(Photographie : Björn Siebert)
Dans un ordinateur, le traitement de l’information est en grande partie une question distincte du stockage. Cependant, dans notre mémoire, la façon dont nous pensons aux informations fait une grande différence sur la manière dont nous nous en souviendrons à l’avenir.
Le modèle des niveaux de traitement
Le modèle des niveaux de traitement, élaboré par Fergus I. M. Craik et Robert S. Lockhart (1972) est un modèle de la mémoire. Celui-ci se centre sur la profondeur de traitement impliquée lors de la mémorisation.
Le modèle des niveaux de traitement (Craik et Lockhart, 1972) explique comment les éléments qui sont traités sur la base du sens sont traités plus profondément, et donc mieux mémorisés que les formes d’apprentissage plus superficielles.
La prédiction centrale de ce modèle est que plus l’information sera traitée en profondeur, plus la trace en mémoire sera durable.
La profondeur est définie comme le sens que possède l’information mémorisée.
Le traitement sémantique des mots implique une répétition d’élaboration et un traitement approfondi qui permet un rappel plus précis.
Le traitement phonétique et visuel implique un traitement superficiel et un rappel moins précis.
Cette expérience met en évidence la façon dont l’élaboration, qui nécessite un traitement plus approfondi de l’information aboutit à une meilleure mémorisation.
La répétition à travers l’élaboration conduit à un rappel d’informations plus poussé que la simple répétition de maintenance.
Différentes limites ont été mises en évidence pour ce modèle :
Des études ultérieures ont clarifié certaines de ces limites. Il a été montré qu’un codage plus profond produirait une meilleure rétention parce qu’il est plus élaboré.
L’élaboration enrichit la représentation mémoire d’un élément en activant de nombreux aspects de sa signification et en le reliant au réseau préexistant d’associations sémantiques au sein de schémas cognitifs. Une nouvelle information aura une valeur de rappel plus élevée si elle est hautement compatible avec les structures sémantiques préexistantes. La familiarité des nouvelles informations est favorable à leur mémorisation.
Ces recherches ultérieures ont également montré que le traitement ne se limite pas pour autant à la profondeur et à l’élaboration.
Il a été montré par Bransford (et coll. 1979) que l’inclusion d’éléments inhabituels ou surprenants, donc marquants, du type de l’anecdote, rend des contenus plus faciles à retenir. De manière similaire, un effet d’autoréférence a été mis en évidence. Une information sera d’autant plus facilement retenue que l’apprenant est lié sémantiquement [par le sens] à celle-ci.
Une autre donnée est qu’un traitement en profondeur demande généralement des efforts et donc plus de temps qu’un traitement superficiel. Ce facteur temps est favorable également à la mémorisation durable.
La nature du traitement lors de l’élaboration va augmenter la capacité de récupération de cette information lorsqu’elle est présentée dans une approche similaire. C’est-à-dire que si l’élève s’est entrainé d’une façon similaire à la façon dont il sera interrogé, il a plus de chances de récupérer l’information. Il est dès lors intéressant de donner accès à des exemples de questions d’évaluation.
L’apport principal du modèle des niveaux de traitement est de montrer que l’encodage n’est pas un processus simple et direct. Ainsi la mémoire à long terme n’est pas une simple unité de stockage statique, mais un système de traitement complexe et dynamique.
L’autre prédiction fondamentale est que plus l’information sera traitée en profondeur, plus la trace en mémoire sera durable.
La profondeur est définie comme le sens que possède l’information mémorisée.
Un traitement axé sur la signification des informations permet de mieux les mémoriser qu’un traitement basé sur des caractéristiques plus superficielles, telles que l’orthographe ou la sonorité d’un mot. C’est ce que nous appelons la profondeur du traitement. Les liens significatifs avec d’autres souvenirs facilitent l’accès à l’information.
Cette théorie est en contradiction avec le modèle modal de la mémoire (Atkinson and Shiffrin, 1968) qui distingue trois paliers (mémoire sensorielle, mémoire à court terme et mémoire à long terme). Le modèle des niveaux de traitement à l’opposé est une approche non structurée. Dans ce modèle, il n’y a pas de distinction claire entre la mémoire à court terme et la mémoire à long terme.
Selon le modèle modal, la répétition améliore toujours la mémoire à long terme. Le modèle des niveaux de traitement avance qu’une répétition qui consiste simplement à répéter, ânonner des informations (sous forme d’une répétition d’entretien) n’améliore pas la mémoire à long terme.
Le modèle des niveaux de traitement se concentre sur les processus impliqués dans la mémoire. La mémoire ne serait que le résultat du traitement de l’information. Elle y est vue comme un sous-produit de la profondeur de ce traitement.
