Psychologie cognitive, sciences cognitives et théorie de l’information





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Psychologie cognitive, sciences cognitives et théorie de l’information.
I. Place de la psychologie cognitive dans les sciences cognitives.

A. Les deux sens de cognitif.
1er sens : Vient du latin « cognitio » (action de faire connaissance ou apprendre à connaître quelque chose). On peut avoir un sentiment de connaissance et avoir une réelle connaissance d’un objet. Les connaissances différent selon l’individu et elles ne sont pas équivalentes. Le système cognitif n’est pas même chez tous les individus mais ils fonctionne toujours pareil.
2ème sens : Processus mis en œuvre pour traiter des informations. Toute démarche est cognitive si elle consiste à TRAITER des informations pour permettre l’instauration d’une relation efficace entre l’organisme (individu) et son milieu.
B. Sciences cognitives : définitions.
1ère définition : Encyclopédie Universalis + Andler (1992). Les sciences cognitives ont pour objet d’écrire, d’expliquer le cas échéant de simuler les principales capacités et disposition de l’esprit humain comme par exemple le langage, le raisonnement, la perception, la planification de l’action, la coordination motrice…
2ème définition : Elle repose sur la notion de cognition c'est-à-dire accéder à la connaissance de la connaissance. La cognition réfère à tous les moyens, mécanismes, processus par lequel traite l’information de son milieu afin d’agir. Ici il s’agit de tous ce qui relève des activités dites intelligentes en opposition à celles dites réflexes.
C. Les cinq pôles des sciences cognitives.




1. L’intelligence artificielle (IA).
L’intelligence artificielle regroupe l’ensemble des processus et des techniques informatiques destinées à faire exécuter par une machine des tâches de raisonnement et de calcul que l’intelligence humaine est naturellement capable de faire.
1ère orientation : Faire accomplir à des machines des tâches habituellement effectuer par les hommes ( courant appliqué de l’IA).
2ème orientation (plus fondamentaliste) : Modéliser les activités cognitives à l’aide de programmes informatiques.
Il y a des précurseurs (protagonistes) à l’intelligence artificielle, ils pensaient pouvoir inventer des machines pensantes qui seraient capable de faire des opérations dites intelligentes par exemple prise de décision.


  • Machine, précurseur de l’ordinateur (1940) est Alan Turing (1912 - 1954).

  • Construction du 1er ordinateur (1950) par John Von Neumann (1903 - 1957).

  • Naissance de l’intelligence artificielle en août 1956 à Darthmouth lors d’un séminaire. Il y a eu réunion de plusieurs personnalités :




    • John Mc Carthy (né en 1927) : mathématicien.

    • Marvin Minsky (né en 1927) : mathématicien.

    • Claude Shannon (1916 - 2001) : ingénieur.

    • Herbert Alexander Simon (1916 - 2001) : théoricien des organisations.

    • Allen Newell (1927 - 1992) : mathématicien.


GPS : General problem solver par Simon et Newell
1er programme informatique « intelligent » capable de résoudre toutes sortes de problèmes logiques comme par exemple une addition où les chiffres ont été remplacés par des lettres.
DONALD + GERALD = ROBERT

526485 + 197485 = 723970
2. La psychologie cognitive.


  • Naissance aux Etats-Unis vers la fin des années 1950.

  • Précurseurs : Deux professeurs de psychologies à Harvard :




    • Georges Armitage Miller (né en 1920).

    • Jerome Seymour Bruner (né en 1915).


La psychologie cognitive est née en réaction au behaviorisme.

1960 : Miller et Bruner fondent à l’université de Harvard le premier Centre d’Etude Cognitives (Harvard Center of Cognitive Studios).
Approche cognitive et approche behavioriste : Des différences dans la méthode et la théorie.
 Sur le plan de la méthode le behaviorisme se contente d’observer le comportement extérieur de l’individu alors que le cognitivisme « force » l’entrée du cerveau pour comprendre comment il fonctionne.

 Sur le plan théorique le behaviorisme considère que la pensée fonctionne comme une sorte de mécanisme automatique qui enregistre passivement les données venues du milieu extérieur et y regarde la combinaison d’actions réflexes.
Pour les cognitivistes, toutes connaissances supposent la sélection et l’interprétation des informations reçus. L’humain met en place des stratégies de réponses adaptées à la situation. Pour Miller et Bruner se qui est important, c’est de connaître les modalités par lesquelles les comportements s’élaborent. Il va falloir s’intéresser au processus de traitement des informations, à la planification des comportements et des représentations des connaissances.

Définition de la psychologie cognitive : On peut la définir comme étant l’étude des grandes fonctions mentales comme par exemple la perception (à l’origine de tout), la mémoire, mais aussi le langage, le raisonnement, l’attention (mécanisme attentionnelle) ou encore l’intelligence.
Les principaux domaines de la psychologie cognitive (d’après Solso, 1995)


3. Les neurosciences (ou science du cerveau).
Définition : Ensemble des disciplines biologiques et chimiques qui étudient le système nerveux.

