Les recherches sur l’apprentissage implicite et la physique intuitive offrent, entre autres, une contribution intéressante et originale à l’étude des relations entre performance et connaissances verbalisables.

Le domaine des apprentissages implicites porte principalement sur l’apprentissage de règles ou régularités arbitraires apprises durant la phase initiale d’une expérimentation. En revanche, les situations expérimentales mises en place dans le cadre de la physique dite « na ïve » (raisonnements spontanés, raisonnements qualitatifs intuitifs, etc.) concernent des régularités du monde réel auxquelles, on peut supposer, un individu a été exposé maintes fois dans sa vie.

Les recherches sur les apprentissages implicites révèlent que le comportement d’un sujet peut se révéler sensible à la structure d’une situation sans que cette adaptation ne soit imputable à l’exploitation intentionnelle de la connaissance explicite de cette structure (Perruchet & Vinter, 1998). Des effets d’apprentissage ont été mis en évidence sans que les sujets aient conscience de l’existence de règles ou de régularités lorsque les situations expérimentales proposées sont structurées par des règles complexes. Par exemple, dans une situation dite « de contrôle » se situant dans une perspective partiellement orientée vers des applications ergonomiques, Berry et Broadbent (1984) ont demandé à des sujets de contrôler la production d’une usine fictive de sucre en variant le nombre d’ouvriers. L’équation du système était la suivante :

P1 = 20 * W – Po + R

où P1 représente la production atteinte au cycle suivant, Po la production actuelle, W le nombre de travailleurs impliqués, et R un terme aléatoire. Dans ce type de tâche, les sujets devenaient capables de prendre des décisions adaptées pour atteindre les objectifs spécifiés à l’avance. Avec la pratique, la performance s’améliore sans que la connaissance du système révélée par les protocoles verbaux augmente. Au fil des années, il s’est avéré toutefois que cette conclusion n’était pas aussi certaine qu’elle était tenue initialement. Les auteurs eux-mêmes ont été amenés à réviser leur position en reconnaissant avoir été incapables de répliquer les résultats de leur expérience princeps (Berry & Broadbent, 1995).

Dans des situations d’apprentissage séquentiel, un résultat surprenant a été obtenu par Lewicki, Hill, et Bizot (1988). Les sujets devaient indiquer le plus rapidement possible la localisation d’une cible pouvant prendre quatre positions. Du point de vue du sujet, la série de positions apparaissait comme une longue suite continue de 3 600 essais. Cette suite était en fait composée d’une succession de « blocs logiques » de cinq essais, la position des deux premiers essais étant toujours aléatoire. Chacun des trois derniers essais était complètement déterminé à partir des deux essais qui le précédaient immédiatement. Les résultats indiquent que les temps de réaction tendent à décroître avec les essais. Mais les temps de réaction aux trois derniers essais, prédictibles à partir de règles dont la découverte apparaît extrêmement complexe, décroissent plus rapidement que les temps de réaction aux deux premiers essais qui sont aléatoires. Les sujets acquièrent donc une sensibilité à la structure de la situation dont ils n’ont, par ailleurs, aucune connaissance consciente.

Ce profil de résultats a été constaté même chez des enfants, des sujets âgés et dans différents types de pathologies neuropsychologiques (pour une revue, cf. Meulemans, 1998). Les effets d’apprentissage implicite seraient présents tôt dans le développement et résisteraient aux effets du vieillissement. Par exemple, dans le domaine de l’acquisition d’habiletés sensori-motrices, des enfants d’âge préscolaire peuvent acquérir de manière implicite la connaissance d’un pattern dans une tâche de recherche visuelle où la localisation du stimulus est déterminée par un ensemble de règles ; ils peuvent également produire et énoncer des formes syntaxiques élaborées, tout en étant incapables de rapporter explicitement les règles sous-jacentes (Czyzewska, Hill, & Lewicki, 1991 ; Lewicki, Hill, & Czyzewska, 1992).

Par ailleurs, les situations expérimentales mises en place dans le domaine de la physique intuitive prévoient un questionnement du sujet sur le raisonnement déployé pour réaliser la tâche demandée (Shanon, 1976 ; Saltiel & Malgrange, 1979 ; Viennot, 1979 ; Caramazza, McCloskey, & Green, 1981 ; McCloskey, 1983 ; McCloskey, Washburn, & Felch, 1983 ; Crépault, 1989 ; Krist, Fieberg, & Wilkening, 1993 ; etc.). Ce type de questionnement indique que des erreurs de raisonnement (ou de connaissances sur lesquelles les raisonnements sont fondés) sont commises et elles persisteraient souvent malgré un enseignement de physique (Viennot, 1979).

Les résultats provenant d’études sur l’apprentissage de grammaires artificielles (apprentissage implicite) confirment les conclusions tirées de la physique intuitive. Ils indiquent, par exemple, que si les sujets font manifestement preuve d’apprentissage dans la tâche qui leur est proposée, ils se révèlent par contre incapables de rapporter explicitement les règles sous-tendant la grammaire ou de rendre compte de leur performance (Reber, 1967). D’après ces travaux, il existerait donc un décalage entre la performance et les connaissances verbalisables que nous allons examiner maintenant.

