Encodage analogique et transfert sans mapping - article ; n°4 ; vol.102, pg 619-656

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L'année psychologique - Année 2002 - Volume 102 - Numéro 4 - Pages 619-656
Résumé
Selon les modèles classiques du raisonnement par analogie, le transfert analogique intervient nécessairement au terme d'un processus d'appariement entre propriétés locales de la source et de la cible. Dès lors, ces modèles prédisent que la présence de cross-mapping augmente le temps nécessaire pour conduire l'analogie à son terme. Or, nous obtenons des résultats incompatibles avec cette hypothèse puisqu'à partir d'expériences successives impliquant une tâche de transfert et d'appariement, nous montrons que l'augmentation du temps nécessaire pour établir l'appariement ne détermine pas d'augmentation de temps de traitement de la cible. Un cadre théorique alternatif est proposé pour rendre compte de ces résultats.
Mots-clés : analogie, inférence, mapping, transfert.
Summary : Is mapping a necessary condition for analogical transfer ?
According to classical models of reasoning by analogy (SME, ACME, SIAM, IAM), analogical transfer requires that subjects make first of all complete one-to-one correspondences between base and target elements. It is only when the mapping is finished that subjects may project inferences from the base to the target. Consequently, these models predict that a cross-mapping between base and target (same base-target elements which play different roles) should increase the time necessary for transfering a property from the base to the target. Empirical results obtained here are inconsistent with this prediction because, in a series of experiments, we show that the increase in time to match two cross-mapping objects does not involve an increase in time to process the target. Consequently, it seems that there is at least a partial independency between mapping and transfer.
Key words : analogy, inference, mapping, transfer.
38 pages
Source : Persée ; Ministère de la jeunesse, de l’éducation nationale et de la recherche, Direction de l’enseignement supérieur, Sous-direction des bibliothèques et de la documentation.
Publié le : mardi 1 janvier 2002
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T. Ripoll
D. Coulon
Encodage analogique et transfert sans mapping
In: L'année psychologique. 2002 vol. 102, n°4. pp. 619-656.
Résumé
Selon les modèles classiques du raisonnement par analogie, le transfert analogique intervient nécessairement au terme d'un
processus d'appariement entre propriétés locales de la source et de la cible. Dès lors, ces modèles prédisent que la présence de
cross-mapping augmente le temps nécessaire pour conduire l'analogie à son terme. Or, nous obtenons des résultats
incompatibles avec cette hypothèse puisqu'à partir d'expériences successives impliquant une tâche de transfert et
d'appariement, nous montrons que l'augmentation du temps nécessaire pour établir l'appariement ne détermine pas
d'augmentation de temps de traitement de la cible. Un cadre théorique alternatif est proposé pour rendre compte de ces
résultats.
Mots-clés : analogie, inférence, mapping, transfert.
Abstract
Summary : Is mapping a necessary condition for analogical transfer ?
According to classical models of reasoning by analogy (SME, ACME, SIAM, IAM), analogical transfer requires that subjects make
first of all complete one-to-one correspondences between base and target elements. It is only when the mapping is finished that
subjects may project inferences from the base to the target. Consequently, these models predict that a cross-mapping between
base and target (same base-target elements which play different roles) should increase the time necessary for transfering a
property from the base to the target. Empirical results obtained here are inconsistent with this prediction because, in a series of
experiments, we show that the increase in time to match two cross-mapping objects does not involve an increase in time to
process the target. Consequently, it seems that there is at least a partial independency between mapping and transfer.
Key words : analogy, inference, mapping, transfer.
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Ripoll T., Coulon D. Encodage analogique et transfert sans mapping. In: L'année psychologique. 2002 vol. 102, n°4. pp. 619-
656.
doi : 10.3406/psy.2002.29610
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/psy_0003-5033_2002_num_102_4_29610L'Année psychologique, 2002, 702, 619-656
Laboratoire de Psychologie cognitive
Université de Provence,
UMR CNRS 6146*
ENCODAGE ANALOGIQUE
ET TRANSFERT SANS MAPPING
Thierry RlPOLL2 et David COULON
SUMMARY : Is mapping a necessary condition for analogical transfer ?