* Neuroanatomie : Cela se charge de donner une description détaillée du cerveau humain (de la cellule aux grands centres corticaux).
Wihelm Waldeyer (1836-1921) : La première fois qu’on identifia et nomma les neurones fût en 1891.
* Neurophysiologie : C’est la science des mécanismes et des fonctionnements du système nerveux.
* Neurobiologie : Etudie le fonctionnement des cellules et des tissus nerveux.
La neurophysiologie et la neurobiologie marchent ensemble car on ne peut pas faire de la neurophysiologie sans avoir faire de la neurobiologie en priorité.
* Neuroendocrinologie : Traite des rapports entre le système nerveux et le système endocrinien (système hormonal). Ces deux systèmes interagissent l’un sur l’autre. En particulier on sait que le cerveau commende les glandes endocrine (hypothalamus…).
* Neuropsychologie : Etudie les liens entre le fonctionnement cérébral et les comportements qui lui sont associés. Cette discipline se fonde essentiellement sur les désordres psychologiques survenant après des lésions cérébrales (on regarde sur des patients).
Paul Broca (1824 - 1880) : En 1861, il met en évidence une zone spécialisé de notre cerveau qui est lié au langage (aphaxie).

Carl Werniche (1848 - 1905).
4. La linguistique.
Définition : Etude comparative et historique des langues.
Noam Chomsky (né en 1928) : Linguiste américain. Il défend l’idée que l’enfant né avec un équipement nécessaire pour l’acquisition du langage en générale et non pas d’une langue en particulier. Pour lui tous les individus connaissent une langue à intériorisée, un système de règle qui doit normalement lui permettre de produire, et de comprendre une infinité d’énoncé.
1957 : Grammaire générative  Modèle théorique
5. Philosophie de l’esprit.
Jerry Fodor (né en 1935) : Etudie la pensée d’un point de vue philosophique. L’esprit de science cognitive, c’est d’arriver à mettre en communs des connaissances sur le fonctionnement d’individu. Les connaissances sont issues de différentes disciplines.
D. Les sciences cognitives : un projet transdisciplinaire.
On fait appel à des linguistes, à des psycholinguistes, à des neuroanatomistes, à des neurologues.
Il y a trois étapes :


  • Capture de l’information et interprétation  perception.

  • Codage de l’information.

  • Stockage des informations pour adapter le comportement aux variations de l’environnement.


II. La notion d’information dans les sciences cognitives.
Tous organismes vivants reçoivent donc des informations de son environnement. Tous organismes vivants ne peuvent survivre que grâce à l’existence de communication avec l’environnement. Pour qu’une communication puisse s’établir il faut qu’une certaine information soit transmise à un destinataire.
A. La théorie mathématique de la communication et de l’information par Shannon et Weaver (1949). Ce sont deux ingénieurs.
Théorie contenant deux parties :
* Comment ça marche  idée générale d’un système de communication (description).

* Méthode mathématique pour quantification de l’information transmit (information la même à l’entrée et à la sortie).
Un dispositif de transmission de l’information. Type Shannon et Weaver (1949).


Tout système de communication est constitué de cinq parties :
* Source qui choisit le message.

* Emetteur qui transforme le message en signal.

* Canal qui conduit le signal.

* Récepteur qui transforme le signal en message.

* Destinateur qui reçoit le message.
Théorie étendue aux machines (ordinateur) puis au langage, à la génétique, à la psychologie pour certains éléments, surtout sur le « canal » d’information qui se trouve dans le cerveau.
Diapo 13
Les linguistiques sont les premiers à s’être intéresser aux travaux de Shannon et Weaver.

On est en présence d’un modèle linéaire et statistique (se fait que dans un sens). Avec la rétroaction, les modèles deviennent circulaires.
1. Application de la théorie de la communication et de l’information à la psychologie.
Il y a des applications à :


  • Activités sensorielles (perception).

  • Le langage.

  • La communication verbale.

  • L’intelligence.

  • Le fonctionnement des groupes / Les communications sociales.


Son rapport en psychologie : Conceptualisation du système cognitive en terme de canal d’information à capacité limitée. L’idée qui séduit la psychologie c’est le passage de l’information par un canal. Notre cerveau a une certaine capacité. Conceptualisation du système cognitif en terme de canal d’information à capacité limitée. Notion très développée par MILLER dans l’article « le nombre magique 7+ - 2 » (1956), on a une capacité limitée. Il montre la constance de l’information transmise par le canal humain. Cette constance est égale à 7 + - 2 unités élémentaires d’information (UEI).
Critiques faites : MILLER a utilisé des stimuli non familier et unidimensionnels et ils étaient indépendants des uns des autres. Critique sur la nature des stimuli. Donc il a refait d’autres études avec la prise en compte de ces critiques. Il cherche à nouveau à quantifier les choses.
FORGLAHMCSPDUIT / IUTFACOMSGLPDRH
Quand on organise les choses on rappel beaucoup plus d’informations. En réalité les unités mémorisés dans la seconde tâche ne sont pas des lettres mais des groupes de lettres (= Chunks  Ensemble intégré ou organisation d’informations élémentaires) UEI  Chunks. Chaque Chunks peut contenir 7 + - 2 UEI. Donc la limite de la mémoire est de 7 + - Chunks, donc 49 UEI. Cela permet en partie d’expliquer de nombreux numéro de téléphones enregistrables.
III. Le model de traitement de l’information en psychologie.
Model actuellement dominant en psychologie cognitive. On peut découper un comportement humain en petites étapes successives de traitement.
Etapes toujours présentes / Fondamentales :


  • Réception de l’information.

