A.- B._ et dame M._, tous deux de nationalité espagnole, se sont mariés le 23 décembre 1984 à Badalona (Espagne). Un enfant est issu de leur union: Jonathan, né le 5 juin 1987.
Dès 1990, de vives tensions ont surgi entre les conjoints, qui ont dès lors intenté une première procédure de divorce. L'attribution de la garde et de l'autorité parentale sur l'enfant Jonathan a été d'emblée un sujet de litige entre eux. Par mesures préprovisoires du 13 août 1992, confirmées à titre provisionnel le 8 octobre suivant, l'enfant a été confié à son père, mais une situation de garde alternée s'est de fait mise en place par la suite. Les époux ayant ultérieurement repris la vie commune, il a été mis fin aux mesures ordonnées dans le cadre de cette procédure; la cause a été rayée du rôle le 25 janvier 1994.
Le mari a déposé une nouvelle demande en divorce le 27 janvier 1995. Il a de plus requis des mesures provisionnelles tendant à l'attribution de la garde sur Jonathan. Par convention du 1er mars 1995, la défenderesse a accepté, par gain de paix selon elle, que l'enfant soit confié au demandeur.
Le Service de protection de la jeunesse (ci-après: SPJ) a été invité à assurer une surveillance et à procéder à une enquête sur la situation de Jonathan.
Le 23 novembre 1995, après que l'enfant eut menacé de se suicider, le SPJ a requis son placement dans un foyer d'accueil afin qu'il "soit à l'abri des dissensions familiales au moins pendant la durée de l'expertise". Il résultait du rapport de ce service que Jonathan était très perturbé par le divorce de ses parents, qu'il était en outre très impliqué dans le conflit conjugal et qu'il était enfin manipulé; il se disait lui-même malheureux et présentait d'importantes difficultés scolaires en raison d'un manque de concentration.
Agissant d'office par voie de mesures préprovisoires, le président du Tribunal civil du district de Lausanne a, le 24 novembre 1995, retiré le droit de garde aux deux parents et l'a confié au SPJ, en chargeant celui-ci de nommer le gardien, de pourvoir au placement et de régler le droit de visite des père et mère. Jonathan a ainsi été placé à la Maison d'enfants de Penthaz; cette décision a été confirmée par ordonnance de mesures provisionnelles.
Le 3 janvier 1996, le président du tribunal a chargé le Service universitaire de psychiatrie de l'enfant et de l'adolescent (ci-après: SUPEA) de procéder à une expertise psychologique de la famille B._. Dans son rapport déposé le 25 juin 1996, l'expert a proposé la poursuite du placement pendant encore une année, ce qui a été le cas dans les faits. Il a en outre précisé que la mère paraissait à ce moment-là "plus apte par ses capacités psychiques à offrir une relation contenante et adéquate pour le développement de Jonathan, pour autant que celui-ci se permette de ne pas saboter ce lieu de vie par loyauté à l'égard de son père".
Par jugement du 13 mars 1998, le Tribunal civil du district de Lausanne a notamment prononcé le divorce des époux, attribué à la mère l'autorité parentale sur l'enfant, réglé le droit de visite du père, chargé l'autorité tutélaire compétente d'instituer une curatelle d'assistance, selon l'art. 308 al. 2 CC, et de la maintenir aussi longtemps que nécessaire, enfin, fixé la contribution d'entretien due par le père en faveur de l'enfant.
B.- Par acte du 28 mars 1998, B._ a interjeté recours contre ce jugement, concluant à sa réforme en ce sens que l'autorité parentale sur Jonathan lui est attribuée, le droit de visite de la mère étant réglé selon les modalités prévues dans le jugement. Dans sa réponse du 11 juin 1998, la défenderesse a conclu au rejet du recours. Les deux parties ont sollicité des mesures d'instruction complémentaires.
Le président de la Chambre des recours du Tribunal cantonal du canton de Vaud a ordonné une nouvelle expertise qui a été confiée au SUPEA, lequel a déposé son rapport le 1er février 1999; diverses ordonnances de mesures provisionnelles ont par ailleurs été rendues.
Par arrêt du 13 décembre 1999, la Chambre des recours du Tribunal cantonal du canton de Vaud a rejeté le recours et confirmé le jugement de première instance.