According to classical models of reasoning by analogy (SME, ACME, SIAM,
I AM), analogical transfer requires that subjects make first of all complete one-
to-one correspondences between base and target elements. It is only when the
mapping is finished that subjects may project inferences from the base to the
target. Consequently, these models predict that a cross-mapping between base
and target (same base-target elements which play different roles) should
increase the time necessary for transfering a property from the base to the target.
Empirical results obtained here are inconsistent with this prediction because, in
a series of experiments, we show that the increase in time to match two cross-
mapping objects does not involve an in time to process the target.
Consequently, it seems that there is at least a partial independency between
mapping and transfer.
Key words : analogy, inference, mapping, transfer.
INTRODUCTION
Bien que les modèles classiques du raisonnement par ana
logie (SME, Falkenhainer, Forbus et Gentner, 1989 ; ACME,
Holyoak et Thagard, 1989 ; IAM, Keane, Ledgeway et Duff,
1994 ; SIAM, Goldstone, 1994 a) se distinguent sur de nombreux
points, ils admettent néanmoins un certain nombre d'hypot
hèses communes. Parmi celles-ci, l'une d'entre elles nous paraît
1. 29, avenue R. -Schuman, 13621 Aix-en-Provence Cedex.
2. E-mail : ripoll@newsup.univ-mrs.fr. 620 Thierry Ripoll et David Coulon
essentielle et contestable (Ripoll et Coulon, 2001). Il s'agit de
l'hypothèse de séquentialité stricte des phases du raisonnement
par analogie. Après avoir analysé cette hypothèse et ses implicat
ions, nous proposerons une approche alternative qui nous
conduira à envisager autrement les relations entre encodage,
mapping et transfert.
ABSENCE D'IMPACT PRECOCE DE LA SOURCE
SUR LE TRAITEMENT DE LA CIBLE
L'ensemble des modèles actuels du raisonnement par ana
logie admet, au moins implicitement, l'existence d'une succes
sion de phases depuis l'encodage de la source jusqu'au transfert
analogique (Falkenhainer et al., 1989 ; Holyoak et Thagard,
1989 ; Keane et al., 1994). Selon cette approche séquentielle,
cinq phases successives peuvent être identifiées : 1) encodage de
la source ; 2) encodage de la cible ; 3) appariement (mapping)1 ;
4) transfert ; 5) généralisation. De ces cinq phases, le mapping
est identifié comme la phase centrale du raisonnement par ana
logie si bien que l'on constate fréquemment une identification
(voire une réduction) du raisonnement par analogie à la phase
du mapping : « Indeed, analogical transfer has sometimes been
virtually identified with mapping and vice versa » (Holyoak,
Novick et Melz, 1994, p. 115). Cette centration excessive sur la
phase de mapping s'est d'ailleurs faite au détriment des pro
cessus intervenant après le mapping (Holyoak et al., 1994) et,
plus encore, au détriment des processus intervenant avant le
mapping.
Du fait de la séquentialité2 stricte des modèles de l'analogie,
l'encodage de la cible, et donc la représentation qu'en élaborent
les participants avant mapping, n'est pas déterminé par préalable de la source. Cette dernière n'aurait un effet
1. Nous emploierons le terme « mapping » dans son sens le plus usuel : éta
blissement de correspondances entre les prédicats et objets de deux situations
analogues. Dans certains cas, en particulier pour qualifier l'activité de mapp
ing, nous emploierons le terme « apparier » ou « appariement ».
