disciplines connexes à la psychologie (comme la théorie de l information en cybernétique ou encore la théorie de la grammaire générative de Chomsky). Ces avancées ont conduit les psychologues à considérer l être humain comme un organisme dont la tâche principale est de traiter des informations. Cette perspective a ouvert une voie de recherche sur la cognition humaine extraordinairement fructueuse. Les raisons internes qui ont donné naissance au cognitivisme tiennent à la position du cognitivisme par rapport au béhaviorisme. Le cognitivisme est né à la fois du béhaviorisme et contre lui. Il est né du béhaviorisme en épousant ses standards scientifiques. En effet, le cognitivisme a gardé du béhaviorisme l idée qu il faut étudier la cognition humaine de manière objective et rigoureuse. Ceci signifie que le caractère scientifique des méthodes d étude de la cognition assure la mise en évidence de phénomènes reproductibles. Ceci explique aussi en partie la très forte nature empirique de notre discipline qui, encore aujourd hui, met davantage l accent sur l étude empirique des phénomènes que sur leur modélisation théorique.

14 24 Chapitre 1 La psychologie cognitive présentation générale Le cognitivisme est aussi né contre le béhaviorisme. En effet, à partir des années 50-60, les psychologues cognitivistes ont fondé leur approche de la cognition en rejetant le postulat béhavioriste selon lequel les états mentaux internes (i.e., processus) n existent pas et ne devraient donc pas être l objet d étude de notre discipline. Ils ont rejeté l idée que la discipline ne devait se focaliser que sur les relations Stimulus-Réponse (i.e., relations S-R). Pour les cognitivistes, la cognition humaine ne recouvre pas que ces relations ; la cognition humaine comprend des processus. L objectif de notre discipline, selon le cognitivisme, est la découverte des processus cognitifs impliqués dans une tâche. Pour découvrir les processus cognitifs, les psychologues cognitivistes contemporains ne se limitent pas à une méthode privilégiée (e.g., apprentissage de liste de syllabes, introspection). Ils utilisent toutes les méthodes qui leur permettront d expliquer les performances d un sujet dans une tâche par la suite des processus cognitifs mis en œuvre. Pour découvrir cette suite de processus, le psychologue cognitiviste manipule la structure de l environnement et des tâches (consignes, caractéristiques des stimuli) et analyse les conséquences de ces manipulations sur les performances des sujets. Ces conséquences servent de base aux inférences conduites par le psychologue relativement aux processus cognitifs et aux représentations mentales. En d autres termes, le psychologue cognitiviste propose des tâches aux sujets. Il manipule certaines caractéristiques de ces tâches (e.g., demander aux sujets de répondre vite vs. prendre leur temps ; donner des problèmes difficiles vs. faciles à résoudre). Il observe les conséquences de ces manipulations sur le comportement des sujets. Divers indices de ces comportements sont mesurés par le psychologue (le temps de réaction, le pourcentage d erreurs, les protocoles verbaux, etc.). À partir de ces performances, le psychologue cognitiviste infère les processus mis en œuvre. 3 Observation et explication en psychologie cognitive La psychologie cognitive est une science expérimentale au même titre que les autres sciences expérimentales. Elle met en évidence des phénomènes et elle tente de les expliquer. Pour mettre en évidence des phénomènes, elle a recours à différentes méthodes d observation. Pour les expliquer, elle met au point différents types de modèles. Dans cette partie, nous examinons d abord les méthodes d observation utilisées pour étudier la cognition humaine, puis les types de modèle. Enfin, nous examinons les mesures utilisées en psychologie cognitive. 3.1 Les méthodes d observation en psychologie cognitive Supposons que vous êtes psychologue cognitiviste et que vous vous intéressez à la mémoire humaine. Vous voudriez savoir comment on fait pour mémoriser une liste de courses par exemple. L un des problèmes est qu il est difficile de savoir comment la mémoire fonctionne en étudiant comment les gens mémorisent leur liste de courses. En effet, d abord, tout le monde ne s y prend pas de la même manière. Ensuite, il n est pas