C.- B._ exerce un recours en réforme contre cet arrêt. Il conclut à ce que l'autorité parentale sur Jonathan lui soit attribuée, sous réserve du droit de visite de l'intimée. Il demande en outre la désignation d'un curateur pour l'enfant, en application de l'art. 146 CC. Subsidiairement, il requiert l'annulation d'office de l'arrêt attaqué et le renvoi du dossier au Tribunal cantonal.
Le recourant sollicite par ailleurs l'octroi de l'assistance judiciaire.
L'intimée n'a pas été invitée à répondre.

Considérant en droit :
1.- a) Le recours en réforme est recevable, sous l'angle de l'art. 44 OJ, au sujet de l'attribution de la garde et de l'autorité parentale sur l'enfant et son corollaire, le droit de visite. Déposé en temps utile contre une décision finale prise en dernière instance cantonale, il est également recevable sous l'angle des art. 54 al. 1 et 48 al. 1 OJ.
b) La décision attaquée ayant été prononcée avant l'entrée en vigueur de la loi fédérale du 26 juin 1998 modifiant notamment le droit du divorce, le Tribunal fédéral applique l'ancien droit (art. 7b al. 3 Tit. fin. CC). Contrairement à ce que soutient le recourant, cette règle de droit transitoire vaut également s'agissant du sort de l'enfant dans le procès en divorce de ses parents; son sens est en effet parfaitement claire et ne donne pas matière à interprétation (cf. Message du Conseil fédéral, in FF 1996 I p. 174 s.). Le chef de conclusions tendant à ce que l'enfant soit représenté par un curateur selon l'art. 146 CC - sans qu'il soit du reste précisé si cette requête vaut pour la procédure fédérale ou seulement cantonale - est donc irrecevable. Il en va de même des griefs tirés de la fausse application des art. 144 à 146 CC.
2.- Le recourant se plaint d'une violation de l'art. 156 aCC et de la jurisprudence y relative. Se référant en outre à l'art. 12 de la Convention des Nations Unies relative aux droits de l'enfant (RS 0.107), il soutient que l'audition de Jonathan aurait dû être effectuée directement par le juge et non par des experts. Il reproche aussi à l'autorité cantonale d'avoir refusé de suivre le désir clair et réitéré de l'enfant de lui être attribué et de n'avoir pas tenu compte des circonstances, selon lui exceptionnelles: il allègue en particulier les fugues faites par son fils pour le retrouver.
a) Selon la jurisprudence du Tribunal fédéral relative à l'ancien droit du divorce, applicable en l'espèce (cf.
supra consid. 1b), les voeux exprimés par un enfant concernant son attribution dans le cadre d'un procès en divorce doivent être pris en considération lorsqu'il apparaît, sur la base de l'âge et du développement de celui-ci, qu'il s'agit d'une ferme résolution de sa part et que ce désir est l'expression d'une relation affective étroite avec le parent visé (<ref-ruling> consid. 3b p. 93; <ref-ruling> consid. 3b p. 402/403). L'art. 12 de la Convention des Nations Unies prévoit la même solution nuancée: en effet, cette disposition ne prescrit pas l'audition personnelle de l'enfant impérativement dans tous les cas, mais oblige bien plutôt les autorités chargées de l'application de la loi de donner à l'enfant capable de se former une opinion la possibilité de s'exprimer librement, directement ou par l'intermédiaire de son représentant, dans les procédures qui le concernent, et partant de tenir compte équitablement de cette opinion par la suite (<ref-ruling> précité; Message du Conseil fédéral, in FF 1994 V p. 39).
b) Il résulte des constatations de l'arrêt entrepris, qui lient le Tribunal fédéral en instance de réforme (art. 63 al. 2 OJ), que l'enfant a été entendu par le SPJ, tant dans le cadre de la première procédure de divorce que dans celle actuellement pendante. Deux expertises pédopsychiatriques ont en outre été confiées au SUPEA, et l'un des experts a été entendu comme témoin à l'audience de jugement.
L'autorité cantonale n'a donc pas violé les principes concernant l'audition de l'enfant, tels qu'ils résultent de l'art. 12 de la Convention des Nations Unies et de la jurisprudence du Tribunal fédéral, lesquels n'obligent pas le juge à entendre l'enfant directement; au demeurant, l'art. 144 al. 2 CC, dont le recourant souhaiterait l'application au cas d'espèce, prévoit que l'enfant peut être entendu non seulement par le juge, mais aussi par "un tiers nommé à cet effet".