Il prend deux formes :
Le traitement superficiel n’implique qu’une répétition d’entretien. Cette répétition a pour but de nous aider à retenir quelque chose (dans le modèle modal, nous parlerions de répétition de maintien dans la mémoire à court terme).
De fait, ces traitements ne génèrent qu’une rétention d’informations de courte durée.
Un traitement sémantique se produit lorsque nous codons le sens d’un mot et le mettons en relation avec des mots similaires ayant une signification voisine.
Le traitement approfondi implique une forme de répétition qui correspond à de l’élaboration. L’élaboration implique un traitement complexe et une analyse significative des informations. Il conduit à une meilleure mémorisation. Celle-ci se traduit à travers différentes pratiques passant par des reformulations, de la justification, des applications, l’utilisation d’exemples, d’images (double codage), de raisonnements, de cartes conceptuelles, d’associations ou encore d’analogies.
Ce processus donne du sens aux mots et permet de les relier à des connaissances préalables.
La façon dont l’information est encodée affecte la qualité de la mémorisation. Selon le modèle des niveaux de traitement, plus ce traitement est profond, plus l’information sera efficacement mémorisée.
Dans une étude parue en 1975, Craik et Tulving ont comparé l’effet sur la mémorisation :
Cette théorie est en contradiction avec le modèle modal de la mémoire (Atkinson and Shiffrin, 1968) qui distingue trois paliers (mémoire sensorielle, mémoire à court terme et mémoire à long terme). Le modèle des niveaux de traitement à l’opposé est une approche non structurée. Dans ce modèle, il n’y a pas de distinction claire entre la mémoire à court terme et la mémoire à long terme.
Selon le modèle modal, la répétition améliore toujours la mémoire à long terme. Le modèle des niveaux de traitement avance qu’une répétition qui consiste simplement à répéter, ânonner des informations (sous forme d’une répétition d’entretien) n’améliore pas la mémoire à long terme.
Le modèle des niveaux de traitement se concentre sur les processus impliqués dans la mémoire. La mémoire ne serait que le résultat du traitement de l’information. Elle y est vue comme un sous-produit de la profondeur de ce traitement.
Trois formes de traitement de l’information selon le modèle des niveaux de traitement
Un traitement superficiel structurel ou phonémique
Il prend deux formes :
- Un traitement structurel où nous ne nous concentrons que sur l’apparence, les qualités physiques d’une information. Par exemple, il s’agit de la police de caractères d’un mot, les lettres ou même leur apparence.
- Un traitement phonémique, où nous nous concentrons sur le codage du son.
Le traitement superficiel n’implique qu’une répétition d’entretien. Cette répétition a pour but de nous aider à retenir quelque chose (dans le modèle modal, nous parlerions de répétition de maintien dans la mémoire à court terme).
De fait, ces traitements ne génèrent qu’une rétention d’informations de courte durée.
Un traitement en profondeur
Un traitement sémantique se produit lorsque nous codons le sens d’un mot et le mettons en relation avec des mots similaires ayant une signification voisine.
Le traitement approfondi implique une forme de répétition qui correspond à de l’élaboration. L’élaboration implique un traitement complexe et une analyse significative des informations. Il conduit à une meilleure mémorisation. Celle-ci se traduit à travers différentes pratiques passant par des reformulations, de la justification, des applications, l’utilisation d’exemples, d’images (double codage), de raisonnements, de cartes conceptuelles, d’associations ou encore d’analogies.
Ce processus donne du sens aux mots et permet de les relier à des connaissances préalables.
La façon dont l’information est encodée affecte la qualité de la mémorisation. Selon le modèle des niveaux de traitement, plus ce traitement est profond, plus l’information sera efficacement mémorisée.
Une étude clé
Dans une étude parue en 1975, Craik et Tulving ont comparé l’effet sur la mémorisation :
- D’un traitement peu profond [phonémique, dans leur cas phonétique, structurel et visuel]
- D’un traitement profond [sémantique, c’est-à-dire axé sur le sens].
Les participants avaient prêté attention à divers éléments afin de les traiter et de répondre aux questions. Les éléments liés à une question basée sur le sens étaient mieux mémorisés. Craik et Tulving ont montré qu’un traitement sémantique menait à une meilleure mémorisation qu’un traitement superficiel de mots traités phonétiquement et visuellement.
Le traitement sémantique des mots implique une répétition d’élaboration et un traitement approfondi qui permet un rappel plus précis.
Le traitement phonétique et visuel implique un traitement superficiel et un rappel moins précis.
Cette expérience met en évidence la façon dont l’élaboration, qui nécessite un traitement plus approfondi de l’information aboutit à une meilleure mémorisation.
La répétition à travers l’élaboration conduit à un rappel d’informations plus poussé que la simple répétition de maintenance.