15 Observation et explication en psychologie cognitive 25 sûr que, lorsque les gens mémorisent une liste de courses, ils mémorisent et retiennent de la même manière que lorsqu ils mémorisent un cours d histoire par exemple. Par ailleurs, certains prendront beaucoup de temps pour mémoriser leur liste, d autres choisiront de la mémoriser rapidement (quitte à oublier un item ou deux sur la liste et revenir du supermarché plus ou moins contents). Enfin, comment allez-vous étudier ce comportement? Aller chez les gens chaque fois qu ils cherchent à mémoriser leur liste de courses? Leur donner votre numéro de téléphone pour qu ils vous appellent et vous demandent de vous rendre chez eux car ils s apprêtent à mémoriser leur liste de courses? Vraisemblablement pas. Cet exemple illustre le problème central de la psychologie cognitive. La cognition humaine est une fonction vivante qui est mise en œuvre dans la vie de tous les jours. Ceci signifie que n importe lequel des processus qu un psychologue veut étudier est rarement mobilisé de manière isolée. Il est sollicité avec d autres processus. Or, pour bien connaître les caractéristiques d un processus, il faudrait pouvoir l isoler et l étudier spécifiquement. C est ce que tentent de faire les psychologues cognitivistes lorsqu ils étudient la cognition humaine en laboratoire. Ils cherchent à mettre au point des tâches qui mobilisent des processus spécifiques (isolément et/ou en combinaison avec d autres processus). L étude en laboratoire permet au psychologue d être certain de ce qui se passe, de contrôler les situations dans lesquelles sont mis en œuvre les processus étudiés. Ceci est une condition nécessaire pour comprendre finement les processus cognitifs. Pour étudier comment les sujets mémorisent une liste de courses, le psychologue cognitiviste que vous êtes va préférer demander aux sujets de venir au laboratoire. Là, vous leur donnerez des listes d items (qui peuvent être des listes de courses) à apprendre dans des conditions extrêmement bien contrôlées. L étude en laboratoire pose cependant des problèmes. En effet, les découvertes que fait le psychologue cognitiviste lorsqu il étudie un processus en laboratoire risquent de n être valides que dans les conditions du laboratoire. Reprenons l exemple de la mémorisation de la liste de courses. Vous décidez d étudier comment les sujets mémorisent une liste d items en les faisant venir à votre laboratoire et en leur demandant d apprendre une liste de mots. Vos sujets doivent apprendre une liste de 30 mots. Vous donnez 10 minutes à la moitié de vos sujets et 15 minutes à l autre moitié. Puis, vous regardez le nombre de mots correctement rappelés. Vous vous apercevez que les sujets qui avaient 15 minutes pour apprendre rappellent correctement plus de mots que les sujets qui n avaient que dix minutes. Vous êtes fier de votre découverte et vous concluez que la mémoire dépend de la durée de stockage. Un autre psychologue vous sourira peut-être (ou se contentera de vous écouter poliment) et vous dira que (a) votre découverte est un peu banale et (b) votre conclusion n est peut-être valable qu en laboratoire lorsque les sujets apprennent des listes d items pendant 10 ou 15 minutes. En effet, votre découverte pourrait être jugée assez triviale. Êtes-vous sûr que votre expérience était nécessaire pour savoir que, plus on prend du temps, meilleures sont les chances de mémorisation? Par ailleurs, votre découverte pourrait n être limitée qu à votre contexte expérimental. Cet autre psychologue pourrait vous citer les cas nombreux où les sujets stockent des informations rapidement, alors que d autres sujets ont besoin de beaucoup de temps. Il pourrait aussi souligner qu apprendre une liste de mots n est franchement pas l activité de mémorisation la plus

