Les notions nécessaires à la compréhension de notre contexte

Les notions d’apprentissage et d’apprentissage moteur

Qu’est-ce que c’est un apprentissage? Selon le dictionnaire7, l’apprentissage est «une modifi-cation du comportement humain à travers l’expérience ». Si nous appliquons donc cette défi-nition, dès notre naissance nous vivons dans un apprentissage continuel tout au long de la vie. Nous apprenons à marcher, à parler, à lire, à écrire,… Chaque expérience avec l’environnement qui nous entoure nous amène à un apprentissage. Dans cette partie théorique, le focus sera surtout mis sur l’apprentissage moteur, vu que ce travail porte sur les sciences du mouvement et du sport, et plus précisément sur le domaine de la perception et du contrôle du mouvement. Comme déjà mentionné, dès le plus jeune âge, nous sommes confrontés à des situations où pour s’adapter il faut apprendre quelque chose. Notre corps, à la naissance n’est pas encore totalement prêt à tout apprendre, mais grâce à la maturation des systèmes nerveux, squeletti-que et musculaire nous apprenons à bouger.

Déjà avec des activités réflexes comme la succion et la rotation ciblée de la tête, les bébés s’adaptent au nouvel environnement et apprennent à satisfaire le besoin fondamental de se nourrir. L’apprentissage se fait donc naturellement pour nécessité. Deux autres réactions : le redressement de la tête-tronc et la marche automatique sont aussi des anticipations fonctionnelles des acquisitions qu’il y aura par la suite.8 Notre corps est en fait génétiquement programmé pour apprendre, il faut juste attendre l’état de ma-turation optimal. La compétence motrice du bébé lui permet assez précocement d’établir des contacts sociaux avec son environnement et de faire les expériences perceptives nécessaires à son développe-ment.9 Dans la première année de vie il y a une prolifération de connexions synaptiques, à 6 ans le volume du cerveau est déjà au 90%, tandis que celui du corps est encore au 50%. A 12 ans la myéline est complètement formée autour des axones (ce qui permet un traitement plus rapide des informations) et de 12 à 20 ans nous sommes dans une période dite de « haute plas-ticité cérébrale »10, où le principe use it or lose it11 résume bien notre condition cérébrale. Notre cerveau apprend vite et consolide les gestes moteurs qu’on utilise/entraîne beaucoup et détruit les connexions synaptiques peu utilisées. C’est pour cette raison que nous avons plus de facilité à apprendre quand on est jeunes, que ce soit à l’école (apprentissages cognitives) ou dans le sport (apprentissages moteurs). Il faut toutefois faire attention à ne pas vouloir surmonter le développement naturel du corps et du cerveau; par exemple Andersson (2014) a démontré que apprendre à nager à 3 ans nécessite 80 cours, tandis qu’à 8 ans il en faut seule-ment 20.

Après avoir donné une définition de l’apprentissage, et une brève explication sur le dévelop-pement du système nerveux qui permet toute sorte d’apprentissage, une autre question se po-se : comment apprenons-nous les gestes moteurs ? On va chercher à répondre à cette question à l’aide des deux principales théories cognitives sur le contrôle moteur, illustrées brièvement dans les prochains paragraphes. En général, les théories du contrôle moteur tiennent compte de quatre variables : les étapes d’apprentissage, le type de tâche à réaliser, la pratique et le feedback.12 On va les expliquer brièvement ici de suite. Selon Fitts et Posner (1967), il y a trois étapes ou phases d’apprentissage. La première est celle « cognitive » où l’individu connait chaque séquence du mouvement à réaliser mais il ne sait pas encore comment l’exécuter. Il y a par la suite l’étape dite « associative » où à travers la répétition motrice les erreurs diminuent et l’exécution se raffine peu à peu (la performance devient moins variable). Et pour finir, il y a la phase « automatique » où comme le dit le mot, le geste moteur devient automatique et nécessite un moindre effort cognitif pour être exécutée (habilité motrice apprise et maîtrisée). Les figures 4, 5, 6 et 713 présentent un résumé de chaque phase avec ses caractéristiques et un graphique avec le niveau attentionnel nécessaire dans chaque phase (et quelle partie du cerveau est plus utilisée).

Théorie du schéma de Schmidt (1975). Cette théorie se base sur la notion de programme moteur généralisé (PMG). Schmidt regroupe les mouvements similaires sous le même PMG en fonction des invariants et des paramètres à définir. Un PMG définit une même classe de mouvement avec des informations sur la sé-quence des contractions musculaires, le temps relatif pour produire l’action ainsi que la force relative nécessaire. Un PMG peut être cependant affiné, en variant le groupe musculaire im-pliqué, la durée absolue et la force absolue des impulsions motrices. Ces ajustements corres-pondent aux schémas de réaction moteurs (des règles qui lient les paramètres aux variations environnementales). Schmidt fait la distinction entre schémas de rappel (qui s’occupent des mouvements ouverts) et schémas de reconnaissance (pour les mouvements fermés). Pour l’auteur, nous sommes toujours face à un problème qu’il faut résoudre en transférant nos connaissances issues de notre expérience. Une version graphique de cette théorie aussi est proposée dans les figures 9 et 10.