Limites du modèle des niveaux de traitement
Différentes limites ont été mises en évidence pour ce modèle :
- La faiblesse de la théorie des niveaux de traitement est qu’elle décrit plutôt qu’elle explique le fonctionnement de la mémoire. Elle n’indique pas comment un traitement plus profond permet exactement d’obtenir une mémorisation plus durable.
- Le concept de profondeur du traitement par élaboration est vague et ne peut être observé. Il ne peut donc pas être mesuré objectivement.
- Un traitement plus profond demande plus d’efforts qu’un traitement superficiel et c’est peut-être l’effort plus que la profondeur du traitement qui est signifiant.
- Cette approche ne prend pas en compte les limites liées à l’intérêt de l’apprenant, à la charge cognitive ou au contexte d’apprentissage.
- Une autre faiblesse de la théorie des niveaux de traitement est d’ignorer les preuves de l’existence de structures telles que la mémoire de travail ou la mémoire à long terme.
Différentes caractéristiques d'un codage profond selon le modèle des niveaux de traitement
Des études ultérieures ont clarifié certaines de ces limites. Il a été montré qu’un codage plus profond produirait une meilleure rétention parce qu’il est plus élaboré.
L’élaboration enrichit la représentation mémoire d’un élément en activant de nombreux aspects de sa signification et en le reliant au réseau préexistant d’associations sémantiques au sein de schémas cognitifs. Une nouvelle information aura une valeur de rappel plus élevée si elle est hautement compatible avec les structures sémantiques préexistantes. La familiarité des nouvelles informations est favorable à leur mémorisation.
Ces recherches ultérieures ont également montré que le traitement ne se limite pas pour autant à la profondeur et à l’élaboration.
Il a été montré par Bransford (et coll. 1979) que l’inclusion d’éléments inhabituels ou surprenants, donc marquants, du type de l’anecdote, rend des contenus plus faciles à retenir. De manière similaire, un effet d’autoréférence a été mis en évidence. Une information sera d’autant plus facilement retenue que l’apprenant est lié sémantiquement [par le sens] à celle-ci.
Une autre donnée est qu’un traitement en profondeur demande généralement des efforts et donc plus de temps qu’un traitement superficiel. Ce facteur temps est favorable également à la mémorisation durable.
La nature du traitement lors de l’élaboration va augmenter la capacité de récupération de cette information lorsqu’elle est présentée dans une approche similaire. C’est-à-dire que si l’élève s’est entrainé d’une façon similaire à la façon dont il sera interrogé, il a plus de chances de récupérer l’information. Il est dès lors intéressant de donner accès à des exemples de questions d’évaluation.
Le danger des situations passives selon le modèle des niveaux de traitement
Si nous n’y prenons pas garde, de nombreuses situations d'enseignement en classe peuvent ne susciter qu’un engagement passif de nos élèves et de là peu d'apprentissage.
Elles peuvent n’impliquer que l’écoute d’un enseignant ou la lecture d’un document.
L’élève peut être très actif mentalement, mais la situation ne l’oblige pas à s'engager. Il peut lire et comprendre, activer certaines connaissances en mémoire à long terme. Cela n'implique pas qu'il s'engage dans un niveau de traitement qui soutient l'élaboration et l'amène à créer de nouveaux liens entre des connaissances antérieurs et des connaissances nouvelles.
Il est probable que s'il n'y est pas incité, l'élève optera pour un investissement minimum qui n'est pas utile pour l'apprentissage.
De plus, il se peut que certains élèves ne nous accordent qu’une fraction de leur attention et de leur capacité de mémoire de travail. Le reste est détourné sur des facteurs de distraction externes (un élève à proximité, la fenêtre) ou internes (des pensées).
Il faut donc penser à des incitatifs pour permettre cette profondeur de traitement :
- Questions aléatoires (Cold Call ou partages au visualiseur)
- Questions à l'ensemble des élèves (ardoises effaçables, think-pair-share)
- Dialogue formatif
- Quiz, évaluation formative ou ticker de sortie
- Tâches à effectuer de manière autonome ou en groupe avec responsabilisation,
- Etc.
Les cours qui comprennent de fréquentes tâches ou questions courtes tout au long de la session permettent dans lesquelles les élèves n'ont pas d'autre choix que de s'engager leur permettent de mieux se concentrer et de mieux apprendre.
De même lorsqu’un élève lit un document, une manière de le rendre actif est de lui demander de le résumer, de prendre des notes synthétiques et de se préparer à reformuler le contenu oralement ou dans le cadre d'une production en groupe.
Intérêts et implications du modèle des niveaux de traitement
L’apport principal du modèle des niveaux de traitement est de montrer que l’encodage n’est pas un processus simple et direct. Ainsi la mémoire à long terme n’est pas une simple unité de stockage statique, mais un système de traitement complexe et dynamique.