Qu’il s’agisse de rendre compte d’une activité qu’on vient de réaliser ou de verbaliser des connaissances sur le système (règles, principes, etc.), depuis de nombreuses années les protocoles verbaux ont fait l’objet de critiques, parfois virulentes, qu’il est nécessaire de prendre en considération (pour une revue, cf. Gufoni, 1995, 1996). Bien que des auteurs nient que la verbalisation puisse être une source privilégiée de connaissance des activités cognitives effectivement mises en œuvre au cours d’une action (Nisbett & Wilson, 1977), quelques-uns ont néanmoins essayé d’en circonscrire les conditions de validité (Hoc & Leplat, 1983 ; Caverni, 1988 ; White, 1988 ; Ericsson & Simon, 1993 ; Gufoni, 1995, 1996). Comme l’écrit George (1988), la difficulté à expliciter son comportement tient au fait que les éléments constitutifs d’un savoir-faire sont plus complexes que ce que l’on peut dire en mots. L’auteur attribue cette difficulté à une déficience du lexique usuel, mais aussi au fait que de nombreux mécanismes sont réalisés en dehors de tout contrôle conscient. En outre, certains savoir-faire constituent des habiletés qui ont été automatisées et ne s’expriment plus que par l’action.

La littérature relevant du domaine de l’apprentissage implicite montre que les connaissances verbales sont souvent dissociées de la performance. Il est courant de constater dans des tâches de grammaire artificielle, par exemple, une dissociation entre le test d’évocation verbale et la performance à la tâche de jugement de grammaticalité (Reber, 1967 (exp. 2) ; Seger, 1994 ; Frick & Lee, 1995). Cependant, les règles utilisées lors de la réalisation de la tâche pourraient ne pas avoir le même format que celles qui sont verbalisées. Elles pourraient aussi être plus complexes et moins stables que les dernières. Bref, le fait que le sujet ne puisse énoncer les règles de la grammaire formelle pourrait signifier simplement qu’il les ignore sous cette forme, ce qui par ailleurs ne gêne pas l’adaptation comportementale (Perruchet & Pacteau, 1990, 1991 ; Perruchet & Amorim, 1992 ; Perruchet, 1994).

En revanche, lorsqu’on examine le statut des connaissances spécifiques réellement impliquées dans les performances, on peut montrer que ces connaissances peuvent être explicitées (Marescaux, 1997). Certains auteurs ont opposé le mode d’apprentissage implicite au mode d’apprentissage explicite conduisant à des connaissances verbalisables (Luc, Marescaux, & Karnas, 1989 ; Marescaux, Luc, & Karnas, 1989). Des liens entre performance et connaissances verbalisables ont été observés lorsque, par exemple, la complexité de l’environnement est faible ou encore lorsque les relations d’invariance sont facilement perceptibles (Berry & Broadbent, 1987, 1988 ; Hayes & Broadbent, 1988). Des connaissances verbales sont apparues également dans des situations d’apprentissage implicite, mais ceci, après une longue exposition à l’environnement (Mathews et al., 1989). Dans une tâche dite « de contrôle » des transports urbains d’une ville fictive, Sanderson (1989) a mis en évidence que, avec de hauts niveaux de pratique, la performance s’améliore en même temps que les connaissances verbalisables. Elle prône le recours à une analyse technique des modèles mentaux dans laquelle les réponses fournies par les sujets sont comparées à celles qui devraient être obtenues selon différents modèles mentaux.

Par ailleurs, dans le domaine de la physique intuitive, plusieurs recherches montrent que les sujets rendent compte souvent de connaissances exactes sur la trajectoire de projectiles lorsque la tâche est familière (Kaiser, Jonides, & Alexander, 1986 ; Kaiser, Mc Closkey, & Proffitt, 1986) ou lorsqu’ils peuvent se servir de critères perceptifs pour décider si un événement est possible ou non (Kaiser, & Proffitt, 1984, 1987 ; Kaiser, Proffitt, & Anderson, 1985 ; Kaiser et al., 1992 ; etc.). Bref, au lieu de se demander si le sujet peut rendre fidèlement compte d’une activité qu’il vient de réaliser ou de connaissances sur le système, il nous semble plus judicieux d’explorer dans quelles conditions cela est possible. Cette démarche revient à tenter de circonscrire les conditions de validité des rapports verbaux.

En outre, on peut se demander si des connaissances apprises sur le système ou une réflexion du sujet à voix haute dans le cadre d’une interview structurée peuvent exercer une influence sur une performance ultérieure. Les recherches précédemment citées dans le champ de la physique intuitive révèlent, entre autres, les difficultés rencontrées par les sujets dans l’appropriation d’un savoir formel. Cependant, les situations expérimentales mises en place sont assez souvent en décalage important par rapport à des situations plus naturelles. La difficulté d’exécuter une procédure en se conformant aux instructions verbales se manifeste également à propos de l’emploi d’un appareil ou du montage des pièces d’un appareil. Mais il est nécessaire de rappeler que, si, dans une tâche dite « de contrôle » citée plus haut, Berry et Broadbent (1984) rapportent que les relations entre la performance effective et la connaissance verbalisable du système sont parfois non seulement nulles mais négatives, des instructions exercent une influence positive sur la performance lorsque l’on demande aux sujets de réfléchir à voix haute pendant qu’ils effectuent la tâche. De même, Noizet (1970) montre qu’une possibilité de dénomination implicite suffit à provoquer, lors de la constitution d’un percept, des effets rétroactifs. Dans une tâche perceptivo-motrice, la verbalisation de l’action modifie la performance au cours d’une réalisation ultérieure (Noizet, 1965). Plusieurs études portant sur l’apprentissage implicite ont tenté également de déterminer dans quelle mesure la connaissance explicite pouvait influencer la performance à une tâche de temps de réaction sériel (Hartman, Knopman, & Nissen, 1989 ; Willingham, Nissen, & Bullemer, 1989 ; etc.), mais le débat reste aujourd’hui largement ouvert.

