Dynamique de l'apprentissage moteur : apprendre loin de l'équilibre

Understanding the dynamics of learning : learning far from equilibrium

• Auteur / Autrice : John Komar
• Direction : Ludovic Seifert, Didier Chollet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et techniques des activités physiques et sportives
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Rouen

Mots clés

Mots clés contrôlés

Natation

Biomécanique

Apprentissage moteur

Thèses et écrits académiques

Systèmes dynamiques

Résumé

Prenant pour cadre la théorie des systèmes dynamiques, l'objet de cette thèse est d'analyser la dynamique temporelle de l'acquisition des coordinations motrices, en rapport au poids des contraintes qui pèsent sur l'apprenant. Notre travail se propose alors d'étudier l'apprentissage de la coordination bras-jambe en brasse ; dans un milieu aquatique où la motricité naturelle des individus est fortement contrariée par les contraintes de l'environnement. Un point d'orgue est mis sur l'étude de l' aspect fonctionnel de la variabilité des comportements et sur la manipulation des contraintes au cours de l'apprentissage comme un moyen de favoriser l'activité exploratoire des apprenants. A travers l'utilisation d'analyses vidéo en 3-Dimensions et de capteurs de mouvement, la coordination bras-jambes a été étudiée à travers les oscillations des coudes et des genoux. La stabilité mais également la flexibilité de la coordination experte a été mise en avant (étude 1), de même que l'effet du poids des contraintes environnementales sur l'expression du caractère dégénératif des systèmes neurobiologiques (étude 2). L'utilisation d'instructions verbales comme contraintes temporaires pesant sur l'apprenant a ensuite été étudiée à travers son effet sur la dynamique temporelle de la coordination et sur les stratégies exploratoires mises en œuvre par les apprenants (études 3 et 4). L'ensemble des résultats tend à montrer que dans un milieu spécifique comme le milieu aquatique où un pattern de coordination biomécaniquement efficace est à apprendre, les changements qualitatifs du comportement s'opèrent à travers des périodes de métastabilité reflétant une exploration active de l'espace de travail perceptivo-moteur. De plus, manipuler les contraintes de tâches sans prescrire la coordination à apprendre permet de guider l'exploration (i. E. Proscrire ce qu'il ne faut pas faire plutôt que prescrire ce qu'il faut faire). Ces résultats plaident en faveur de l'utilisation d'une pédagogie non-linéaire qui tend à encourager un apprentissage exploratoire

Based on the theoretical background of Dynamical Systems Theory, the aim of this thesis is to analyze the temporal dynamics of motor coordination, in relation to the constraints acting on the learner. Specifically, this work investigates the learning process of arm-leg coordination in aquatic locomotion, notably in breaststroke swimming, which is a context where natural individual motor behavior is specifically constrained by environmental constraints. An emphasis is placed on the study of the functional rôle of coordination variability and the rôle of manipulating constraints as a way of promoting exploratory activity in order to investigate issues surrounding learning optimization. Through the use of 3-Dimensions video analysis and motion sensors, the arm-leg coordination has been studied based on the oscillations of knee and elbow angles. The stability and the flexibility of the expert pattern of coordination has been highlighted (study 1), as well as the effect of the level of environmental constraints on the expression of neurobiological degeneracy (study 2). The use of verbal instructions as temporary constraints acting on the learner has then been studied through his effect on the temporal dynamics of the coordination and the different search strategies exhibited by learners (studies 3 and 4). Overall, The results tend to show that in a specific environment as the aquatic environment, the to-be-learned pattern of coordination refers to a biomechanically expert coordination. Nevertheless, the qualitative changes during learning operate through periods of metastability, reflecting an active exploration of the perceptual-motor workspace. In addition, manipulating task constraints without prescribing the to-be-learned pattern can be useful in guiding the exploration (i. E. Proscribe what not to do rather than prescribe what to do). These results advocate for the use of a non-linear pedagogical approach that tends to encourage exploratory learning.