Master1 Sciences du Sport et du Mouvement Humain

Transcription

1 Master1 Sciences du Sport et du Mouvement Humain UE VP13 Le contexte du sport de haut niveau et la construction de l'expertise L expertise perceptivo-motrice et cognitive Bernard Thon 1

2 plan 1) introduction générale 2) la caractérisation de l expertise perceptivo-motrice et cognitive 3) la construction de l expertise et la pratique délibérée 2

3 Introduction générale Certaines personnes atteignent des niveaux «exceptionnels» dans leur domaine (science, art, sport, etc) par rapport aux autres. Elles sont très peu nombreuses par rapport à l ensemble des pratiquant(e)s. Deux grands types de questionnement: 1) Comment ces expert(e)s exceptionnels fonctionnent-ils/elles? : caractérisation de leur performance et des processus engagés dans leur réalisation 2) Comment devient-on expert(e) dans un domaine particulier? Nous aborderons successivement ces deux questions en nous centrant sur le domaine du sport, mais nous ferons parfois appel à d autres domaines particulièrement bien étudiés (jeu d échec, musique par exemple) 3

4 Introduction générale pourquoi étudier l expertise? Caractérisation de l expertise Identification des mécanismes sous-jacents Analyse de la construction de l expertise Test de laboratoire film, vidéo réalité virtuelle Tests de terrain analyses de match simulations mesures des indicateurs des processus Mouvements oculaires Techniques d occlusion visuelle Indicateurs comportementaux Profil biomécanique Signaux neurobiologiques Rapports verbaux Profil de l historique de la pratique Questionnaires Interviews Carnet de bord Analyse temporelle Rapports verbaux Williams, A. M., & Ericsson, K. A. (2005). Perceptual-cognitive expertise in sport: Some considerations when applying the expert performance approach. Human Movement Science, 24(3),

5 Introduction générale modèle général du fonctionnement perceptivo-moteur Mémoires Représentations Intentions Attention identification Contrôle Systèmes perceptifs localisation Prise de décision programmation Entrées sensorielles Commandes motrices effecteurs environnement 5

6 Introduction générale le modèle général du fonctionnement perceptivo-moteur Deux grands types de processus participent à la performance motrice: la prise de décision l exécution et le contrôle de l action motrice L importance de leur implication dépend des caractéristiques de la situation et, notamment, du niveau d incertitude, de la pression temporelle et du niveau de précision exigé. 6

7 2) les caractéristiques de l expertise perceptivomotrice et cognitive Principaux résultats de la comparaison expert-novice L expert(e) dans les activités perceptivo-motrices: - Mémorise, rappelle ou reconnaît une plus grande quantité d informations sur des situations structurées que les autres pratiquants, lorsque l information est présentée brièvement, et lorsqu elle est spécifique du domaine d expertise. - Exprime plus de connaissances déclaratives, stratégiques et procédurales sur son domaine d expertise. Ces connaissances participent à l expertise et ne sont pas uniquement un «sous-produit». -N a pas de supériorité dans des habiletés «de base» non spécifiques (visuelles, sensorielles, vitesse de réaction etc) Helsen, W. F., & Starkes, J. L. (1999). A multidimensional approach to skilled perception and performance in sport. Applied Cognitive Psychology, 13(1),

8 2) les caractéristiques de l expertise perceptivomotrice et cognitive L expert(e) dans les activités perceptivo-motrices: -Mais traite plus rapidement et avec plus de pertinence les informations spécifiques à son domaine. -Utilise des pré-informations pour l anticipation et la prise de décision -Sélectionne les informations pertinentes à la préparation et au contrôle de l action Helsen, W. F., & Starkes, J. L. (1999). A multidimensional approach to skilled perception and performance in sport. Applied Cognitive Psychology, 13(1),

9 2) les caractéristiques de l expertise perceptivomotrice et cognitive Expertise et prise de décision Prendre une décision dans une situation donnée implique : une identification de la situation (catégorisation) la sélection de la réponse la plus pertinente à donner La mémoire joue un rôle central dans ces processus: comme base de données pour interpréter la situation et choisir la réponse pour organiser l information et la mémoriser Le rôle de la mémoire a été initialement étudié chez les joueurs d échecs Simon, H. A., & Chase, W. G. (1973). Skill in chess. American Scientist, 61, Gobet, F. (1998). Expert memory: a comparison of four theories. Cognition, 66,

10 Exemple d étude de la mémoire experte Pourcentage de pièces correctement rappelées en fonction du temps d exposition (abscisses) et du niveau du sujet. En haut : situations de jeu En bas : disposition aléatoire des pièces Gobet, F., & Simon, H. A. (2000). Five seconds or sixty? Presentation time in expert memory. Cognitive Science, 24(4),