16 26 Chapitre 1 La psychologie cognitive présentation générale passionnante. Pour certaines autres activités beaucoup plus intéressantes, le temps de stockage n est pas forcément nécessaire à une bonne mémorisation. Bref, cet autre psychologue pourrait vous dire combien votre étude en laboratoire est certes bien contrôlée et bien conduite, mais limitée par rapport aux activités de mémorisation auxquelles nous nous livrons toute la journée. L une des tensions que doit résoudre tout psychologue cognitiviste dans ses recherches est exactement celle qu illustre l exemple de la liste de course. D une part, le psychologue cognitiviste veut, comme tout scientifique, connaître précisément et objectivement les processus qu il étudie. Pour cela, il les isole en laboratoire et en étudie les caractéristiques de manière détaillée et systématique. D autre part, son souci de rigueur peut le conduire à étudier des choses triviales qui ne sont pas valides en dehors du laboratoire. En d autres termes, il risque d étudier autre chose que la cognition humaine ou des aspects inintéressants et peu généraux de cette cognition. L objectif pour un psychologue cognitiviste est de conduire des recherches sur des phénomènes intéressants qu il peut étudier en laboratoire de manière rigoureuse et qui présentent les propriétés essentielles de la cognition humaine, telle qu elle est mobilisée dans la vie quotidienne. Dans cet ouvrage, nous verrons que lorsqu ils étudient la résolution de problème par exemple, les psychologues cognitivistes demandent à leurs sujets de résoudre des problèmes qui sont, à première vue, très artificiels (comme le problème du collier bon marché au début de ce chapitre) et que les sujets ne résolvent jamais dans leur vie quotidienne. Pourtant, une analyse conceptuelle révèle que ces problèmes comportent les mêmes propriétés que la plupart des problèmes que nous résolvons quotidiennement. Nous verrons comment les découvertes faites à partir de l analyse des performances des sujets résolvant de tels problèmes en laboratoire se généralisent aisément aux problèmes résolus quotidiennement. En résumé, les psychologues cognitivistes doivent donc faire preuve d ingéniosité dans leurs recherches pour mettre au point des tâches qui présentent la double caractéristique suivante : les tâches et les performances à ces tâches peuvent être analysées sans ambiguïté en laboratoire ; les tâches comportent les mêmes caractéristiques (ou une partie de ces caractéristiques) que les tâches que les sujets accomplissent quotidiennement. Quelle que soit la tâche utilisée, comme dans toute science expérimentale, la psychologie cognitive cherche à atteindre son objectif en recourant à trois types d observation : l observation naturelle, l observation corrélationnelle et l observation expérimentale L observation naturelle L observation naturelle consiste à observer et enregistrer certains aspects du comportement et de l environnement. Lorsqu un anthropologue étudie les comportements alimentaires d une tribu de Nouvelle-Zélande et qu il note tout ce qu il voit sans aucune sélection, il utilise l observation naturelle. Peuvent faire l objet de nos enregistrements aussi bien des événements (e.g., objets qui tombent ; interaction entre des personnes) que des caractéristiques de l environnement (e.g., combien de voitures ; présence vs. absence de jeux).