2. Ces modèles adoptent une séquentialité stricte même si certains auteurs
admettent volontiers (Holyoak, 1985 par exemple) que dans la réalité les diffé
rentes phases de l'analogie doivent être davantage intriquées (voir aussi Ross et
Bradshaw, 1994). Transfert analogique 621
potentiel sur le traitement de la cible qu'au moment ou au terme
du mapping. Très concrètement, cela signifie qu'un sujet qui
serait confronté à une cible Fencoderait et en élaborerait une
représentation initiale indépendamment de la nature de la
source qui aura été préalablement traitée : la connaissance de la ne peut contraindre la représentation initiale de la cible.
Par ailleurs, le transfert analogique ou, de manière plus génér
ale, l'effet facilitateur ou inhibiteur d'une source sur le trait
ement d'une cible analogue, est nécessairement postérieur au
mapping puisque ce dernier est un préalable nécessaire à la pro
jection de propriétés de la source vers la cible (Markman, 1997).
Le fait que la source n'exerce aucun rôle sur l'encodage de la
cible avant mapping est, pour le moins, psychologiquement peu
plausible. S'il est clair que le mapping peut permettre de révéler
des similitudes structurales qui n'étaient pas identifiées avant la
comparaison source-cible, il est tout aussi probable que les parti
cipants extraient de la source des informations de niveau
d'abstraction élevée qui les guident très précocement dans
l'élaboration de la représentation initiale de la cible (Chalmers,
French et Hofstadter, 1992 ; Indurkhya, 1997 ; Sander, 2000 ;
Sander et Richard, 1997). C'est cette hypothèse, au cœur de la
présente contribution, que nous développons à présent.
D'AUTRES RELATIONS ENTRE ENCODAGE,
MAPPING ET TRANSFERT
Au centre de l'approche alternative proposée, il y a l'hypo
thèse que l'encodage de la cible est déterminé, avant mapping,
par l'encodage de la source : hypothèse dite d'un encodage ana
logique. Cela revient, en un certain sens, à admettre qu'une
partie du raisonnement par analogie intervient avant le mapp
ing (voir Sander (2000) et Zamani et Richard (2000) pour une
approche similaire), la source ayant un impact sur la représenta
tion de la cible autrement que par l'alignement terme à terme
des propriétés locales des deux situations analogues comparées
(Wisniewski et Bassok, 1999).
Cette hypothèse a un sens si on admet que le contexte induit
par le traitement d'une source fournit des informations globales
(de type catégorielle par exemple) qui peuvent influencer très Thierry Ripoll et David Coulon 622
précocement l'encodage de la cible et, par conséquent, l'e
nsemble du processus analogique (Schunn et Dunbar, 1996). Dès
lors qu'un participant est informé de l'existence d'une analogie
entre deux problèmes (cas des analogies didactiques), il est ra
isonnable de faire l'hypothèse que l'information prélevée sur la
source aura un impact très précoce sur l'élaboration de la repré
sentation initiale de la cible et cela avant même que la recherche
de correspondances terme à terme n'ait commencé (Sander,
2000). Par exemple, si on informe un élève de l'existence d'une
analogie entre deux problèmes qu'on lui soumet et si la source
est identifiée comme un problème impliquant les concepts de la
thermodynamique, la conceptualisation précoce de la cible sera
largement déterminée par l'information catégorielle extraite de
la source. Cela se manifestera au cours même de l'encodage de la
cible (raison pour laquelle nous parlons d'encodage analogique),
l'élève recherchant des informations pertinentes du point de vue
de l'information catégorielle extraite de la source.
L'intervention d'un traitement « descendant » de la source
vers la cible (i.e. encodage analogique) requiert la présence
simultanée de deux propriétés essentielles, absentes des modèles
actuels. La première de ces propriétés est que l'architecture
générale du modèle permette une « contamination » de la cible
par la source autrement que par le classique processus d'appa-
riement. Cette propriété n'est actuellement présente que dans le
modèle LISA1. Dans ce modèle, les propriétés de la source modif
ient le niveau d'activation des de la cible (et donc
leur niveau d'accessibilité) et contraignent directement le pro
cessus d'appariement. Cette contamination est rendue possible
par l'existence d'unités sémantiques à l'interface de la source et
de la cible. L'architecture des autres modèles (SME, ACME, IAM,
SIAM) détermine au contraire des espaces de représentation de la
source et de la cible parfaitement disjoints qui impliquent que la
représentation de la cible est fixée et ne peut être modifiée qu'au
terme du mapping.