11 Expertise et mémoire Les experts ont un empan mnésique (quantité d information en mémoire de travail) supérieur à celui des novices, mais uniquement pour des informations liées à leur domaine d expertise. Ille, A., & Cadopi, M. (1999). Memory for movement sequences in gymnastics: Effects of age and skill level. Journal of Motor Behavior, 31(3),

12 Expertise et mémoire Tenenbaum &col (1999) expérience 1 Exemple: mémorisation d enchainement de gymnastique au sol 48 gymnastes féminines 2 groupes d âge : 6-8 ans et ans Dans chaque groupes : sujets différenciés par leur niveau d habileté : expertes ou novices Tâche: on présente aux sujets 12 cartes représentant des éléments de gymnastique pendant 20 secondes. Ces mouvements ne présentent pas de grande difficulté technique Elles doivent ensuite rappeler ces éléments dans l ordre Une semaine plus tard (essai 2), on présente à nouveau les 12 cartes, mais les éléments 5 et 7 ont été masqués (carte vierges) Les sujets doivent rappeler dans l ordre tous les 12 éléments Tenenbaum, G., Tehan, G., Stewart, G., & Christensen, S. (1999). Recalling a floor routine- The effects of skill and age on memory for order. Applied Cognitive Psychology, 13(2),

13 Expertise et mémoire Tenenbaum &col (1999) expérience 1 Résultats: Effet de primauté et de récence (uniquement pour le score de rappel libre) Effets de l âge et de l expertise Pour les éléments 5 et 7, les expertes plus âgées les rappellent mieux lors du second essai (où ils n étaient pas présentés) Tenenbaum, G., Tehan, G., Stewart, G., & Christensen, S. (1999). Recalling a floor routine- The effects of skill and age on memory for order. Applied Cognitive Psychology, 13(2),

14 Expertise et mémoire Tenenbaum & col (1999) expérience 2 Protocole similaire à celui de l expérience 1 Tâche: on présente aux sujets 10cartes représentant des éléments de gymnastique pendant 20 secondes. Ces mouvements ne présentent pas de grande difficulté technique Elles doivent ensuite rappeler ces éléments dans l ordre Une heure plus tard (essai 2), on demande aux sujets de rappeler les 10 éléments. Encore une heur plus tard on représente les 10 cartes (celles des éléments 5 et 7 sont vierges) et nouveau rappel Tenenbaum, G., Tehan, G., Stewart, G., & Christensen, S. (1999). Recalling a floor routine- The effects of skill and age on memory for order. Applied Cognitive Psychology, 13(2),

15 Expertise et mémoire Tenenbaum &col (1999) expérience 2 Résultats expérience 2 Tenenbaum, G., Tehan, G., Stewart, G., & Christensen, S. (1999). Recalling a floor routine- The effects of skill and age on memory for order. Applied Cognitive Psychology, 13(2),

16 Expertise et mémoire Ille & Cadopi (1999) Mesure de l empan mnésique en mémoire de travail chez des gymnastes en fonction de l âge et de l expertise 7,5 empan mnésique (nombre de mouvements) 7 6,5 6 5,5 5 4, ans ans ans âge novices expertes Interprétation: Bases de connaissances Stratégies d encodage multiple chez les expertes Ille, A., & Cadopi, M. (1999). Memory for movement sequences in gymnastics: Effects of age and skill level. Journal of Motor Behavior, 31(3),

17 La reconnaissance de patterns de jeu en sport collectifs : existe-t-il un transfert des schémas de jeu d un sport à l autre? Expérience: 6 groupes de sujets qui se différencient par le sport pratiqué (football, hockey sur gazon, volley-ball) et leur niveau d habileté (experts: haut niveau de compétition, novices: moins de 2 ans de pratique). procédure: Dans une première phase, on montre aux sujets 32 séquences de 10 secondes dans l un des 3 sports, la moitié étant «structurée» (séquence d attaque), l autre «non structurée» (période d arrêt de jeu). Dans une seconde phase, on présente aux sujets 32 séquences. 16 ont déjà été vues (8 structurées, 8 non structurées) et 16 sont nouvelles (8 structurées, 8 non structurées). La tâche consiste à répondre «oui» si le sujet estime que la séquence a déjà été vue, et «non» si il pense qu elle est nouvelle. On mesure le temps de réaction et la justesse de la réponse. Chaque sujet est testé dans chacun des sports. Smeeton, N.J., Ward, P. & Williams, M. (2004). Do pattern regognition skills transfer across sports? A preliminary analysis. Journal of Sport Sciences, 22,

