Temprado, Montagne, les coord° perceptivo motrices, 2001 Temprado , approche dynamique des coordinations motrices , prolongements pour l’apprentissage des HM en EPS, revue EPS n°305, 2003Temprado, le système neuro-musculo- squelettique, considéré comme un système complexe, in Bulletin de psychologie, tome 58 (1), 2005

Bernstein, un des principaux inspirateurs conceptuels de la théorie émergente des coord° motrices (Turvey, 1978). Problème du contrôle des DDL… conditions favorables à l’apparition des concepts d’émergence et d’auto org° (Temprado, 2005)Appuis : sciences de la complexité, sciences de la coopération, analyse des systèmes dynamiques non linéaires.Motricité : l'approche dynamique considère les assemblages multisegmentaires ou multiarticulaires comme le produit émergent des interactions entre les éléments du système, des couplages et des flux d'énergie qui traversent le système sensorimoteur ou, en d'autres termes, comme le produit de l' auto-organisation et non de prescriptions générées par des programmes moteurs.En laboratoire : paradigme des coord° bimanuelles.Dans les situations sportives : Par exemple, en crawl, les coordinations bras-bras, bras-jambes (rapports de fréquence) ou bras-tête varient systématiquement en fonction de la vitesse de nage (paramètre de contrôle). En demandant à un élève de nager « en rattrapé » à faible vitesse puis d'augmenter sa vitesse de déplacement, on observe une transition spontanée vers le mode « en opposition ». Le passage de la position assise en cyclisme à la position « en danseuse » peut être analysé de la même façon tout comme l'alternance marche/course chez les enfants, dans les séances de course de durée ou les difficultés rencontrées par les marcheurs pour se conformer au règlement.La dynamique des coordinations motrices dans les différentes tâches est ainsi caractérisée par quelques uns des éléments essentiels mis en évidence dans les exemples ci-dessus :

- la présence de modes de coordination préférentiels, stables et immédiatement disponibles (sans

apprentissage) dans le répertoire des sujets, - des différences spontanées de stabilité et de coût entre ces patrons,- la coexistence possible de plusieurs modes de coordination à certains régimes de contraintes mais pas à d'autres, les changements spontanés qui se produisent entre les patrons préexistants du répertoire sous l'effet des contraintes qui s'appliquent au système d'action.

La dynamique spontanée est une notion-clé de l'approche dynamique des coordinations. Son rôle est essentiel, en particulier parce qu'elle influence systématiquement tous les comportements ou les apprentissage ultérieurs du sujet (le passage à une dynamique apprise).

Gestion des degrés de liberté et modification des modes de coordination au cours de l'apprentissage. Temprado, Della-Grasta , Farell et Laurent , « A novice expert comparison of (intra-limb) coordination subserving the volleyball serve ", in Human Movement Science, 16 (5),1997, pp. 653- 676.En VB , la coordination entre la main, le coude et l'épaule du bras « frappeur» lors du service tennis . variable essentielle : relation épaule –main.A partir des relations spatio-temporelles entre ces trois articulations, nous avons pu montrer que l'acquisition de l'expertise se caractérise d'abord par le passage du « désordre» (c'est-à-dire aucun

patron stable identifiable) à « l'ordre » (un patron identifiable utilisé de façon répétitive) et ensuite par le passage d'un mode de coordination à un autre.Différenciation expert –novice : perf + mode de coord° :

o La coordination du débutant est caractérisée par la fixation rigide (la synchronisation) des différentes articulations (couplage en phase)

o chez l'expert, on observe un relâchement de ces trois degrés de liberté (désynchronisation) qui leur permet d'exploiter les forces musculaires (le cycle étirement-détente) sous la forme du « fouetté». (couplage en anti phase)

La différence principale entre les deux modes de coordination (débutant-expert) réside dans la relation entre l'épaule et la main. Cette organisation de la coordination traduit la mise en œuvre des principes de mécanique simples pour optimiser la trajectoire de la balle (conforme aux hypothèses de Bernstein). Le système nerveux « apprend » la mécanique mais pas grâce à des calculs ou des modèles internes, simplement en exploitant les différentes contraintes qui s'exercent sur lui. Ainsi, la solution économique constitue-t -elle un « attracteur » que le sujet recherche au fil des répétitions et sur lequel il finit par se stabiliser. La rapidité de cette stabilisation dépend :

o des contraintes propres au sujet,o mais aussi des aménagements et des consignes proposées par l'enseignant

pour explorer les différentes solutions. Cette affirmation ne relève pas (seulement) d'une conception générale de l'apprentissage mais des résultats obtenus dans notre étude. Ainsi, en observant essai par essai les modes de coordination utilisés par les joueurs, nous avons pu montrer qu'ils n'utilisaient pas systématiquement le « patron moyen » qui avait été identifié pour chaque groupe.