17 Observation et explication en psychologie cognitive 27 L observation naturelle est moins rigoureuse que les autres méthodes. Néanmoins, il s agit d une méthode qui donne aux faits un statut scientifique. En effet, l observation est objective (i.e., non uniquement présente dans l œil de l observateur) et peut être répétée par un autre observateur. L intérêt de l observation naturelle est que l information collectée est très riche. Une richesse d information est souvent nécessaire pour rendre compte de comportements complexes. Il faut en effet avoir d abord et avant tout une bonne description du comportement à expliquer. Une bonne description du comportement signifie savoir exactement dans quelles conditions il apparaît et avec quelle intensité et quelle fréquence il se manifeste. Bien décrire pour bien expliquer est souvent avancé comme condition minimale pour faire de la bonne science. Outre la richesse des informations collectées, la méthode d observation naturelle est nécessairement utilisée lorsqu il est impossible de répondre à une question de recherche avec une autre méthode. Dans les sciences du comportement, ce type de question est assez fréquent, surtout au début d une recherche. Ainsi, par exemple, si un chercheur veut savoir en quoi l environnement de l enfant participe au développement de sa motricité (e.g., existence vs. absence d obstacles, d escaliers dans une maison), ce chercheur est bien obligé de collecter un maximum d informations sur cet environnement. En dépit de la richesse des informations fournies par l observation naturelle et en dépit du fait que certaines activités ne peuvent être étudiées qu avec cette méthode, l observation naturelle comporte certains inconvénients. Pour ne prendre que quelques exemples, il est difficile d enregistrer de manière fiable ce qui se passe exactement et tout ce qui se passe ; un événement important peut aussi avoir lieu en l absence de l observateur ; les informations fournies ne donnent aucune certitude sur ce qui a entraîné le comportement qui nous intéresse ; l observation peut être biaisée par des caractéristiques personnelles de l observateur. Ces limites sont dépassées par les deux autres types d observation Observation corrélationnelle L observation corrélationnelle consiste en une analyse systématique des événements qui tendent à survenir ensemble dans un environnement particulier. Les relations corrélationnelles dépendent du caractère systématique et répété des variations entre deux ou plusieurs événements (co-variations). Par exemple, les enfants de cadres réussissent mieux à l école que les enfants d ouvriers. Les deux événements, être enfant de cadre et réussite scolaire, tendent à apparaître souvent ensemble. L analyse statistique dite corrélationnelle fournit une mesure du lien entre les deux événements (ou variables). Là encore, la méthode d observation corrélationnelle est utilisée lorsqu il est impossible d utiliser l observation expérimentale. Dans l exemple de la corrélation entre catégorie sociale et réussite scolaire, il est impossible de prendre au hasard un groupe d enfants, de les éduquer dans un milieu ouvrier ou autre et d évaluer leurs performances scolaires. L étude du développement est souvent de nature corrélationnelle, même si les cher-

18 28 Chapitre 1 La psychologie cognitive présentation générale cheurs veillent à contrôler autant de variables qu ils le peuvent. Par exemple encore, si un chercheur veut étudier le développement de l intelligence spatiale et voir comment l âge affecte cette habileté, il lui est impossible de prendre un enfant particulier, de l affecter aléatoirement à un groupe d âge et de mesurer son intelligence spatiale. L enfant vient à l expérimentateur avec son âge au moment de l expérience. La méthode d observation corrélationnelle est une méthode souvent utilisée par les psychologues, car elle suggère une première idée sur les causes des comportements. L un des problèmes de la méthode d observation corrélationnelle est qu elle comporte une restriction sur le type d inférence possible. C est-à-dire que ce n est pas parce que deux événements ont tendance à systématiquement apparaître ensemble que l un est la cause de l autre. Ils peuvent être tous les deux provoqués par une cause commune. L exemple classique est celui de la corrélation entre le nombre d écoles dans une ville et le nombre d alcooliques. L école n est pas la cause de l alcoolisme. Le nombre d écoles et d alcooliques sont associés au nombre d habitants : plus il y a d habitants dans un endroit, plus la probabilité de rencontrer un alcoolique et une école est forte. En résumé, corrélation n est pas synonyme de causalité La méthode expérimentale Dans toute science, l objectif est d identifier la ou les cause(s) du phénomène analysé. Pour cela, un certain nombre de conditions doit être rempli. Ainsi, le phénomène doit être bien décrit. Les chercheurs doivent savoir de quoi il s agit : comment se manifeste le phénomène, dans quelles conditions il apparaît, etc. Le phénomène doit également être public, c est-à-dire reproductible par n importe quel autre chercheur. Un phénomène qui serait de nature exclusivement privée et qui ne pourrait être répliqué