  • Encodage de l’information.

  • Stockage.

  • Récupération de l’information.

A. Le paradigme de traitement de l’information.
La psychologie cognitive est un champ scientifique. Elle se définit sur trois aspects :


  • Son contenu.

  • Sa méthode.

  • Son paradigme.


Son contenu : Etude des processus mentaux supérieur (mémoire, apprentissage).

Sa méthode : Méthode expérimentale de toutes les sciences.

Son paradigme : Traitement de l’information.
Définition : Ensemble de règles conventionnelles à l’œuvre à un moment donné dans une discipline donnée. Choses partagées par la communauté de chercheurs, mais elles peuvent être modifiées. Donc un paradigme ne cesse d’évoluer. Et qu’à force de l’avoir modifié, il n’y a plus rien d’origine, donc il meurt. On cherche à pouvoir relevé dans un comportement les étapes de l’information, leur acquisition, le développement, son stockage, son rappel, et son utilisation.

On sait que l’individu humain stocke des informations en utilisant des symboles, hors la fonction d’un symbole est de représenter les choses.

La psychologie cognitive tente de comprendre nos représentations mentales.
B. Décomposition des comportements en petites étapes de traitement.

1. DONDERS et la « vitesse des processus mentaux ».
Diapo 14
Il développe la méthode de chronométrie mentale. Elle permet de faire des mesures de vitesse de processus mentaux. Il propose des tâches (Types A, B, C).
Type A : Situation simple. Appuyer le plus rapidement possible quand la lumière s’allume. On mesure le temps de réaction (TR).
Type B : Il peut s’afficher différentes couleurs de lumières et il y a un bouton pour chaque couleur. On mesure le temps de réaction de choix (TRC) qui est composé du temps de catégorisation, du temps de sélection (du bouton) et du temps de réaction simple.
Type C : Plusieurs couleurs et un bouton. « Si la lumière est rouge alors appuyez sur le bouton ». On mesure le temps de catégorisation, le temps de réaction simple. Cela permet de calculer un temps de catégorisation (C – A) et un temps de sélection (B –C). Si le choix se fait entre 2 lumières le temps de catégorisation est d’environ 250 ms. Mais on n’est pas sur d’avoir isolé tous les processus.
2. STERNBERG et les images mentales.
Le balayage des images mentales. Principe de l’étude = Présentation sur un écran d’une courte liste de chiffres. Le nombre de chiffres dans la liste variaient de 1 à 6.
Question : Ce chiffre test appartenait-il à la liste ou pas ?
Pour répondre à cette question les individus doivent consulter leur mémoire. On enregistre le temps de réaction mit pour répondre à la question. On s’intéresse juste au temps de réaction en fonction de la liste.
Diapo 15
Conclusion :


  • Les temps de réaction sont fonction linéaire de la longueur de la liste de chiffres. Plus la mémoire de l’individu est pleine et plus ça lui prend du temps pour consulter sa mémoire.




  • Le temps de réaction pour les réponses « oui » évolue de façon strictement identique aux temps des réactions obtenues pour les réponses « non ». Lorsqu’on ajoute un chiffre dans la liste la consultation en mémoire prend 38 ms de plus. L’individu balaye toute la liste même quand il répond « oui ».


Diapo 16
STERNBERG décompose cette tache. Il trouve quatre étapes :


  • Encodage de la cible.

  • Recherche active en mémoire.

  • Sélection de la réponse.

  • Imitation de la réponse.


Si décomposition juste on doit pouvoir trouver des facteurs qui influencent chaque étape.
Diapo 17 : Exemple pour l’étape 2.

Diapo 18 : Lorsqu’on regarde la TV, implication de deux systèmes sensoriels au minimum.
C. Traitements dirigés par les données et traitements dirigés par les concepts.


  • Traitements dirigés par les données :




    • Analyse sensorielle (balayage de l’image).

    • Organisation perceptive.

    • Stockage en mémoire (éventuellement va et vient avec celle du dessus).

    • Recherche raisonnée d’une signification.

    • Décision d’ordre logique ou esthétique (qu’est ce qu’on voit).


Traitement également dit = Traitement ascendants = Bottom up processes = Stimulus driven processes => C’est un traitement qui commence par les stimulations sensorielles.



  • Traitements dirigés par les concepts ou traitements descendants = top down processes = Conceptually driven processes => Traitements effectués sur la base de connaissance antérieurs.


Exemples : Le dalmatien, le triangle de Kamizsa.
Si description de deux triangles et de trois ronds = Traitements dirigés par les concepts.
Quand quelqu’un parle  Traitements dirigés par les concepts, car il y a une anticipation (environ 50 % des mots) du fait qu’on connaît la langue.




Psychologie cognitive, sciences cognitives et théorie de l’information.

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