o Les débutants utilisent, dans un nombre réduit d'essais, le mode de coordination de l'expert.

o Les experts utilisent eux aussi, dans un nombre réduit d'essais, le patron du débutant.

Ces résultats suggèrent que la solution est reconstruite lors de chaque essai. Suggère plutôt la Présence d’un processus d’assemblage temporaire de la structure coordinative que le choix d’un PMG différents par les sujets , d’un essai l’autre (Temprado, 2005).le mode de coordination produit dépend des conditions qui président à la réalisation de l'essai (concentration, réussite du lancer, état émotionnel, etc.) (Davids, Benett, Handford, Jones,1999 in Temprado, 2005).. Cela pourrait expliquer pourquoi on observe parfois des régressions comportementales chez l'expert sous l'effet des contraintes (score, fatigue, etc.) : le joueur réassemble un patron de coordination lors de chaque répétition. On peut alors voir réapparaître des comportements qui figurent toujours, à l'insu du sujet, dans son répertoire.

En laboratoire …Zanone, Kelso , « Evolution of behavioral attractors with learning : non equilibrium phase transitions », in Journal of Experimental Psychology : Human Perception and Performance, 18, 1992. tâche de « galop bimanuel » correspondant à 90° de phase relative :

- l'apprentissage résulte d'un processus de coopération ou de compétition qui s'exerce entre les patrons du répertoire initial du sujet et le nouveau patron à apprendre. En d'autres termes, plus la force attractive des patrons du répertoire du sujet est importante et plus la

difficulté d'apprendre un nouveau patron est grande. Cette difficulté est d'autant plus grande que le patron à apprendre est proche de celui déjà maîtrisé. (On comprend ici pourquoi il est parfois plus difficile de corriger de petits défauts que d'apprendre un nouveau patron de coordination).

- l'apprentissage d'un nouveau patron de coordination se traduit par une modification des modes de coordination initiaux du répertoire du sujet.

Ainsi, dans la perspective dynamique : on ne peut pas concevoir l'apprentissage sans faire référence au répertoire initial du sujet

au moment de l'apprentissage, apprendre, c'est toujours exploiter son répertoire initial ou au contraire lutter contre celui-

ci pour construire un nouveau patron.Conception différente de celle qui découle des théories cognitives de l'apprentissage moteur qui considèrent l'acquisition des programmes moteurs comme un processus cumulatif. Selon l'approche dynamique, on ne peut pas apprendre une infinité de solutions ; leur nombre est limité par les patrons attracteurs du répertoire initial.

Quelques pistes de réflexion à l’usage des intervenants sportifsProlongements pédagogiques spéculatifs.Niveau pertinent pour comprendre la production des HM est à chercher au niveau du comportement lui-même et non au niveau des mécanismes sous jacents. Spécialiste du comportement. Observer, décrire, transformer. Formuler les objectifs d’A en terme de comportement et non de processus, de représentations…Inviter l’enseignant à privilégier les aménagements susceptibles de solliciter directement des adaptations du comportement plutôt que la transf° hypothétique de modèle interne. Diminution du recours à la verbalisation et à la prise de conscience.

► Mettre l'accent sur les variables « essentielles» qui caractérisent et résument les modes de coordination, Les variables essentielles sont à rechercher dans les relations spatiales et/ou temporelles entre les composants à coordonner.

Cette démarche va à l'inverse des fiches d'observation multicritériées supposées rendre compte de la « complexité » des comportements. L'approche dynamique suggère que la complexité du système n'exclue pas la simplicité du comportement.

Enumérer les variables essentielles des comportements coordonnés à des fins pédagogiques ? cela reste à faire…

► L'identification des variables essentielles (première étape) devrait permettre une meilleure analyse des comportements.

Les notions de répertoire spontané, de stabilité des modes de coordination, de perte de stabilité et de transitions, permettent en effet de jeter un autre regard sur la motricité.