L’autre prédiction fondamentale est que plus l’information sera traitée en profondeur, plus la trace en mémoire sera durable.
Un traitement axé sur la signification des informations permet de mieux les mémoriser qu’un traitement basé sur des caractéristiques plus superficielles, telles que l’apparence ou le son d’un mot. C’est ce que nous appelons la profondeur du traitement. Les liens significatifs avec d’autres souvenirs facilitent l’accès à l’information. Ce traitement garantit que la tâche d’apprentissage se concentre sur des connexions significatives plutôt que sur un traitement superficiel.
À l’opposé, une répétition qui consiste simplement à répéter, ânonner, des informations [sous forme d’une répétition d’entretien] n’améliore pas la mémoire à long terme. Nous comprenons dès lors la faiblesse de méthodes d’étude telles que la relecture ou l’étude par cœur (mot à mot) sans élaboration.
Le traitement profond implique une prise en compte du sens et la capacité de relier ce nouveau concept avec d’autres concepts déjà familiers.
Les tâches d’apprentissage gagnent donc à impliquer un traitement profond des nouvelles infirmations dans la mémoire de travail. Favoriser les liens avec des connaissances préalables les rendra plus accessibles pour une utilisation future. Le traitement devrait combiner des éléments d’autoréférence, c’est-à-dire s’inspirer des opinions et expériences et connaissances préalables de l’élève. Il devrait l’inciter à générer sa propre réponse plutôt que de simplement répondre par des informations apprises par cœur
À l’opposé, une répétition qui consiste simplement à répéter, ânonner, des informations [sous forme d’une répétition d’entretien] n’améliore pas la mémoire à long terme. Nous comprenons dès lors la faiblesse de méthodes d’étude telles que la relecture ou l’étude par cœur (mot à mot) sans élaboration.
Le traitement profond implique une prise en compte du sens et la capacité de relier ce nouveau concept avec d’autres concepts déjà familiers.
Les tâches d’apprentissage gagnent donc à impliquer un traitement profond des nouvelles infirmations dans la mémoire de travail. Favoriser les liens avec des connaissances préalables les rendra plus accessibles pour une utilisation future. Le traitement devrait combiner des éléments d’autoréférence, c’est-à-dire s’inspirer des opinions et expériences et connaissances préalables de l’élève. Il devrait l’inciter à générer sa propre réponse plutôt que de simplement répondre par des informations apprises par cœur
Le modèle des niveaux de traitement a des implications sur la manière dont les nouvelles matières sont présentées en classe. Ce qui compte, ce ne sont pas les concepts que les apprenants doivent aborder, ni même les tâches ou les présentations spécifiques qu’un enseignant utilise, mais l’activité cognitive dans laquelle les élèves sont engagés.
Il existe une grande variété de techniques d’enseignement et d’activités qui peuvent conduire à un traitement plus approfondi. L’essentiel est de relier les informations d’une manière significative, ce qui signifie généralement les relier à la connaissance du schéma de l’apprenant, qui bien sûr varie en fonction de ses connaissances préalables.
Par exemple, les tâches qui demandent aux apprenants de trier les informations en catégories sont intrinsèquement significatives, tout comme leur utilisation pour créer des histoires. Juger ou évaluer les éléments en matière d’exactitude ou de préférence personnelle serait également utile. L’élaboration des connaissances visées à partir d’exemples concrets permet ce traitement en profondeur.
Le traitement approfondi est considéré comme efficace, car il encourage un plus grand nombre de liens avec d’autres concepts, ce qui peut aider à favoriser un rappel ultérieur.
Pour l’enseignant, l’interrogation élaborative peut être utilisée pour susciter un engagement significatif des élèves avec un concept ou un phénomène. L’utilisation des questions « comment » et « pourquoi » lors des discussions en classe, du tutorat ou des questions posées par l’enseignant s’inscrit donc parfaitement dans ce cadre théorique.
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Efrat Furst, 2018, Learning in the brain, 2020, https://sites.google.com/view/efratfurst/learning-in-the-brain
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Craik, F. I. M., & Lockhart, R. S. [1972]. Levels of processing: A framework for memory research. Journal of Verbal Learning and Verbal behaviour, 11, 671–684.
Craik, F.I.M., & Tulving, E. [1975]. Depth of processing and the retention of words in episodic memory. Journal of Experimental Psychology: General, 104, 268–294.
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Mis à jour le 27/09/22
Bibliographie
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Jonathan Firth, How to Learn: Effective study and revision methods for any course, 2018, Arboretum Books
Marc Smith and Jonathan Firth, Psychology in the classroom, 2018, Routledge
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