Raisonnements flexibles. Une recherche sur l'esprit critique, le raisonnement sur les causes et le raisonnement en mathématiques

L’enseignement des mathématiques et des sciences se heurte à une difficulté commune au moment de l’apprentissage de nouveaux concepts : les enfants disposent de connaissances intuitives sur les phénomènes mathématiques et scientifiques. En effet, les enfants disposent de connaissances issues de la vie quotidienne sur les concepts scientifiques (Vosniadou, 2008) et mathématiques (Hofstadter & Sander, 2013) qu’il convient d’analyser à la fois dans leur dimension facilitatrice et dans les interférences suscitées avec les enseignements scolaires.

Du fait de leurs connaissances de la vie de tous les jours, les élèves catégorisent certaines situations-problèmes de manière inappropriée : ils se représentent un problème en s’appuyant sur des traits non pertinents d’un problème scientifique ou mathématique, tels que la présence de certains objets ou la thématique générale de l’énoncé (Chi et al., 2008). Dès lors, cette catégorisation spontanée ne permet pas à l’élève de trouver la stratégie de résolution adaptée, alors même qu’il sait la mettre en œuvre dans d’autres contextes. Certaines difficultés des élèves proviennent donc d’une difficulté d’abstraction de la structure sémantique des problèmes et non stricto sensu d’une absence de connaissances scientifiques ou arithmétiques (De Corte et al., 1985).  

Afin de ne pas être limité dans ses conceptions par ses connaissances naïves, l’élève doit apprendre à articuler différents points de vue sur une situation : cela revient à la catégoriser de plusieurs manières afin de choisir parmi les différents points de vue accessibles le plus adéquat relativement au but à atteindre. D’autres propriétés du problème se révèlent alors saillantes, donnant accès à des nouvelles procédures de résolution. L’enjeu pour l’élève est donc de recatégoriser des situations-problèmes afin d’accroître son répertoire de catégorisations potentielles (Hofstadter et Sander, 2013) et de sélectionner la catégorie dont le niveau d’abstraction est en phase avec les notions scolaires concernées. Cette recatégorisation permet alors à l’élève d’utiliser la stratégie de résolution appropriée.

Objectifs de ces outils

Notre objectif est de développer des outils permettant aux élèves de développer des raisonnements flexibles : les élèves analysent la situation difficile, recodent les propriétés de la situation, adoptent une nouvelle représentation plus abstraite et changent de stratégie. Les outils d’apprentissage proposés visent donc à détacher les élèves d’un contenu disciplinaire pour leur permettre d’acquérir des connaissances transversales et décontextualisées. Ces outils sont testés dans le cadre de protocoles scientifiques en psychologie cognitive de l'éducation. 

Deux groupes d'outils sont développés, en relation avec deux difficultés rencontrées dans l'enseignement des sciences et dans celui des mathématiques:

- des outils visant à permettre aux élèves de développer leur esprit critique en comprennant la notion de cause dans sa complexité : distinguer cause et effet, élaborer des chaînes causales, différencier corrélation et causalité

- des outils visant à permettre aux élèves de résoudre différents types de problèmes de distributivité en proposant deux raisonnements : factorisation et développement. Ces problèmes sont à énoncé verbal car ils permettent un développement conceptuel abstrait, détaché d'automatismes procéduriers. 

 


Le projet de recherche a été mené par Calliste Scheibling-Sève  dans le cadre de son stage de recherche au sein du Master de sciences cognitives - sous la direction d'Elena Paquinelli (Fondation La main à la pâte) et d'Emmanuel Sander (Université de Genève).


Pour en savoir plus, vous pouvez consulter la page dédiée au projet et à ses résultats.

Addons

Partenaires du projet

Fondation La main à la pâte CASDEN