La seconde propriété est que l'encodage de la source donne
lieu à l'extraction de propriétés globales de haut niveau permet
tant d'exercer un effet descendant sur le traitement de la cible.
Par propriété globale de haut niveau, nous entendons une pro-
1. Ainsi évidemment que dans le modèle copycat (Hofstadter, 1984 ; Hof-
stader et Mitchell, 1994) qui représente un courant marginal dans le domaine. Transfert analogique 623
priété générale, inférée du traitement de la source et susceptible
de guider le participant dans l'élaboration d'une représentation
de la cible. Un exemple typique de ce type de propriété corres
pond aux représentations catégorielles, que celles-ci résultent du
traitement d'un stimulus visuel, d'un énoncé de problème ou
d'une situation de la vie ordinaire. Dès lors que la catégorisation
a eu lieu, la catégorie peut être identifiée à une structure de tra
itement dont la fonction essentielle est de faire des inferences
(Murphy et Ross, 1994), d'attribuer des propriétés aux objets
relevant de la catégorie (Barsalou, 1983) et de sélectionner
parmi l'ensemble des propriétés de l'objet catégorisé celles qui
sont pertinentes compte tenu de la catégorisation préalablement
faite (Barsalou, 1982). Appliqué au contexte de l'analogie, on
peut considérer que la source fournit aux participants des info
rmations sur la catégorie (ou concept) à laquelle peut être
associée la cible. Dès lors, l'élaboration d'une représentation ini
tiale de la cible est déterminée par la catégorisation qui a été
faite de la source. Une partie du raisonnement par analogie,
intervient alors avant le mapping et au sein d'une phase préa
lable cruciale d'encodage analogique.
Dans le cas extrême où la source a permis l'identification et
l'accès à un schéma de résolution (un schéma pouvant être consi
déré comme une description catégorielle complexe), ce dernier
peut être directement appliqué pour la résolution de la cible.
Mais, dans ce cas, on se situe à la limite du champ de l'analogie
(Gick et Holyoak, 1983 ; Reeves et Weisberg, 1994) car, si le
participant dispose d'un schéma préétabli, la source en tant
qu'information spécifique n'est plus vraiment nécessaire au tra
itement de la cible (Gentner, 1989). Il n'en demeure pas moins
vrai qu'entre le niveau de spécificité maximum, correspondant
aux cas analogues eux-mêmes, et le niveau d'abstraction le plus
abouti, correspondant au concept de schéma instanciable, exis
tent des niveaux d'abstraction intermédiaires qui peuvent jouer
un rôle important dans l'analogie tout en préservant une
fonction essentielle au cas source analogue. Or ces niveaux de
représentation intermédiaires ont été largement ignorés des
modèles de l'analogie, laissant un espace important entre repré
sentations schématiques et représentations spécifiques (Cauzi-
nille-Marmèche et Didierjean, 1999). Une illustration empirique
de l'importance de ces niveaux de représentation a été donnée
par Schunn et Dunbar (1996). Ces auteurs montrent que la 624 Thierry Ripoll et David Coulon
connaissance d'une source permet l'activation d'un concept (le
concept d'inhibition en biologie dans cette recherche) qui guide
les participants de manière implicite vers la résolution de la cible
alors même que ces derniers n'ont vraisemblablement pas réalisé
de mapping entre la source et la cible. Le concept d'inhibition
correspond à une propriété globale, inférée de la source. Il se di
stingue clairement d'un schéma de résolution car il décrit la
source de manière très grossière et holistique sans fournir
d'informations précises sur le système de relations complexes qui
correspond à chaque situation analogue.