Caractériser les états stables du répertoire, préalablement à l'apprentissage, est non seulement très utile, mais surtout indispensable pour l'enseignant.

Cela permet d'objectiver les différences individuelles et de savoir ce qui, dans le répertoire initial, est exploitable ou au contraire, ce qui freine l'apprentissage.

Cela permet aussi de savoir ce qu'il faut « déconstruire» pour élaborer la nouvelle coordination.

Permet de mesurer l’écart entre l’état initial et ce qui doit être appris.

Cette idée n'est pas nouvelle mais l'approche dynamique théorise cette démarche et propose des outils pour la mettre en œuvre. Temprado, Montagne , Les coordinations perceptivo- motrices. Approches écologique et dynamique du couplage perception action. Armand Colin, Paris, 2001. Zanone, Kelso , 1992.²²

► La notion de contrainte apparaît également comme essentielle. Identifier les paramètres qui stabilisent, déstabilisent les coord° (deuxième étape).

o L'approche dynamique insiste sur le fait que la stabilisation ou la déstabilisation des modes de coordination dépend en premier lieu du régime de contraintes qui s'applique au moment de leur réalisation.

o Ainsi, le « réglage » par l'enseignant du régime de contrainte détermine en grande partie l'apparition ou au contraire l'impossibilité de produire tel ou tel type de coordination.

o Il convient donc d'abord de proposer des régimes de contraintes qui favorisent la production de tel ou tel autre comportement. On pourra ensuite augmenter progressivement ces contraintes pour moduler le niveau de difficulté.

o prolongement des notions d'aménagement du milieu et de manipulation de la difficulté de la tâche Famose (1990).

o L'approche dynamique fournit des pistes pour choisir les formes d'aménagement utiles. Par exemple, la vitesse d'exécution, la fréquence gestuelle (pour les mvts cycliques,cf. Temprado et montagne, 2001) ou la force à produire, sont des contraintes déterminantes pour l'apparition des patrons de coordination.

L'apprentissage des modes de coordination en natation illustre cette stratégie: certaines coordinations bras-bras ou bras-jambes (ex : nombre de battements de jambes par cycle de bras) ne sont pas possibles à des fréquences élevées et l'enseignant doit intégrer cela dans la définition des contraintes de la tâche ou dans les épreuves d'évaluation qu'il propose.

De même dans les lancers, le poids de l'engin, qui détermine la force à produire, influence aussi les modes de coordination possibles; plus la force est importante et moins le sujet est en mesure de « désynchroniser» les composants. Ainsi, la modulation des caractéristiques de l'engin au cours de l'apprentissage est susceptible de faciliter l'acquisition de nouveaux patrons de coordination.

Force, posture (Walter, Swinnen, 1992 in temprado et montagne, 2001), la fatigue, l’anxiété peuvent faire office de paramètres de contrôle des coord°.

L'identification du rôle des différentes contraintes permet de créer les conditions optimales qui favorisent l'apprentissage. Les conditions initiales lors de l’acqu° de mvt coordés doivent retenir l’attention de l’enseignant lors de la conception des situations d’apprentissage.

Alternative au tout cognitif et surtout au rôle prescripteur des représentations. Ne remplace pas cependant le rôle de l’attention et de l’intention (Temprado, laurent, 2000 ; temprado, montagne, 2001). Permet à l’enseignant d’économiser des consignes et des prescriptions, en créant les condit° pour stab/ déstab certains cpts existant ou qui doivent être appris.

► L'approche dynamique met l'accent sur l'importance du répertoire initial du sujet au moment de l'apprentissage. (tendances spontanées et comp° entre attracteurs)

o Le contenu de ce répertoire permet de quantifier les différences individuelles. o Ne part pas de rien : possède des états préférentiels, sur lesquels il s’appuie pour

réaliser une tache. Xt d’un A° préalable ou tendances spontanées du systm. Se comporte comme des attracteurs… conséquence, A°…

o … En EPS, processus de coopération-compétition qui s'établit entre le répertoire initial de l'élève et ce qu'il faut apprendre, traduit le passage d'une motricité usuelle à une motricité sportive habile. Produire un cpt nouveau, c’est lutter pour s’éloigner de ses cpts spontanés qui s’apparentent parfois à de « mauvaises habitudes » (Walter, Swinnen, 1994 in Temprado et montagne, 2001).