En résumé, le phénomène de dissociation évoqué plus haut entre performance et connaissances verbalisables, lorsqu’on prend en considération une certaine partie de la littérature, pourrait, en fait, ne pas être aussi important qu’on le pensait au début. Il n’en demeure pas moins qu’il continue à interroger à la fois la formation professionnelle et l’étude des activités de travail. En effet, si fournir des instructions verbales n’a pas d’effet sur le plan comportemental, on peut se demander comment favoriser les apprentissages. Et si les verbalisations ne sont pas aptes à révéler les traitements cognitifs et les connaissances mobilisées par l’opérateur, comment appréhender l’activité de travail et notamment les aspects mentaux de cette activité ? La verbalisation n’est certes pas le seul mode de recueil d’information dans l’extraction de connaissances, mais elle y occupe une place très importante. Les analyses des situations de travail, où l’activité cognitive joue un grand rôle, font largement appel à la verbalisation qui conduit à l’élaboration de modèles ainsi qu’à leur validation. La description des procédures de travail effectivement mises en œuvre par les opérateurs permet de mieux poser le problème des aides au travail. Les données verbales, en première personne, sont souvent confrontées aux données recueillies sur le comportement non verbal pour évaluer leurs validités respectives.

La présente expérience vise donc à explorer les relations entre savoirs et savoir-faire. Elle a pour objectifs 1 / d’étudier comment varie la performance des sujets en fonction de la variation d’un certain nombre de facteurs connus pour avoir ou ne pas avoir un rôle effectif ; 2 / d’évaluer la capacité à rendre compte verbalement des performances réalisées et 3 / d’estimer l’influence possible sur les performances d’une instruction donnée ou d’une réflexion à voix haute dans le cadre d’une interview structurée.

La tâche proposée aux sujets est simulée sur ordinateur. Elle consiste à prévoir le point de chute, sur un plan inférieur, d’une boule qui roule jusqu’au bord d’un plan supérieur horizontal. Quatre facteurs sont manipulés : la taille de la boule, la vitesse à laquelle elle parcourt le plan supérieur, la distance parcourue sur ce plan et la hauteur de chute. Deux facteurs influencent réellement le point de chute de la boule : la vitesse (plus la vitesse à laquelle la boule parcourt le plan horizontal est élevée, plus la boule devra tomber loin) et la hauteur (plus la hauteur de chute est élevée, plus la boule devra tomber loin). Les deux autres facteurs (la taille et la distance) n’influencent pas le point de chute (si on fait abstraction de la résistance due au frottement de la boule au sol du plan supérieur avant de tomber, en référence à ce qui se passe en milieu naturel). Cette tâche est supposée être acquise en milieu naturel d’une manière largement implicite, sans référence approfondie à des connaissances déclaratives, non pas seulement lors d’une pratique sportive telle que, par exemple, le jeu du ping-pong, mais également dans le cadre domestique. Il est arrivé à tout le monde d’intercepter une boule qui roule sur un plan avant qu’elle ne chute ou de voir un objet rouler sur une table et tomber. Cette référence à des situations « écologiques » est importante comparativement à certaines tâches très atypiques (prévoir, par exemple, la trajectoire de chute d’une bombe larguée d’un avion en vol), susceptibles de créer un biais dans l’interprétation des résultats.

Ensuite, les sujets remplissent un questionnaire fermé portant sur le(s) facteur(s) pris en compte dans leurs estimations précédentes. L’introduction de ce questionnaire permet d’explorer la question de la fidélité des explications a posteriori à un comportement. En d’autres termes, notre interrogation porte sur la relation entre l’adaptation comportementale à une tâche perceptivo-motrice et la capacité du sujet à rendre compte de sa propre performance.

Afin de tester certains effets, nous avons introduit une deuxième phase d’essais égale à la première. Entre les deux phases, les sujets d’un premier groupe (instruction) sont informés des modalités d’intervention (ou de non-intervention) des quatre facteurs manipulés (vitesse, hauteur, taille et distance) sur le point de chute de la boule. Cette instruction devrait augmenter le niveau d’expertise des sujets soumis à cette condition comparativement aux autres. Les sujets d’un deuxième groupe (verbalisation), à partir de leurs réponses au questionnaire, réfléchissent à voix haute aux modalités d’intervention (ou de non-intervention) des quatre facteurs manipulés sur le point de chute de la boule, informations qu’ils doivent récupérer dans leur base de connaissances ou inférer. La comparaison entre les groupes « instruction » et « verbalisation » et un groupe contrôle ne réalisant qu’une tâche distrayante devrait nous permettre d’étudier l’influence que l’introduction d’une nouvelle connaissance comparativement à une réflexion à voix haute sous la forme d’une interview structurée pourrait exercer sur la performance.

Les sujets ayant été exposés depuis leur naissance à des régularités physiques, c’est-à-dire à des lois naturelles, on peut s’attendre à ce que les estimations du point de chute de la boule soient conformes aux lois réelles de la physique par rapport aux facteurs vitesse, hauteur, taille et distance. En revanche, le questionnaire se rapportant à la première phase d’essais pourrait ne pas rendre compte fidèlement de l’existence et de la direction de l’effet que les sujets ont données aux quatre facteurs dans leurs estimations, car il est plus difficile d’avoir un accès introspectif à un savoir-faire appris par la pratique en milieu naturel que de rendre compte verbalement d’une connaissance formelle. En outre, le fait de bénéficier d’une instruction de physique (gr. 1) concernant les modalités d’intervention (ou de non-intervention) des facteurs vitesse, hauteur, taille et distance ou d’avoir soi-même à réfléchir à voix haute sur ces informations (gr. 2) devrait exercer un impact sur les estimations du point de chute de la boule comparativement à un groupe contrôle (gr. 3). En effet, nous pensons avec Janet (1926) que le langage ne s’ajoute pas seulement à l’action, mais qu’il l’imprègne et, par conséquent, la modifie. Enfin, les sujets appartenant au deuxième groupe (verbalisation) respecteraient davantage les lois réelles de la physique dans leurs estimations du point de chute de la boule que lorsqu’ils sont invités dans le cadre de l’interview structurée à expliquer les modalités d’intervention (ou de non-intervention) des quatre facteurs.