Notons que l'hypothèse générale soutenue ici présente une
compatibilité importante avec les travaux conduits dans le
domaine de la catégorisation (Goldstone, 1994 b ; Schyns et
Rodet, 1997) qui montrent que la connaissance préalable de la
catégorie associée à un stimulus quelconque peut affecter très
précocement l'analyse en traits du stimulus traité. Même dans le
cas de tâches perceptives de bas niveau, la décomposition en
traits d'un stimulus visuel est fortement dépendante des info
rmations préalablement traitées par les participants, que ces
informations correspondent à un contexte général ou à un exemp
laire particulier pouvant être identifié à une source (Goldstone,
Lippa et Shiffrin, 2001 ; Harnad, 1987).
Dans ce contexte théorique, la source peut avoir deux fonc
tions essentielles, ignorées par les principaux modèles de
l'analogie.
Premièrement, le rôle de la source, en amont du mapping,
pourrait être de limiter le nombre d'informations accessibles et
donc de réduire le nombre de mises en correspondances potent
ielles entre les propriétés de la source et de la cible (voir Indurk-
hya (1997) pour une approche similaire dans le domaine de la
métaphore). La source est alors envisagée comme un filtre qui
contribue à une limitation du nombre d'informations prises en
compte lors du mapping. Potentiellement, l'hypothèse d'un
encodage analogique conduit ainsi à une réduction du coût com-
putationnel excessif que génère le mapping tel qu'il est actuell
ement modélisé (Hummel et Holyoak, 1997).
Deuxièmement, si on admet que la source contraint la repré
sentation de la cible avant le mapping, il est possible que la
source conduise à une restructuration de la représentation de la
cible qui précède tout appariement terme à terme. Dans ce cas,
on ne peut pas exclure, en particulier lorsque le problème à Transfert analogique 625
résoudre requiert un petit nombre de pas de solutions (problè
mes que Sander (2000) qualifie de problèmes à direc
tes), que la source permette une solution analogique de la cible
alors qu'aucun appariement n'ait été réalisé. Cela est particuli
èrement probable dans le cas de problèmes dits à insight
(Holyoak et Barnden, 1994 ; Maïer, 1930 ; Metcalfe et Wiebe,
1987) qui peuvent donner lieu à une solution immédiate dès lors
que la représentation du problème est adéquate. Le fait que les
participants puissent parvenir à efficacement traiter la cible
sans produire d'appariement explicite entre la source et la
est aussi source d'économie computationnelle car la résolution
de la cible n'impose plus la comparaison de structures complexes
(le classique codage en prédicats et objets). Comme le remar
quent Schunn et Dunbar (1996), une telle approche permet de
contourner le délicat problème de la liaison de variables
(variable-binding problem).
RELATIONS ENTRE TEMPS DE TRANSFERT,
TEMPS DE MAPPING
ET PRÉSENCE DE CROSS-MAPPING
Selon l'approche dominante du raisonnement par analogie, le
temps de transfert est étroitement dépendant du temps de mapp
ing même si le transfert requiert des processus (post-mapping)
d'adaptation spécifiques (Holyoak et al., 1994). Par conséquent,
toute augmentation du temps de mapping devrait entraîner une concomitante, supérieure ou égale, du temps de
transfert (Markman, 1997). Dès lors, la présence de cross-
mapping (présence d'éléments communs à la source et à la cible
jouant des rôles différents) devrait nécessairement conduire à une
augmentation du temps de transfert en raison de la difficulté que
peut générer le cross-mapping lorsqu'il s'agit d'aligner deux
situations analogues (Gentner et Toupin, 1986 ; Ripoll, Bour-
relly, Antoni, et Pélissier, 2000 ; Ross, 1987). Rappelons, en effet,
que le mapping porte simultanément sur les prédicats et les
objets. Dans le cas d'un cross-mapping, le modèle est soumis à des
pressions contradictoires de nature sémantique et structurale qui
ralentissent le temps d'identification des mises en correspon
dance adéquates. Parce que le transfert ne peut intervenir qu'une 626 Thierry Ripoll et David Coulon
fois le mapping réalisé, la résolution de la cible sera plus difficile
lorsque la source et la cible comporteront un cross-mapping.