L'autorité cantonale n'a pas non plus ignoré le désir clairement exprimé par l'enfant d'être confié à son père, dont elle a déclaré avoir pris note. Elle a cependant estimé, en se fondant notamment sur les deux expertises mises en oeuvre en 1996 et 1999, que l'intimée était plus à même que le recourant d'assumer l'autorité parentale au mieux des intérêts de l'enfant.
Cette opinion n'apparaît pas contraire au droit fédéral.
Il résulte en effet de l'expertise du 25 juin 1996 que la défenderesse est une femme intelligente, qui entretient une relation de tendresse avec son fils; l'expert a aussi relevé qu'elle contenait ses émotions, s'exprimait avec adéquation et un certain recul sur la situation présente et avait une bonne perception de l'état et des besoins de Jonathan.
Le père était en revanche décrit comme angoissé. Selon l'expert, il n'avait pas accepté la séparation conjugale et sa relation avec l'enfant se déroulait sur un mode narcissique:
il s'appuyait en effet sur lui, "à la recherche de sa propre complétude". Il avait en outre des attentes très particulières à l'égard de son fils, ce qui empêchait celui-ci d'avoir ses propres besoins et expectatives. Interrogé sur ce point, l'expert a en outre déclaré que leur relation était "sur un versant pathologique". L'enfant avait quant à lui une attitude protectrice et une loyauté exacerbée à l'égard de son père; aussi son désir de vivre avec lui n'était-il pas nécessairement authentique, comme le relève également le SPJ dans ses rapports des 19 février 1993 et 23 novembre 1995. Le psychologue et psychanaliste consulté de sa propre initiative par le recourant a pour sa part déclaré que celui-ci croyait parfois que Jonathan ne pouvait pas se développer sans lui.
Il fallait ainsi le ramener à la réalité et lui rappeler qu'il convenait de laisser à l'enfant un espace de liberté qui lui fût propre.
Enfin, il ressort de l'expertise du 1er février 1999 que la mère est une personne stable, nuancée et à l'écoute des besoins de son enfant. Dans son rapport, l'expert a considéré que le père réagissait au contraire de façon impulsive et qu'il avait une perception parfois déformée des intérêts de Jonathan. Il éprouvait notamment des difficultés à lui donner des repères structurants et avait tendance à exercer sur lui une certaine emprise psychologique, dont on pouvait redouter les effets délétères. Si l'enfant exprimait clairement le désir d'être avec son père, ses pensées avaient toutefois un aspect ambilavent.
Dans ces circonstances, la cour cantonale n'a pas outrepassé le pouvoir d'appréciation que lui confère l'art. 156 al. 1 aCC en attribuant l'autorité parentale à l'intimée, nonobstant l'avis de l'enfant et les fugues de celui-ci: il apparaît que son éducation et son équilibre tant affectif que psychique sont, en l'état, mieux assurés auprès de sa mère que de son père. Au demeurant, le recourant ne fait rien valoir qui permette d'en douter.
3.- En conclusion, le recours doit être rejeté, en tant qu'il est recevable, et l'arrêt entrepris confirmé. Le recourant supportera dès lors les frais de justice (art. 156 al. 1 OJ). Ses conclusions étaient d'emblée vouées à l'échec, de sorte que sa requête d'assistance judiciaire ne peut être agréée (art. 152 OJ). Il n'y a pas lieu d'allouer des dépens, l'intimée n'ayant pas été invitée àrépondre.

Par ces motifs,
le Tribunal fédéral :
1. Rejette le recours dans la mesure où il est recevable et confirme l'arrêt entrepris.
2. Rejette la requête d'assistance judiciaire du recourant.
3. Met un émolument judiciaire de 1'500 fr. à la charge du recourant.
4. Communique le présent arrêt en copie aux mandataires des parties et à la Chambre des recours du Tribunal cantonal du canton de Vaud.
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Lausanne, le 17 avril 2000 MDO/frs
Au nom de la IIe Cour civile
du TRIBUNAL FEDERAL SUISSE :
Le Président,
La Greffière,