Une flèche verticale située à l’extrémité droite en dessous du plan inférieur sert au sujet pour indiquer ses réponses. Il peut la déplacer à l’aide de deux touches du clavier de l’ordinateur correspondant aux touches de déplacement du curseur (flèches) (cf. figure ci-dessous).

Quatre facteurs ont été pris en considération dans la fabrication du matériel sachant que chacun est caractérisé par trois modalités :

La valeur moyenne de chaque facteur a été utilisée lors de la phase d’entraînement, alors que les deux autres modalités ont servi pour la session expérimentale proprement dite. Les variations entre les trois modalités étaient perceptibles aux sujets.

Un questionnaire fermé portant sur les facteurs pris en compte dans les évaluations précédentes (vitesse, hauteur, taille et distance) est proposé à une partie des sujets. Dans ce questionnaire, on demande pour chaque facteur s’il a influencé l’estimation du point de chute de la boule. Si oui, le sujet doit dire où il a placé le point de chute (plus à gauche ou plus à droite) lorsque, par exemple, la boule parcourait une plus longue distance. Il doit également dire quelle importance il avait attribuée au facteur en question, en mettant une croix le long d’une échelle allant de « mineure » à « majeure ». Avant de commencer à remplir le questionnaire, l’expérimentateur précise au sujet qu’il doit rendre compte de ce qu’il a réellement fait même si cela contredit les connaissances théoriques qu’il peut avoir sur le sujet. Ce même questionnaire est utilisé ensuite une deuxième fois par une partie des sujets qui, à partir de leurs réponses précédentes, doivent réfléchir à voix haute aux modalités d’intervention (ou de non-intervention) de chacun des quatre facteurs sur le point de chute de la boule. Ces sujets remplissent alors de nouveau le questionnaire en référence, cette fois-ci, aux lois réelles de la physique et non pas à leurs propres estimations.

La session expérimentale est constituée de deux phases de 16 essais chacune (2⁴, combinaison exhaustive des deux modalités extrêmes de chaque facteur) pour tous les sujets. L’ordre de présentation des 16 essais est randomisé pour chaque sujet et à chaque phase.

La tâche proposée aux sujets lors des deux phases consiste à prévoir sur écran d’ordinateur le point où atterrit une boule qui roule jusqu’au bord d’un plan supérieur horizontal, à désigner le point de chute sur un plan inférieur à l’aide d’une flèche blanche qui apparaît à l’extrémité droite au-dessous de ce plan et à valider la réponse en appuyant sur la barre espace. L’essai suivant apparaît à la suite.

Avant de commencer l’estimation, lors des deux phases, le sujet voit une boule parcourir le plan horizontal supérieur, tomber au milieu du plan inférieur et disparaître. Le premier essai apparaît à la suite. Cette situation fait encore appel aux valeurs médianes et sert à rappeler la norme grâce à laquelle le sujet pouvait effectuer les évaluations ultérieures. L’expérimentateur lui précise que, chaque essai étant différent, il ne doit pas se baser sur ses estimations précédentes, mais il doit imaginer à chaque fois la chute.

Avant de commencer la seconde phase d’essais, l’expérimentateur lit au sujet la même consigne que lors de la première phase.

Les deux phases d’essais étaient séparées par des tâches différentes selon les groupes, d’une durée globale de cinq minutes.

— Les sujets des groupes 1 (instruction) et 2 (verbalisation) doivent tout d’abord remplir le questionnaire fermé portant sur les facteurs pris en compte dans leurs estimations précédentes (deux minutes).

Les sujets du groupe 1 sont par la suite informés des modalités d’intervention (ou de non-intervention) de chacun des quatre facteurs sur la trajectoire de la boule tombant du support horizontal sur lequel elle se déplace. Cette instruction, présentée sur une feuille et illustrée par un petit dessin (cf. fig. 1), comporte cinq paragraphes dont le premier d’introduction et les autres consacrés aux quatre facteurs. Elle est lue par le sujet pendant trois minutes.

Les sujets du groupe 2 réfléchissent ensuite à voix haute aux modalités d’intervention (ou de non-intervention) de chacun des quatre facteurs sur le point de chute de la boule à partir des réponses données au questionnaire. Ils remplissent alors de nouveau le questionnaire en référence, cette fois-ci, aux lois réelles de la physique et non pas à leurs propres estimations. Aucune nouvelle connaissance et/ou feed-back correctif ne sont introduits par l’expérimentateur (trois minutes).

— Les sujets du groupe 3 s’occupent avec un jeu (labyrinthe) (cinq minutes).

Les estimations du point de chute de la boule ont fait l’objet d’une analyse de variance pour un plan mixte composé d’un facteur intersujet (groupes) et de quatre facteurs intrasujet (vitesse, hauteur, taille et distance).

Une analyse préalable portant sur la première phase d’essais, avant toute manipulation expérimentale affectant les groupes, a permis de mettre en évidence que les performances des sujets répartis en trois groupes (gr. 1 : instruction, gr. 2 : verbalisation et gr. 3 : tâche distrayante) sont homogènes. Les estimations des sujets ne varient pas en fonction de leur groupe d’appartenance. L’analyse de variance ne révèle aucune différence significative entre les trois groupes de sujets (F(2;57) = 1,5 ; ns), ni d’effets d’interaction entre les groupes et les autres facteurs. Nous avons donc regroupé les données pour l’ensemble de la population.