Au contraire, si on admet que les participants extraient de la
source une propriété de haut niveau susceptible de les guider
dans l'élaboration d'une représentation de la cible, il est possible
(cf. section précédente) qu'ils parviennent à exploiter la source
pour traiter la cible analogue sans que la présence de cross-
mapping n'entraîne un accroissement du temps de traitement de
la cible. D'un point de vue empirique, pour soutenir cette hypot
hèse, il convient de montrer que bien que la présence de cross-
mapping ait un effet perturbateur dans une tâche explicite de
mapping, il n'a pas d'incidence dans une tâche de compréhens
ion d'une cible analogue : nous prédisons donc que les sujets
exploiteront la source de manière identique que celle-ci com
porte ou non un cross-mapping alors que le cross-mapping
rendra plus difficile la tâche de mapping. Deux expériences suc
cessives ont été conduites pour mettre en évidence cette dissocia
tion entre compréhension analogique et mapping.
Dans la mesure où cette dissociation est mise en évidence, il
reste à vérifier que c'est bien la source qui a été exploitée pour le
traitement de la cible et non un schéma général issu du trait
ement de la source. L'objectif des expériences 3 et 4 est de
répondre à cette possible objection.
EXPERIENCE 1 (TRANSFERT)
METHODE
PARTICIPANTS
30 étudiants de première année de psychologie de l'Université de Pro
vence.
MATERIEL
Le matériel est constitué de 18 phrases, 12 sources et 6 cibles (voir
annexe et l'exemple ci-dessous). À chaque phrase cible, correspondent deux
sources qui ne diffèrent que sur un mot (souris ou puce dans l'exemple). La Transfert analogique 627
phrase source comprenant le mot souris correspond à la condition sans
cross-mapping, la phrase source comprenant le mot puce correspond à la
condition dite cross-mapping.
Phrases source
Le chien qui ne parvient pas à croquer de lièvre se contentera de la
moindre souris/puce.
Phrase cible altérée et phrase cible non altérée
Si la tê^fPë l'homme §pifcj}£cessible, la puce i P^"
ête du
Si la tête de l'homme est inaccessible, la puce ira se nourrir sur
la tête du mouton.
Chaque phrase comprend 2 ou 3 éléments essentiels reliés par deux pré
dicats. La cible est altérée par le noircissement de certains mots qui rendent
sa lecture et sa compréhension particulièrement difficiles. On se situe ainsi
dans le paradigme classique de l'analogie où une source est donnée aux par
ticipants pour faciliter le traitement d'une cible présentant une difficulté de
compréhension. Bien entendu, les sources et les cibles sont analogues au
sens fort du terme, elles sont structurellement identiques mais sémantique-
ment différentes.
L'altération de la cible ne suit pas une procédure systématique, mais
l'élément qui fait l'objet d'un cross-mapping demeure toujours visible. Par
conséquent, si les participants réalisent l'appariement sur cet élément, ils
sont initialement conduits vers une mauvaise interprétation de la cible qui
devrait avoir comme conséquence de rendre particulièrement difficile sa
lecture et sa compréhension.
Les deux sources sont identiques syntaxiquement et ne se distinguent
qu'au niveau de l'élément manipulé pour générer le cross-mapping. En
revanche, la source et les deux cibles correspondantes présentent toujours
des formes syntaxiques très différentes de sorte qu'il n'est pas possible de
plaquer la structure de la source sur la cible masquée sans prendre en
compte les éléments visibles de la cible.
PROCEDURE EXPERIMENTALE
L'expérience est pilotée par ordinateur. La passation est individuelle et
fait suite à un entraînement. Les participants lisent d'abord la source qui
reste affichée sur l'écran pendant dix secondes. Au terme de ces dix secon-

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