18 La reconnaissance de patterns de jeu en sport collectifs :existe-t-il un transfert des schémas de jeu d un sport à l autre? experts novices Séquences structurées : Scènes structurées VB HK FB Pas de différence entre les joueurs de football et de hockey. Les joueurs de volley (notamment les experts) sont plus lents face aux situations de foot et de hockey que les 2 autres groupes Scènes non structurées Séquences non structurées : Pas d effet du sport pratiqué ni de l expertise Smeeton, N.J., Ward, P. & Williams, M. (2004). Do pattern regognition skills transfer across sports? A preliminary analysis. Journal of Sport Sciences, 22,

19 La mémorisation des situations est-elle explicite? Expérience 3 groupes de sujets: -Experts en football (+ de 10 ans de pratique) -Entraîneurs de football -Novices (pas d expérience en football) On présente au sujet, sur un écran d ordinateur, des photographies de scènes de jeu en football. Le sujet doit décider l action qu il ferait s il était porteur du ballon : passer, tirer au but, ou dribbler. Après la réponse, l image suivante est affichée. A l insu du sujet, certaines images sont présentées deux fois, soit de façon identique, soit de façon symétrique (image en miroir). On mesure le temps de réponse. Zoudji, B. and B. Thon (2003). Expertise and implicit memory: Differential repetition priming effects on decision making in experienced and inexperienced soccer players. International Journal of Sport Psychology 34(3):

20 La reconnaissance est-elle explicite? response time (ms) First Second Symmetric presentations Second Same novices coaches experts On observe un effet d amorçage par répétition uniquement chez les experts et chez les entraîneurs, et uniquement lorsque la deuxième présentation est identique à la première. Cet amorçage concerne les aspects «physiques» (perceptifs) de la situation, et non sa «sémantique» Un questionnaire permet de révéler qu aucun sujet n a détecté la répétition de certaines images : effet implicite. Zoudji, B. and B. Thon (2003). Expertise and implicit memory: Differential repetition priming effects on decision making in experienced and inexperienced soccer players. International Journal of Sport Psychology 34(3):

21 Plusieurs niveaux de fonctionnement du sujet dans l action Habiletés stratégiques connaissances SYMBOLES Règles schémas Habiletés tactiques SIGNES Procédures automatisées Habiletés techniques SIGNAL Données perceptives (situation) action D après Rasmussen, J. (1985). The role of hierarchical knowledge in decision making and system management. IEEE transactions on systems, man and cybernetics, 2,

22 Expertise et contrôle de l action L expert atteint un haut niveau de performance (vitesse, précision) au moindre coût (en termes de traitement de l information) Modifications du mode de contrôle de l action avec la pratique stade verbal stade verbal moteur stade moteur stade autonome automatismes Passage d un contrôle visuel à un contrôle kinesthésique ou un contrôle pro-actif (programme moteur) 22

23 L influence de l expertise sur la dépendance aux informations visuelles Tâche : traversée de poutre Full : vision complète No : sans vision Distorded left : champ visuel déplacé vers la gauche (lunettes prismatiques) Distorded right : champ visuel déplacé vers la droite Les expertes sont moins perturbées par le changement de contexte visuel que les novices. Résultats en accord avec l hypothèse de Fleishman & Rich Robertson, S., & Elliott, D. (1996). The influence of skill in gymnastics and vision on dynamic balance. International Journal of Sport Psychology, 27(4),

24 Limites du paradigme expertnovice La mise en évidence d un fonctionnement différent de l expert par rapport au novice peut être : Une conséquence de la plus grande quantité de pratique menant à l expertise Une cause de l engagement du sujet dans une pratique conduisant à l expertise

25 2) La construction de l expertise a) Les différentes hypothèses b) le rôle de la pratique c) Quel type de pratique : la pratique délibérée d) Pratique et autocontrôle de l apprentissage e) Adaptation de la difficulté de la tâche au niveau d habileté 25

26 2) La construction de l expertise a) Les différentes hypothèses Facteurs innés ou acquisition par l expérience? - Les génies seraient doués d une grâce «divine» - Francis Galton (1869) observe que des individus «éminents» dans leur domaine ont plus de chances (statistiquement) d avoir un parent proche lui-même éminent dans le même ou un autre domaine. Il en conclut à la transmission héréditaire des «talents» ou des «capacités naturelles» à atteindre un haut niveau. - Les travaux plus récents minimisent la part de l hérédité (sauf pour certaines caractéristiques physiques) dans l expertise perceptivo-motrice et privilégient l acquisition par l expérience, le rôle de la pratique et l influence du milieu social. 26