Les indications du point de chute ont été sensibles à chacun des quatre facteurs et non pas seulement à ceux qui influencent réellement le point de chute de la boule (vitesse et hauteur). Les sujets ont en moyenne estimé que la boule tombait plus loin lorsqu’elle parcourait le plan horizontal à une plus grande vitesse (M = 47,3 contre M = 33,1 ; F(1;57) = 76,5 ; p < .01) ; lorsque la hauteur de chute était plus importante (M = 42,1 contre M = 38,3 ; F(1;57) = 11,2 ; p < .01) ; lorsque la boule était de plus petite taille (M = 43,6 contre M = 36,8 ; F(1;57) = 15,7 ; p < .01) et lorsque la distance parcourue avant de quitter le plan supérieur horizontal était plus longue (M = 41,6 contre M = 38,8 ; F(1;57) = 8 ; p < .01). L’interaction entre la distance, la taille et la vitesse est significative (F(1;57) = 7,5 ; p < .01). Lorsque la vitesse à laquelle la boule parcourt le plan horizontal est lente et la boule est de grosse taille, les sujets estiment que le point de chute est plus éloigné si la distance parcourue par la boule avant de tomber est courte que si elle est longue. Aucune autre interaction n’est significative.

TABLEAU 1 :
Effet de la vitesse, de la taille et de la distance sur l’estimation du point de chute de la boule (de 0 à 100). Entre parenthèses figurent les écarts types
The effects of speed (fast vs slow), size (small vs large) and distance (long vs short) on estimating the ball’s point of fall (from 0 to 100). Numbers within the brackets indicate the standard deviations

En résumé, les quatre facteurs (vitesse, hauteur, taille et distance) influencent les estimations du point de chute de la boule. L’effet de la distance dépend de la taille et de la vitesse. Il apparaît donc que pour les deux facteurs attendus (la vitesse et la hauteur) il y a conformité aux lois de la physique. En revanche, les variations de la taille de la boule et de la distance parcourue avant de tomber modifient les estimations alors qu’elles ne le devraient pas au regard des lois de la physique. Il semblerait donc que les performances des sujets ne soient pas parfaitement adaptées aux régularités naturelles.

Notre objectif était de savoir si les sujets, soumis au questionnaire fermé se rapportant aux estimations de la première phase d’essais, rendent compte fidèlement de l’existence et de la direction de l’effet qu’ils ont données aux facteurs vitesse, hauteur, taille et distance.

TABLEAU 2 :
Pourcentage de sujets (groupes 1 et 2) ayant déclaré qu’ils ont été influencés par les facteurs vitesse, hauteur, taille et distance dans les estimations du point de chute de la boule, lors de la première phase d’essais
Percentage of subjects (groups 1 and 2) who have declared that they were influenced by the factors speed, height, size and distance in their estimations of the ball’s point of fall, during the first phase of tests

La majorité des sujets, interrogés après la première phase d’essais, déclarent qu’ils ont été influencés par la taille (98 %), la hauteur (95 %) et la vitesse (83 %) dans les estimations du point de chute de la boule, alors que le pourcentage des sujets déclarant avoir été influencés par la distance parcourue par la boule avant de tomber est beaucoup moins élevé (38 %). Comparativement aux trois premiers facteurs, les sujets semblent ne pas avoir pris conscience de l’importance qu’ils ont donnée à la distance.

En résumé, les sujets, interrogés après la première phase d’essais, font état d’une influence exercée par les facteurs taille, hauteur et vitesse sur les estimations.

Enfin, nous avons réalisé une analyse des corrélations interindividuelles pour chaque facteur de variation (vitesse, hauteur, taille et distance) entre les estimations du point de chute de la boule lors de la première phase d’essais et les réponses au questionnaire permettant aux sujets de rendre compte de leurs estimations antérieures. Les données qui ont servi à cette analyse ont été obtenues de la manière suivante :

— pour les estimations, nous avons calculé la moyenne des estimations pour chaque modalité d’un facteur (indépendamment des autres facteurs) et nous avons effectué la différence entre ces moyennes ;

— pour les réponses au questionnaire, nous avons combiné le sens de la variation (à droite, associé au signe +, ou à gauche, associé au signe –) et la grandeur de l’influence (de 0 à 100). Les données ont été donc exprimées sur une échelle allant de 100 (lorsque le sujet déclarait qu’il avait placé le point de chute de la boule tout à fait à droite) à – 100 (tout à fait à gauche). La réponse au questionnaire correspondant à l’absence d’influence d’un facteur a été cotée 0. Cette analyse ne porte que sur les groupes 1 (instruction) et 2 (verbalisation) qui ont été soumis au questionnaire après la première phase d’essais, le groupe 3 ayant eu une tâche distrayante à la place.

Il en résulte des corrélations significatives concernant tous les facteurs (la taille (r(N = 40) = .53 ; p < .05), la hauteur (r(N = 40) = .38 ; p < .05) et la vitesse (r(N = 40) = .53 ; p < .05)) sauf la distance qui garde un statut à part.

En conclusion, compte tenu qu’il s’agissait de verbalisations à propos de procédures, la capacité à rendre compte des estimations antérieures n’apparaît pas si mauvaise qu’on pouvait le prévoir.

Les estimations des sujets varient en fonction des groupes (g1, instruction : M = 49,4 ; g2, verbalisation : M = 38,8 et g3, contrôle : M = 41,3 ; F(2;57) = 3,7 ; p < .05). Une analyse par contraste révèle une différence significative entre le groupe 1 et les groupes 2 et 3 (F(1;57) = 6,97 ; p < .01). En revanche, les estimations des groupes 2 et 3 ne sont pas significativement différentes (F(1;57) = 0,4 ; ns). Quant au groupe 3, l’analyse de variance ne révèle aucune interaction significative entre les facteurs vitesse, hauteur, taille et distance et les deux phases d’essais. De plus, nous avons calculé les coefficients de corrélation entre les estimations obtenues lors de la première phase d’essais et celles correspondant à la seconde phase d’essais pour chacun des quatre facteurs. Il en ressort que les estimations concernant la distance (r(N = 20) = .77 ; p < .01), la taille (r(N = 20) = .77 ; p < .01) et la vitesse (r(N = 20) = .56 ; p < .01) sont significativement corrélées entre les deux phases d’essais.