ne peut pas faire l objet d une étude scientifique. L histoire des sciences est intéressante en ce sens qu elle pourrait être caractérisée, entre autres, par la capacité des chercheurs à développer les conditions techniques ou technologiques propres à mettre en évidence des phénomènes pertinents et à les analyser systématiquement. La méthode expérimentale est la méthode qui permet d étudier les causes des phénomènes. En psychologie cognitive, c est la méthode par excellence qui permet d examiner les différentes causes possibles d un comportement (i.e., des performances). Elle le fait grâce à deux opérations : la manipulation et le contrôle. La manipulation consiste à tester la relation systématique entre deux variables. L une de ces variables est manipulée et s appelle variable indépendante ; l autre est mesurée et s appelle variable dépendante. Par exemple, un psychologue cherchera à savoir si le fait de produire des images mentales améliore la mémoire (i.e., est la cause des performances mnésiques d un sujet). Ce psychologue testera (au moins) deux groupes de sujets. Il va demander à l un des deux groupes de produire des images avec le matériel à mémoriser, tandis qu il ne le demandera pas à l autre groupe. Il comparera alors les performances des sujets dans les deux groupes. En termes généraux, la méthode expérimentale consiste à modifier certains aspects de l environnement (e.g., consignes données aux sujets, type de matériel, etc.) et à analyser les conséquences de ces modifications sur le comportement des sujets. L autre opération cruciale de la méthode expérimentale est le contrôle des variables dites confondues. Deux variables sont confondues lorsqu elles peuvent être toutes les deux la cause du comportement analysé. Par exemple, dans le cas de l effet des images

19 Observation et explication en psychologie cognitive 29 mentales sur la mémoire, supposons que l expérimentateur veuille tester 40 sujets dans chaque groupe. Il décide d affecter les 20 premiers sujets qui veulent passer l expérience dans le groupe «image mentale» et les 20 derniers sujets dans le groupe «non image». Supposons qu il observe que le groupe «image mentale» a de meilleures performances. Notre psychologue ne saura pas si la mémoire a été meilleure à cause du fait de faire des images ou parce que les 20 premiers sujets étaient les plus motivés (ou les plus anxieux) à avoir de bonnes performances et montrer une bonne image d euxmêmes à un psychologue. Les deux variables, image mentale et ordre de passation sont donc confondues. Pour dissocier deux variables, il existe plusieurs procédures. L une d entre elle consiste à affecter les sujets aléatoirement dans les conditions expérimentales. C est-à-dire que les sujets peuvent par hasard se retrouver dans l une ou l autre condition. Il existe bien d autres méthodes de contrôle utilisables lorsque l aléatorisation ou la manipulation directe ne peuvent être prises en compte (voir Abdi, 1987). Comme nous le verrons dans les chapitres qui suivent, les psychologues cognitivistes sont souvent amenés à utiliser plusieurs techniques de contrôle en même temps. En résumé, par la méthode expérimentale, le psychologue peut conclure avec confiance que les paramètres (ou les variables) qu il a manipulés sont la cause du comportement. Ceci est possible car il s est assuré de contrôler les autres causes potentielles. 3.2 Théories et modèles en psychologie cognitive Pour expliquer les phénomènes de la cognition humaine, les psychologues mettent au point des théories. Les théories ne sont pas toutes équivalente aux niveaux du détail et de la précision des explications qu elles proposent ou au niveau du nombre de phénomènes expliqués. Certaines théories fournissent des explications précises des phénomènes ; d autres sont plus vagues. Certaines théories expliquent un ensemble restreint de phénomènes ; d autres expliquent un nombre important de phénomènes. Ainsi, certains psychologues mettent au point des théories dont l objectif est d expliquer la cognition en général (e.g., théorie ACT-R de John Anderson, 1993). D autres expliquent seulement pourquoi les tables de multiplication comprenant des opérandes de grandes tailles (e.g., 8 7) sont plus difficiles que celles comprenant des opérandes de petite taille (e.g., 2 3 ; e.g., Ashcraft, 1987). Il est possible de distinguer trois niveaux de théorisation : le niveau des cadres conceptuels, le niveau des théories et le niveau des modèles. Le niveau des cadres conceptuels est le niveau le plus général de théorisation. Un cadre conceptuel est un ensemble d idées ou de postulats qui guident la recherche théorique et empirique. Un cadre conceptuel n est ni vrai ni faux. Il peut être utile ou pas dans la mesure où il fournit des pistes d étude. Par exemple, Lemaire et Siegler (1995) ont proposé un cadre conceptuel pour analyser les stratégies que les sujets utilisent dans une tâche cognitive. Ce cadre conceptuel permet de faire la distinction entre le type de stratégie que les sujets utilisent, le type de problème sur lequel chaque stratégie est utilisée, la vitesse (et la précision) avec laquelle une stratégie est exécutée, la manière dont chaque stratégie est sélectionnée.