Il est important pour l'enseignant de repérer à quel moment l'élève est plutôt dans un processus de coopération et à quel moment l'apprentissage résulte d'une compétition avec ce que l' élève sait déjà faire.

Cette démarche est assez différente de celle qui consiste à prescrire la « bonne solution » ; elle suppose préalablement d’identifier les modes de coordination préférentiels du répertoire de l’élève et de créer les conditions pour déstabiliser les modes de coordination déjà existants afin de faciliter la recomposition des relations entre les différents composants.

► Accent mis sur les réorg° qualtv du cpt et les étapes de l’A°o Distinguer « coord° », « contrôle », « habileté » opérationnel pour repérer les

stades d’A° et planifier les objectifs de l’esgt. Newell, 1985 : (1) apprendre à construire une coord° (2) apprendre à adapter la structure de coord° aux exigences métriques

de la tache. (3) réduire le cout métabolique et mécanique associé à la pord° du geste.

► Aménagement des conditions d’A pour faciliter les réorg° qualtv du cpt► Tout cela n'est pas possible sans donner des consignes et des informations à celui qui

est en situation d'apprentissage. o Théorie de l’A° mtr… Conception cognitive du sujet agissant. PM, schémas

(Schmidt, Lee, 1998), de représentations ou de connaissances procédurales, constituent des points d’appui opérationnels pour l’esgt (Famose, 1995).

o L'abondante littérature concernant l'effet des conditions d'apprentissage (connaissance du résultat, utilisation de modèles, verbalisation, etc.) permet de fonder l'intervention de l'enseignant et la construction des situations d'apprentissage.

o Critique : Wx sur l'adaptation de mouvements« simples » existant déjà dans le répertoire des sujets (A° du paramétrage des gestes (le contrôle) existant dans le répertoire du sujet), plutôt que sur l'acquisition de nouvelles coordinations. Mécanismes différents. Etudier l’effet de ces variables spé dans le cas des coord° C. Ainsi, d’après certains Wx, l'effet de certaines variables dépend d'abord de la nature de l'apprentissage visé: apprentissage d'une nouvelle coordination ou paramétrisation d'un geste déjà existant dans le répertoire des sujets. (nature du pb : pb de contrôle ou de coord°)

Par exemple, certains travaux suggèrent que l'influence de la fréquence de la connaissance du résultat (CR) dépend de la nature du geste à apprendre (Wulf, Shea et Marschiner,1998):

un feed-back fréquent est bénéfique pour l'apprentissage d'un mouvement d'une nouvelle coordination

alors qu'il a des effets négatifs (effets de guidance) pour l'adaptation d'un mouvement simple du répertoire.

En revanche, d'autres variables semblent produire des effets comparables pour les deux types d'apprentissage. C'est le cas de la variabilité de la pratique (VP) (Tsutsui, Lee et Hodges, 1998) . Plus efficace pour les mvts C, après la première phase d’acqu° d’un coord°, ce qui n’est pas le cas des mouvements plus simples (contrôle).

Autres variables, non exploitées. Wulf et coll (1998, 1999),simulateur de ski,Le rôle d’une aide matérielle (un bâton), lors de l’A de la tache. Rôle + de l’assistance matérielle (1998), d’autant plus que le sujet peut en planifier l’utilisation (1999).

D'autres enfin, comme les consignes prescriptives données préalablement à la réalisation, semblent plus efficaces lors de l'apprentissage des coordinations que des mouvement simples. Elles le sont d'autant plus si elles portent sur les variables essentielles de la coordination.

Attirer l’attention du sujet sur certains aspects du mouvement ou de la posture mais sans donner de prescriptions vs. Attirer l’attention sur des consignes claires sur les modes de réalisation (Kernodle, Carlton, 1992). Tache de lancer de balle. les instructions, prescrivant la façon de réaliser le mvt favorisent l’A, comparé à la simple foc° de l’ A° sans consignes de réal°.