Les analyses relatives aux groupes 1 et 2 sont présentées dans les sous-chapitres III . 3 . A. et III . 3 . B.

Nous avions constaté sur l’ensemble des groupes que tous les facteurs exerçaient une influence lors de la première phase d’essais. L’influence de la hauteur de chute de la boule se manifeste encore davantage à la seconde phase d’essais (M = 54,9 (SD = 7,6) contre M = 43,9 (SD = 8,4)) après que les sujets eurent pris connaissance de l’instruction, comparativement à la première phase d’essais (M = 44,3 (SD = 10,1) contre M = 40,9 (SD = 8,7)) comme attesté par une interaction significative entre la phase d’essais et la hauteur (F(1;19) = 8,7 ; p < .01).

Relativement à l’effet de la taille de la boule, présent lors de la première phase d’essais (M = 46,8 (SD = 7,8) contre M = 38,4 (SD = 9,1)), on constate qu’il disparaît lors de la seconde (M = 50,4 (SD = 9,2) contre M = 48,3 (SD = 10,5)) introduisant une interaction entre la phase d’essais et la taille (F(1;19) = 4,3 ; p < .05) conforme à l’instruction.

En revanche, on n’enregistre d’interaction significative ni entre la phase d’essais et la vitesse (F < 1), ni entre la phase d’essais et la distance (F < 1).

Ces analyses indiquent que les sujets ont transféré les informations apprises relatives aux modalités d’intervention (ou de non-intervention) de chacun des quatre facteurs sur le point de chute de la boule au domaine des savoir-faire.

Y a-t-il changement entre les réponses au questionnaire et les verbalisations ?

TABLEAU 3 :
Pourcentages de sujets (groupe 2) ayant déclaré que les quatre facteurs (vitesse, hauteur, taille et distance) exercent une influence sur le point de chute de la boule
Percentages of subjects (group 2) who have declared that the four factors (speed, height, size and distance) exerted an influence on the ball’s point of fall

La majorité des sujets du groupe 2, interrogés après la première phase d’essais, déclarent qu’ils ont été influencés par la taille (95 %), la hauteur (95 %) et la vitesse (70 %) dans les estimations du point de chute de la boule, alors que le pourcentage des sujets déclarant avoir été influencés par la distance parcourue par la boule avant de tomber est beaucoup moins élevé (25 %).

Après avoir répondu au questionnaire, tous les sujets, invités à s’exprimer sur les facteurs exerçant une influence sur le point de chute de la boule, mentionnent la vitesse et la taille ; une majorité pense que la hauteur exerce également une influence (85 %), alors que la distance est beaucoup moins supposée jouer un rôle (17 %).

Enfin, nous avons réalisé une analyse des corrélations entre les réponses au questionnaire et les verbalisations. Comme pour l’analyse des corrélations précédentes (cf. III . 2.), les données correspondant à ces deux variables étaient exprimées sur une même échelle allant de 100 (lorsque le point de chute de la boule avait été/devait être placé tout à fait à droite) à – 100 (lorsque ce dernier avait été/devait être placé tout à fait à gauche), résultat de la combinaison du sens de la variation (à droite, associé au signe +, ou à gauche, associé au signe –) et de la grandeur de l’influence (de 0 à 100). La réponse au questionnaire correspondant à l’absence d’influence d’un facteur a été cotée 0. Cette analyse révèle que seule est significative la corrélation concernant la taille de la boule (r(N = 20) = .70 ; p < .01, vitesse : r(N = 20) = .22 ; ns, hauteur : r(N = 20) = .36 ; ns, et distance : r(N = 20) = .29 ; ns).

En résumé, si les quatre facteurs ne sont pas mentionnés exactement par le même nombre de sujets lors du questionnaire et des verbalisations, on retrouve le même profil dans les deux situations : la vitesse, la hauteur et la taille sont supposées exercer une influence sur le point de chute de la boule et ce, d’une manière supérieure à la distance.

Quelle est l’importance accordée par les sujets aux facteurs vitesse, hauteur, taille et distance dans leurs verbalisations ?

TABLEAU 4 :
Importance accordée dans les verbalisations des sujets aux quatre facteurs (vitesse, hauteur, taille et distance) censés influencer le point de chute de la boule. Les réponses des sujets ont été reportées sur une échelle allant de 100 (lorsque la boule doit tomber plus à droite) à – 100 (lorsque cette dernière doit tomber plus à gauche). Le degré 0 correspond à l’absence d’influence. Entre parenthèses figurent les écarts types
Importance given to the four factors (speed, height, size and distance) believed to influence the ball’s point of fall according to the subjects’ verbalizations. The subjects responses were scaled from 100 (when the ball falls more towards the right) to – 100 (when the ball falls more towards the left). Degree 0 corresponds to the absence of influence. Numbers within the brackets indicate the standard deviations

Afin d’évaluer l’importance accordée par les sujets aux quatre facteurs (vitesse, hauteur, taille, et distance) dans leurs verbalisations, nous avons effectué un test de Student sur une moyenne par rapport à une norme (0). Ce test révèle deux effets significatifs : ceux de la vitesse (t(19) = 29,9 ; p < .01) et de la taille (t(19) = 3,8 ; p < .01).