20 30 Chapitre 1 La psychologie cognitive présentation générale Ce cadre conceptuel n est ni faux ni vrai. Il est seulement utile pour savoir quels aspects stratégiques étudier dans un (ou plusieurs) domaine(s) particulier(s) de la cognition. Le deuxième niveau de théorisation est le niveau des théories. Une théorie est un ensemble de postulats expliquant un phénomène ou un ensemble de phénomènes. Par exemple, en 1992, Just et Carpenter ont proposé d expliquer les performances linguistiques des sujets par une théorie postulant que ces performances varient en fonction de la quantité de ressources mobilisées pour accomplir une tâche. Une théorie est testable empiriquement. Ceci signifie qu il est possible de dire dans quelles conditions la théorie est vraie ou fausse. Pour cela, il faut collecter des données et confronter les données aux prédictions dérivées de la théorie. Le troisième niveau de théorisation est le niveau des modèles. Généralement, un modèle est plus restreint qu une théorie. Un modèle peut être une instanciation particulière d une théorie. Par exemple, Lovett et Anderson (1996) ont publié un modèle d un analogue de la tâche des jarres (voir Chapitre 7). Ce modèle est une instanciation particulière de la théorie ACT-R (Anderson, 1993 ; voir Chapitre 5). Plus limité que la théorie, le modèle est plus précis. Un modèle dresse la liste complète et détaillée des processus censés intervenir dans une tâche. Un modèle est un modèle de traitement lorsqu il cherche à décrire précisément la manière avec laquelle on accomplit une tâche cognitive. Là encore, les modèles diffèrent selon qu ils rendent compte d un ensemble restreint ou plus vaste de phénomènes, des performances à une tâche cognitive ou à plusieurs tâches. Un aspect fondamental sur lequel diffèrent les modèles de traitement est leur caractère computationnel ou non. Certains modèles sont dits computationnels, d autres sont dits non-computationnels. Un modèle computationnel est un modèle implémenté sur ordinateur. Ce type de modèle est en général testé à la fois empiriquement (i.e., avec des données expérimentales) et à l aide de simulations informatiques. C est-à-dire que le chercheur fait réaliser à l ordinateur la même tâche qu au sujet. Ensuite, il compare les patrons de performances. Si ces patrons sont proches, le modèle est conçu comme une bonne approximation de la manière dont le sujet accomplit la tâche. Bien sûr, les patrons de performances peuvent être les mêmes et la manière d aboutir à ces patrons différente. C est pourquoi, un modèle computationnel est testé de multiple manières (e.g., il cherche à reproduire plusieurs effets expérimentaux, à reproduire des effets de même taille que ceux obtenus avec des humains). Un modèle non computationnel est une description verbale de la manière d accomplir une tâche. Chaque fois que cela est possible, il est préférable d expliquer un phénomène avec un modèle computationnel. Les explications sont en général plus précises et détaillées. De plus, un modèle computationnel peut produire des prédictions expérimentales nouvelles que des données pourront tenter de falsifier (voir Cleeremans & French, 1996 ; Content & Frauenfelder, 1996, pour des discussions plus détaillées). Dans cet ouvrage, nous aurons amplement l occasion de présenter les deux catégories de modèles et d illustrer leurs points de force et de faiblesse. Nous aurons aussi l occasion d aborder un autre type de modèles, les modèles mathématiques qui sont des expressions formelles (non forcément implémentées sur ordinateur) des relations entre variables (e.g., loi de puissance ; e.g., Newell & Rosenbloom, 1981 ; Dulaney, Reder, Staszewski, & Ritter, 1998).

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