En conclusion, nous pourrions dire qu’aucune des théories (les deux présentées ci-dessus, mais aussi les autres existantes : théorie du réflexe, théorie hiérarchique, motor programming theory, théorie du système, théorie de l’action dynamique) n’explique complètement comment nous apprenons les mouvements ; chacune a ses limites et ses points forts. Chacune est appli-cable plus ou moins bien à des situations différentes. La seule solution pour se rapprocher d’une réponse à notre question initiale comment apprenons-nous ? est de connaître les princi-pes fondamentaux de chaque théorie et unir les points forts de l’une ou l’autre théorie. Dans notre expérience pratique, nous avons choisi un apprentissage moteur spécifique à un sport : la rondade, élément gymnique au sol. La difficulté de cette gestuelle n’est pas indiffé-rente, vu qu’elle se compose de plusieurs actes moteurs. Elle nécessite donc un bon contrôle moteur et des capacités de coordination développées. Selon les concepts que nous avons illus-trés dans ce chapitre, la rondade est une tâche fermée (environnement stable et actes moteurs prévisibles) qui appartient à un certain PMG affiné par différents schémas de réaction mo-teurs. On parlera plus dans le détail du mouvement rondade plus loin dans ce travail, avec un chapitre qui y est totalement dédié.

Apprentissage par imitation.

Il y a imitation quand un apprenant observe un modèle exécutant une action, et simultanément il le copie dans l’exécution. Le processus impliqué dans l’imitation est le même que nous uti-lisons dans la reconnaissance. Il nous permet en quelque sorte de comprendre le mouvement. L’imitation est la source d’apprentissage « instinctive » par excellence. Les enfants appren-nent spontanément par imitation : paroles, gestes, mimiques. Il a été démontré qu’aussi les animaux sont capables d’apprendre par imitation d’un modèle. Une expérience a été effectuée avec des bébés macaques, qui devaient imiter un humain dans le geste de tirer la langue. Ils l’imitaient tout à fait.17 L’imitation est une méthode très efficace, parce qu’elle permet l’identification (comme se voir en miroir), la communication (selon Bandura18 l’enfant peut jouer et échanger avec les autres par ce biais), la compréhension (des intentions des autres ; développement de l’empathie). Les mécanismes neuronaux sous-tendant l’imitation reposent notamment sur l’existence de « neurones miroir ». Ce type particulier de neurone a été découvert par Rizzolati et son équipe au début des années 1990. Ces neurones s’activent lors de l’exécution d’une action, mais aussi lors de l’observation de l’exécution de cette action et lors de l’imagination d’exécution. D’où le nom « miroir ».19 Dans notre expérience nous n’utilisons pas cette méthode, mais nous aurions pu créer une condition où le sujet avait comme feedback l’exécution réelle d’une rondade par l’expert. Dans ce cas, il y aurait eu un apprentissage par imitation.

Apprentissage par observation. Sheffield (1961) dans sa théorie de la représentation symbolique soutient que la démonstra-tion préalable à la pratique engendre déjà une séquence de réponses perceptives et symboli-ques (interprétation en fonction de l’expérience passée) sur le mouvement. Sheffield dit donc, contrairement aux théories du contrôle moteur qu’on peut parler d’apprentissage moteur mê-me avant d’avoir exécuté le geste, tandis que pour Adams et Schmidt, comme on l’a vu dans les paragraphes précédents, il faut avoir une expérience physique suivie d’un feedback pour parler d’apprentissage moteur. Blandin (2002) a démontré que la pratique physique couplée à l’observation d’un modèle conduisait à de meilleurs résultats que la simple pratique physique. Notre expérience utilise la méthode d’apprentissage par observation (de la vidéo et pas du modèle directement) couplé à la pratique, exactement comme chez Blandin. Chez nous, l’observation est la variable testée : l’observation d’un modèle (vidéo normale ou 3d, condi-tions 1 et 2) versus l’observation de soi-même (superposé au modèle, conditions 3 et 4). L’apprentissage par observation utilise les neurones miroirs aussi, en étant une imitation en différé. Pour être plus précis, nous pourrions définir apprentissage par observation les condi-tions 1 et 2, et apprentissage par comparaison les conditions 3 et 4. La comparaison requiert un effort cognitif plus important que l’observation mais permet de créer des feedbacks plus immédiats.

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Table des matières

I. Résumé
II.Introduction
III. Partie théorique
A. Les notions nécessaires à la compréhension de notre contexte
1. Les notions pédagogiques
1.1Innovations pédagogiques
1.2 Rôle de l’enseignant
1.3 Rôle de l’apprenant
1.4 Métacognition
1.5 Autoévaluation
1.6 Autorégultion
1.7 Relation pédagogique
2. Les notions d’apprentissage et d’apprentissage moteur
2.1 Définition et introduction
2.2 Théories du contrôle moteur
2.2.1 Théorie de la boucle fermée d’Adams (1971
2.2.2 Théorie du schéma de Schmidt (1975
2.3 Méthodes d’apprentissage
2.3.1 Apprentissage par imitation
2.3.2 Apprentissage par observation
2.3.3 Autres méthodes
3. La notion de feedback
3.1 Définition, types et caractéristiques
3.2 Feedback vidéo
3.3 Feedback vidéo virtuel interactif
3.4 Etat des travaux préliminaires
B. Le mouvement choisi – la rondade
4. Explication, décomposition et analyse du mouvement
5. Suite méthodologique : de la roue, à la roue ¼ de tour, à la forme finale
6. Les critères pour une bonne exécution
IV. Partie pratique-expérimentale
7. But et hypothèse de recherche
8. Méthode et plan d’expérience
9. Résultats
9.1 Analyses biomécaniques
9.2 Evaluation des juges
10. Discussion
V. Critiques
VI. Conclusion
VII. Sources
11. Bibliographie
12. Sitographie
VIII. Annexes
IX. Remerciements

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