Les estimations du point de chute de la boule relatives à la deuxième phase d’essais diffèrent-elles de celles de la première phase d’essais ? Sont-elles cohérentes avec les verbalisations qui les ont précédées ?

Une analyse de variance a été effectuée sur les données du groupe 2 pour un plan composé de cinq facteurs intrasujet (phases, vitesse, hauteur, taille et distance).

Les estimations des sujets ayant précédemment réfléchi à voix haute aux modalités d’intervention (ou de non-intervention) de chacun des quatre facteurs sur le point de chute de la boule ne semblent pas varier significativement en fonction de la phase d’essais (F < 1). Seule est significative l’interaction entre la vitesse et la phase d’essais (F(1;19) = 6 ; p < .05) dans un sens conforme aux lois réelles de la physique. L’influence de la vitesse se manifeste encore davantage à la seconde phase d’essais (M = 47,5 (SD = 7,4) contre M = 30,1 (SD = 4,6)) comparativement à la première (M = 41,5 (SD = 3,8) contre M = 31,7 (SD = 7)).

Cependant, aucune corrélation significative n’a été constatée entre les estimations de la première et de la seconde phase d’essais pour les quatre facteurs (hauteur : r(N = 20) = .40 ; ns, vitesse : r(N = 20) = .29 ; ns, taille : r(N = 20) = .28 ; ns, et distance : r(N = 20) = .08 ; ns).

Enfin, nous avons réalisé une analyse des corrélations entre les estimations du point de chute de la boule lors de la seconde phase d’essais et les verbalisations qui les ont précédées (pour une description des données ayant servi au calcul des corrélations, cf. l’analyse par corrélations réalisée au chapitre III.2.). Il en résulte une corrélation significative pour ce qui concerne la hauteur (r(N = 20) = .61 ; p < .01). En revanche les corrélations portant sur la taille (r(N = 20) = .28 ; ns), la vitesse (r(N = 20) = .20 ; ns) et la distance (r(N = 20) = .08 ; ns) ne sont pas significatives.

En résumé, conformément à ce que nous venons de constater relativement aux réponses au questionnaire et lors des verbalisations, les estimations des sujets ne diffèrent pas non plus dans les deux phases d’essais. En revanche, il existe probablement une forte variabilité intersujet qui empêche certains résultats provenant d’analyses par corrélation d’atteindre le seuil de significativité.

Nous avons établi deux catégories pour chaque facteur (vitesse, hauteur, taille et distance) et pour chaque indice (estimations et verbalisations) : la première comprend les sujets qui ont fourni une réponse exacte (c’est-à-dire qui traduit une performance conforme aux lois réelles de la physique) et la seconde ceux qui ont fourni une réponse erronée (i.e. qui traduit une performance non conforme aux lois réelles de la physique). Pour ce qui est des estimations, c’est la différence entre les moyennes des estimations pour chaque modalité d’un facteur qui a été mobilisée à cette fin. Lorsqu’une différence était comprise entre – .99 et .99, nous avons considéré qu’elle témoignait d’une absence d’influence du facteur (taille et distance) sur les estimations. Il était en effet peu probable que les différences puissent valoir exactement 0, chaque estimation étant réalisée sur une droite non marquée.

Le test de probabilité exacte de Fisher réalisé sur les données du groupe 2 (verbalisation) révèle que, en ce qui concerne le facteur vitesse, les verbalisations sont plus exactes que les estimations du point de chute de la boule (première phase d’essais : p < .01 et seconde phase d’essais : p < .01). De même, en ce qui concerne la distance, les verbalisations sont plus correctes que les estimations (première phase d’essais : p < .0001 et seconde phase d’essais : p < .0001). Les résultats concernant la hauteur et la taille de la boule ne sont pas significatifs.

En résumé, il semblerait que, pour les facteurs vitesse et distance, les sujets se rapprochent davantage des lois réelles de la physique lorsqu’ils sont invités à expliquer les modalités d’intervention (ou de non-intervention) de chacun des quatre facteurs sur le point de chute de la boule (verbalisations) que lorsqu’ils doivent s’adapter à une tâche dans laquelle ces lois s’appliquent (estimations du point de chute de la boule).

Les sujets ayant été exposés depuis leur naissance à des régularités physiques, c’est-à-dire à des lois naturelles, on s’attendait d’abord à ce que les estimations du point de chute de la boule soient conformes aux lois réelles de la physique par rapport aux facteurs vitesse, hauteur, taille et distance. Il était bien entendu que nous ne pouvions évaluer cette conformité qu’en rapport à l’existence et à la direction de ces effets et non en rapport à leur importance relative. Les quatre facteurs (vitesse, hauteur taille et distance) ayant influencé les estimations du point de chute de la boule, il est donc apparu que, pour les deux facteurs attendus (la vitesse et la hauteur), il y avait conformité aux lois de la physique. En revanche, les variations de la taille de la boule et de la distance parcourue avant de tomber ont modifié les estimations des sujets alors qu’elles ne l’auraient pas dû au regard des lois de la physique. Il semblerait donc que les performances des sujets ne soient pas parfaitement adaptées aux régularités naturelles. Les défauts à l’adaptation comportementale des sujets qui viennent d’être mis en évidence atténuent l’optimisme provenant d’une certaine partie de la littérature relative aux apprentissages implicites. Cependant, a posteriori, il nous semble que la tâche choisie n’était peut-être pas suffisamment représentative d’une tâche écologique telle que nous l’avions envisagée au début, sa présentation sur l’écran d’un ordinateur ayant pu lui conférer un caractère artificiel. Nous savons, par ailleurs, que les sujets ont rencontré quelques difficultés à dissocier les quatre facteurs manipulés, ce qui a certainement exercé une influence à la fois sur les estimations du point de chute de la boule, sur les réponses au questionnaire et sur les verbalisations.