Quand aucune consigne n’est donnée au sujet de la réal° du mvt,+ efficace d’attirer l’A° du sujet sur les effets de son mvt (foc° ext) que sur le mvt lui-même (foc° int). (Wulf et coll. , 1998,1999)

► Des variables étudiées dans l'approche cognitive peuvent trouver leur place dans une approche dynamique où les représentations et les modèles internes sont absents de la conceptualisation.

o Suggère que ces variables constituent des interfaces entre les contraintes de la tâche et l'intentionnalité du sujet qui le conduit à explorer certaines solutions plutôt que d'autres pour réaliser la tâche.

o En tout état de cause, cela n'implique pas que ces variables servent à alimenter les modèles internes du sujet mais plutôt à élaborer des stratégies d'exploration du système de contraintes.

Par exemple, dans cette perspective, disposer d'un modèle permet de réduire l'ensemble des possibles pour s'approcher de la solution et non pas de construire une représentation de « la » solution.

o De ce point de vue, dans l'approche dynamique, on ne saurait considérer l' apprenant autrement que comme un sujet acteur de ses apprentissages et cherchant à résoudre des problèmes plutôt qu'à appliquer des solutions préformées dans son répertoire ou de n’etre qu’un simple applicateur d’une sol° imposée de l’ext.

o La « mémorisation » qui résulte de l'apprentissage porte sur le processus d'émergence de la solution et non pas sur le rappel d'une solution préalablement stockée dans les mémoires du système.

o Cette recherche de solution se nourrit forcément des feed-backs qui sont donnés au cours de l'apprentissage, à condition qu'ils portent sur des variables essentielles de la coordination, c'est-àdire les relations spatio-temporelles sur lesquelles le sujet agit pour transformer le mode de coordination produit. Simulateur de ski, On a pu montrer en effet que si tel n'est pas le cas (cad donner des infos relatives au contrôle (Fr, amp) plutot que la coord°), disposer de la connaissance du résultat ne produit aucun effet par rapport à un groupe qui apprend par découverte Vereijken , Whithin, Beek, 1992. Vereijken, 1991. Suggère que le sujet est actif dans la recherche d’infos et l’exploitation des contraintes susceptibles de l’aider à résoudre le pb de la tache.

o Accent sur les processus d’exploration (plutôt que application d’une règle) qui permettent de découvrir une sol° optimale au pb de coord° ou de contrôle posé par la tache. Une des taches de l’esgt est de faciliter l’exploration de cet espace perceptivo moteur, en guidant le sujet grâce à des consignes adaptées.

o Peu de données empiriques utilisables par l’esgt dans le domaine de l’A exploratoire dans la perspective écologique ou dynamique (Effken et Kadar, 2001).

Conclusion indications précieuses lorsque les apprentissages portent sur les coordinations. cette approche peut conduire à porter un regard différent sur la motricité et l'apprentissage moteur. Notamment, elle conduit à considérer les comportements adaptatifs qui résultent de la coalition des contraintes comme une cognition en action: l'action adaptative est la connaissance . On considère ici que la cognition, les représentations et l'intelligence ne sont pas des entités séparées qui pilotent le système musculaire périphérique. Elles résident dans la dynamique et la flexibilité

adaptative du comportement. En ce sens, l'approche dynamique est une autre façon de concevoir la motricité et l'apprentissage.

Lexique

Couplage et auto-organisationL’auto-organisation est le processus par lequel un patron comportemental émerge dans un système seulement à partir des interactions locales qui se produisent entre ses nombreux composants ou sous-systèmes. De fait, le comportement émergeant est différent de la somme des comportements de chaque composant. Ce type de processus s'oppose à celui où l'apparition de l'ordre et de la structure suivent les prescriptions d'un plan préétabli par un programme. Dans cette perspective, on considère que le système nerveux, le corps et l'environnement s'influencent mutuellement, faisant du sujet un système « neurobiologicodynamique » dont le comportement évolue en permanence en fonction des contraintes qui s'appliquent sur lui.

Approche dynamique et cognitionIl n'y a pas d'opposition entre la notion de cognition et l'approche dynamique des patrons de coordination. Simplement, on considère que la cognition est incluse dans les comportements émergeants de sorte qu'il s'agit d'une « cognition en action ». Temprado , « La cognition en action: étude des relations entre attention et dynamique des coordinations bimanuelles », Habilitation à diriger des recherches, université de la Méditerranée, faculté des Sciences du Sport, Marseille, 2000.De même, l'évolution des représentations obéit aux mêmes principes dynamiques. Port, Van Gelder , 1995. Kelso , 1995. Les rôles de l'intention, de l'attention et de l'apprentissage peuvent être analysés dans une telle perspective.