27 2) La construction de l expertise Hypothèses génétique Si les différences inter-individuelles de performances sont dues à des facteurs génétiques, alors elles devraient rester relativement constantes dans le temps. On devrait donc observer de fortes corrélations entre les performances mesurées à l instant t et à l instant t+δt chez les mêmes individus. 27

28 2) La construction de l expertise Âge (en années) Corrélations entre les meilleures performances réalisées chaque année par l élite des sauteurs en hauteurs français entre 16 et 23 ans. in Famose JP & Durand M. (1988). Aptitudes et performances motrices. Paris: Editions Revue EPS. 28

29 2) La construction de l expertise Les corrélations diminuent lorsque l intervalle de temps augmente. Par exemple, il est impossible de prédire le niveau de performance atteint à 19 ans à partir des mesures effectuées à 16 ans. 29

30 2) La construction de l expertise b) le rôle de la pratique L atteinte d un niveau exceptionnel dans un domaine demande une très grande quantité de pratique répartie sur plusieurs années Règles des «10 ans» émise par Simon et Charness (1973) pour les joueurs d échecs, et retrouvée dans la plupart des domaines (sport, musique, littérature, science, etc) Les effets de la pratique ne sont pas linéaires : l amélioration des performances est très rapide au début, et devient de plus en plus faible. L amélioration demande donc d autant plus de temps et de pratique que le sujet est expert! 30

31 2) La construction de l expertise Décroissance des erreurs dans une tâche de jonglage en fonction de la quantité de pratique Trussel (1965) 4 essais 8 essais > 16 essais Tâche : jonglage à 3 balles 27 séances (3 /semaines pendant 9 semaines) de 75 lancers évaluation: nombre d erreurs 31

32 2) La construction de l expertise c) Quel type de pratique? Ericsson & col (1973) montrent que la «nature» de la pratique a autant d importance que sa quantité. Ils distinguent trois grands types de pratique : le jeu : pas d exigence particulière la pratique délibérée : recherche de l amélioration des performances, droit à l erreur la pratique dans le travail (ou la compétition) : atteinte de la performance maximale, pas de droit à l erreur, pression sociale. Exemple : un musicien peut pratiquer un instrument pour le plaisir (jeu), faire des gammes et des exercices pour améliorer sa maîtrise de l instrument (pratique délibérée) ou exécuter une sonate dans un concert devant un public (travail) Idem en sport.. Ericsson, K. A., Krampe, R. T., & Tesch-Römer, C. (1993). The role of deliberate practice in the acquisition of expert performance. Psychological Review, 100(3),

33 2) La construction de l expertise c) Quel type de pratique? La pratique délibérée est caractérisée par un fort engagement de l individu dans: la recherche de stratégies optimales pour exécuter la tâche et améliorer les performances l exploration de différentes solutions Elle peut se dérouler seul, en groupe ou encadrée Elle se déroule quotidiennement, et plusieurs heures par jour Elle demande des efforts et de l attention Les activités sont bien définies et leur difficulté adaptée au pratiquant Elle ne conduit pas à des récompenses sociales ou matérielles immédiates Elles peut être coûteuse sur le plan financier (pour la famille chez les jeunes pratiquants) Elle est le plus souvent ennuyeuse à pratiquer (sauf peut être en sport?) Elle suppose donc un très haut niveau de motivation Ericsson, K. A., Krampe, R. T., & Tesch-Römer, C. (1993). The role of deliberate practice in the acquisition of expert performance. Psychological Review, 100(3),

34 2) La construction de l expertise c) Quel type de pratique? Côté & Hay (2002) distinguent le jeu (libre ou délibéré) et la pratique (structurée ou délibérée) Dimensions Jeu Libre Jeu délibéré Pratique structurée BUT Plaisir (fun) Plaisir (fun) Amélioration de la performance Pratique délibérée Amélioration de la performance Perspective Processus Processus et expérience Résultats Résultats Contrôle (monitored) Pas de contrôle Peu contrôlé Contrôlée Soigneusement contrôlée Correction Pas de correction Pas de focalisation sur la correction immédiate Focalisation sur la correction (souvent avec un apprentissage par la découverte) Focalisation sur la correction immédiate Gratification Immédiate Immédiate Immédiate et différée différée Source de plaisir Inhérente (intrinsèque) Surtout inhérente Surtout extrinsèque extrinsèque Côté, J., & Hay, J. (2002). Children s involvement in sport: A developmental perspective. In J. M. Silva & D. Stevens (Eds.), Psychological foundations of sport (pp ). Boston: Merrill. 34