Deuxièmement, on pouvait s’attendre à ce que le questionnaire se rapportant aux estimations de la première phase d’essais ne rende pas fidèlement compte de l’existence et de la direction de l’effet que les sujets ont données aux quatre facteurs : vitesse, hauteur, taille et distance, car il est plus difficile d’avoir un accès introspectif à un savoir-faire appris par la pratique en milieu naturel que de rendre compte verbalement d’une connaissance formelle.

Les résultats ont révélé que, conformément aux estimations qui ont précédé lors de la première phase d’essais, la majorité des sujets ont fait état d’une influence exercée par les facteurs taille, hauteur et vitesse sur les estimations du point de chute de la boule. De plus, les réponses des sujets relatives à ces trois facteurs étaient significativement corrélées avec les estimations de la première phases d’essais. Il est important de souligner que nous nous sommes placés ici dans les conditions les plus défavorables pour obtenir les réponses au questionnaire. En effet, le sujet devait rendre compte a posteriori d’une activité perceptivo-motrice que nous lui avions demandé d’effectuer sans réfléchir. Un pourcentage beaucoup moins élevé de sujets a déclaré avoir été influencé par la distance. La plupart des données concernant ce facteur indiquent que, comparativement aux trois premiers, son effet ne semble pas avoir été identifié. Il est nécessaire également de rappeler que, dans la tâche d’estimation du point de chute de la boule, les quatre facteurs variaient en même temps alors que les sujets ont été amenés à répondre à des questions qui ne portaient que sur un seul facteur à la fois. On pourrait supposer qu’il a été plus facile aux sujets de considérer séparément certains facteurs (tels que la vitesse) que d’autres (par exemple la distance) dont l’influence exclusive serait difficilement quantifiable. En résumé, compte tenu qu’il s’agissait de verbalisations à propos de procédures, la capacité à rendre compte verbalement de l’adaptation comportementale à une tâche perceptivo-motrice n’apparaît pas si mauvaise qu’on pouvait le prévoir.

Troisièmement, on supposait que le fait de bénéficier d’une instruction de physique (gr. 1) concernant les modalités d’intervention (ou de non-intervention) des facteurs vitesse, hauteur, taille et distance ou d’avoir soi-même à réfléchir à voix haute sur ces informations (gr. 2) devait exercer un impact sur les estimations du point de chute de la boule comparativement à un groupe contrôle (gr. 3). Enfin, on s’attendait à ce que les sujets appartenant au deuxième groupe (verbalisation) respectent davantage les lois réelles de la physique dans leurs estimations du point de chute de la boule que lorsqu’ils étaient invités dans le cadre de l’interview structurée à expliquer les modalités d’intervention (ou de non-intervention) des quatre facteurs.

Relativement à l’effet de l’instruction, les résultats ont révélé que les sujets ont transféré les informations apprises par le moyen d’informations verbales préalables au domaine des savoir-faire. Ici encore nous nous sommes placés dans les conditions les plus défavorables, car nous n’avons pas vérifié auprès de nos sujets la compréhension du texte qui leur était soumis. L’effet de l’instruction a donc été peut-être sous-estimé. Il faut néanmoins préciser qu’il ne s’agissait pas d’un enseignement de physique mais seulement d’informations contextualisées. De plus, nous n’avons testé qu’à court terme l’application des informations transmises.

Quant aux verbalisations, nous avons constaté un profil de résultats semblable à celui observé pour le questionnaire. Une majorité de sujets a déclaré que la vitesse, la taille et la hauteur devaient influencer le point de chute de la boule. En même temps, tous les facteurs ont continué, lors de la seconde phase d’essais, à exercer une influence sur le point de chute de la boule.

En ce qui concerne l’exactitude des performances par rapport aux lois réelles de la physique, il en est ressorti que, pour les facteurs vitesse et distance, les sujets se sont rapprochés davantage de ces lois dans les verbalisations que dans les estimations du point de chute de la boule. Les connaissances verbalisées des modalités d’intervention (ou de non-intervention) de deux facteurs ont été plus exactes que les prédictions empiriques. Pour les deux autres facteurs, l’exactitude des estimations n’était pas significativement différente de celle des verbalisations.

En conclusion, tout en prenant en considération les éléments de critique que nous avons nous-mêmes adressés à cette expérience, il apparaît que les résultats de cette recherche corroborent le point de vue consistant à souligner la possibilité d’ajuster sa parole à son action et réciproquement. Contrairement à ce à quoi on aurait pu s’attendre, compte tenu de la tâche proposée aux sujets, la médiation par le langage s’est trouvée consolidée. Ces résultats nous incitent, entre autres, à poursuivre l’investigation inhérente aux données en première personne qui, dans leur expression linguistique, peuvent constituer une source pertinente et légitime d’information sur le fonctionnement cognitif qui n’est pas directement observable. Les enjeux sont en effet à la fois de nature théorique, méthodologique et appliquée. En ce sens, de nombreuses recherches se situant dans une perspective ergonomique contribuent, depuis plusieurs années et de façon notable, à la prise de conscience de la nécessité d’évaluer la pertinence et la fiabilité des verbalisations en fonction des différentes situations cibles. La formation professionnelle ainsi que l’informatique bénéficient également de cet apport. Nous ne pouvons que souhaiter qu’à l’instar de ce qui se fait déjà dans les domaines que nous venons de citer, toute la recherche cognitive intègre, à la fois sur les plans théorique et méthodologique, les données en première personne utilisées de manière conjointe aux indicateurs comportementaux en troisième personne auxquels la psychologie expérimentale est davantage familiarisée.

Manuscrit reçu : septembre 2001.

Accepté par J.-M. Hoc, après révision : novembre 2002.