Comment la variabilité façonne l’apprentissage et la généralisation

La variabilité est d’une importance cruciale pour l’apprentissage de nouvelles compétences. Envisagez d’apprendre à servir au tennis. Devriez-vous toujours vous entraîner à servir exactement au même endroit sur le terrain, en visant exactement le même endroit ? Bien que s’entraîner dans des conditions plus variables sera plus lent au début, cela fera probablement de vous un meilleur joueur de tennis à la fin. En effet, la variabilité conduit à une meilleure généralisation de ce qui est appris.

Chihuahuas et dogues allemands

Ce principe se retrouve dans de nombreux domaines, y compris la perception de la parole, la grammaire et l’apprentissage des mots et des catégories. Par exemple, les nourrissons auront du mal à apprendre la catégorie « chien » s’ils ne sont exposés qu’à des chihuahuas, au lieu de nombreux types de chiens différents (chihuahuas, caniches et dogues allemands).

« Il existe plus de 10 noms différents pour ce principe de base », déclare Limor Raviv du MPI, chercheur principal de l’étude publiée dans Tendances en sciences cognitives. « L’apprentissage à partir d’entrées moins variables est souvent rapide, mais peut ne pas se généraliser à de nouveaux stimuli. Mais ces informations importantes n’ont pas été unifiées dans un cadre théorique unique, ce qui a obscurci le tableau d’ensemble. »

Pour identifier les modèles clés et comprendre les principes sous-jacents des effets de variabilité, Raviv et ses collègues ont examiné plus de 150 études sur la variabilité et la généralisation dans tous les domaines, notamment l’informatique, la linguistique, la catégorisation, l’apprentissage moteur, la perception visuelle et l’éducation formelle.

M. Miyagi

Les chercheurs ont découvert que, d’une étude à l’autre, il existe au moins quatre types différents de variabilité, tels que la taille de l’ensemble (par exemple, le nombre d’exemples ou d’emplacements différents sur le court de tennis) et la planification (par exemple, les horaires d’entraînement avec des ordres ou des décalages différents) . « Ces quatre types de variabilité n’ont jamais été directement comparés, ce qui signifie que nous ne savons pas actuellement lequel est le plus efficace pour l’apprentissage », explique Raviv.

L’impact de la variabilité dépend de sa pertinence ou non pour la tâche (on peut dire que la couleur du court de tennis n’est pas pertinente pour l’entraînement au service). Mais selon le « principe de M. Miyagi » (inspiré du film classique de 1984 « The Karate Kid »), la pratique de compétences apparemment sans rapport (comme le cirage des voitures) peut en fait bénéficier à l’apprentissage d’autres compétences (comme les arts martiaux).

Théories concurrentes

Mais pourquoi la variabilité impacte-t-elle l’apprentissage et la généralisation ? Une théorie est qu’une entrée plus variable peut mettre en évidence les aspects d’une tâche qui sont pertinents et ceux qui ne le sont pas (la couleur est utile pour faire la distinction entre les citrons et les limes, mais pas pour faire la distinction entre les voitures et les camions).

Une autre théorie est qu’une plus grande variabilité conduit à des généralisations plus larges. En effet, la variabilité représentera mieux le monde réel, y compris les exemples atypiques (comme les Chihuahuas).

Une troisième raison tient au fonctionnement de la mémoire : lorsque l’apprentissage est variable, les apprenants sont obligés de reconstruire activement leurs souvenirs.

Reconnaissance de visage

« Comprendre l’impact de la variabilité est important pour littéralement tous les aspects de notre vie quotidienne. En plus d’affecter la façon dont nous apprenons le langage, les habiletés motrices et les catégories, cela a même un impact sur nos vies sociales », explique Raviv. « Par exemple, la reconnaissance faciale est affectée par le fait que les gens ont grandi dans une petite communauté (moins de 1 000 personnes) ou dans une communauté plus grande (plus de 30 000 personnes). L’exposition à moins de visages pendant l’enfance est associée à une mémoire faciale diminuée. »

« Nous espérons que ce travail suscitera la curiosité des gens et générera plus de travail sur le sujet », conclut Raviv. « Notre article soulève de nombreuses questions ouvertes. Par exemple : la relation entre la variabilité et l’apprentissage est-elle globalement similaire d’une espèce à l’autre, ou existe-t-il des adaptations spécifiques à l’espèce ? Pouvons-nous trouver des effets similaires de la variabilité au-delà du cerveau, par exemple dans le système immunitaire ? ? »