35 2) La construction de l expertise c) Quel type de pratique? Les experts passent successivement par 3 grandes phases Phase I : les sujets manifestent, à un jeune âge, certains «talents» et prennent du plaisir à pratiquer l activité. (Jeu) Pour certains d entre eux, les parents (le plus souvent) suggèrent une pratique plus encadrée et structurée (phase II) Pour certains qui se sont engagés dans la phase II, la recherche de la performance devient importante (phase III) et la pratique devient «professionnelle», à plein temps (pratique délibérée) et institutionnalisée La passage d une phase à l autre est souvent déterminé par des influences sociales Ericsson, K. A., Krampe, R. T., & Tesch-Römer, C. (1993). The role of deliberate practice in the acquisition of expert performance. Psychological Review, 100(3),

36 2) La construction de l expertise c) Quel type de pratique? Approches empiriques La quantité de pratique délibérée pour un pratiquant est estimée à partir de questionnaires ou par la tenue d un carnet de bord où toutes les activités sont consignées sur une période donnée. Les données recueillies montrent que ce qui différencie les pratiquants de différents niveaux, c est la quantité de pratique délibérée. Ex: En 10 ans, les meilleurs violonistes ont accumulé plus de 7000 heures de pratique, les bons 5000 heures et les enseignants 3000 heures. Ericsson, K. A., Krampe, R. T., & Tesch-Römer, C. (1993). The role of deliberate practice in the acquisition of expert performance. Psychological Review, 100(3),

37 2) La construction de l expertise c) Quel type de pratique? Approches empiriques Des résultats similaires sont observés dans le domaine du sport Mais il semble que la quantité de pratique en compétition doit aussi être prise en compte, dans la mesure où le stress joue un rôle important, et n est essentiellement vécu que lors de la compétition. de même, le «jeu» délibéré doit aussi être considéré comme une pratique importante dans le développement de l expertise, notamment en début de carrière. Singer, R. N., & Janelle, C. M. (1999). Determining sport expertise: from genes to supremes. International Journal of Sport Psychology, 30,

38 Le rôle de la pratique Évaluation de la quantité de pratique selon le niveau d expertise Exemple chez les violonistes Ericsson, K. A., Krampe, R. T., & Tesch-Römer, C. (1993). The role of deliberate practice in the acquisition of expert performance. Psychological Review, 100(3),

39 Le rôle de la pratique Évaluation de la quantité de pratique selon le niveau d expertise Exemple en lutte Hodges, N. J., & Starkes, J. L. (1996). Wrestling with the nature of expertise- A sport specific test of Ericsson, Krampe and Tesch-Romer's (1993) theory of ''deliberate practice''. International Journal of Sport Psychology, 27(4),

40 Le rôle de la pratique Évaluation de la quantité de pratique selon le niveau d expertise Exemple en hockey Soberlak, P., & Cote, J. (2003). The Developmental Activities of Elite Ice Hockey Players. Journal of Applied Sport Psychology, 15(1),

41 Adaptation de la difficulté de la tâche et des conditions de pratique aux capacités de l apprenant : la notion de «challenge point» La difficulté de la tâche est un des déterminants de l engagement du sujet dans la pratique Guadagnoli, M.A. & Lee, T.D. (2004). Challenge Point: A Framework for Conceptualizing the Effects of Various Practice Conditions in Motor Learning. Journal of Motor Behavior, 2004, Vol. 36, No. 2,

42 Adaptation de la difficulté de la tâche aux capacités de l apprenant : la notion de «challenge point» Relation entre difficulté fonctionnelle (: relative au niveau d habileté de l acteur) et information potentielle liée à l exécution de l action pour différent niveaux d habileté 42

43 Adaptation de la difficulté de la tâche aux capacités de l apprenant : la notion de «challenge point» 43

44 Adaptation de la difficulté de la tâche aux capacités de l apprenant : la notion de «challenge point» Nécessité d adapter la difficulté de la tâche, le niveau d habileté de l apprenant et la difficulté de la situation d apprentissage : -pratique aléatoire pour tâches simples, mais bloquée pour tâche complexe -Pratique bloquée pour novices, mixe pour intermédiaires, aléatoire pour experts -Feedback fréquent pour novices, plus rares pour experts 44

45 conclusion La pratique est la seule voie vers l excellence. Le «talent», le «don» ou le «génie» ne suffisent pas. L engagement dans la pratique (notamment la pratique délibérée) est en grande partie déterminé par le contexte social.