L'apprentissage de la représentation de figures bidimensionnelles en rotation chez des enfants de 6-7 ans - article ; n°3 ; vol.88, pg 359-378

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L'année psychologique - Année 1988 - Volume 88 - Numéro 3 - Pages 359-378
Summary : The training of the representation of bidimensional objects after rotation in 6-7 year-old subjects.
This work studies of the process brought into play in the making of mental and graphie representations of isolated bidimensional objects seen in perspective. With this purpose in mind, we have tried to lead, under precise training conditions, 6-7 year-old subjects into building differentiated and coordinated viewpoints on an object. The analysis of the works concer-ning perspective representation (Piaget et Inhelder, 1948) enables us to consider three levels of consciouness in the making of perspective representation :
— the awareness of the difference between the object as it is seen and the object as it is known to be ;
— the awareness that the same object is seen differently according to different viewpoints ;
— the awareness of regular and inceasing transformations when they go from one viewpoint to another.
A training method has been established for facilitating these three levels. This method uses a situation generating cognitive conflict and is based upon Inhelder's work (1974).
This experience concerns four bidimensional objects (rectangle, dise, square and lozenge) and the results show real progress. The training exercices were meant to exercise the field of perspective perception and the subjects have became not only capable of differentiating the various states of an object during a rotation but also of representing them graphically. The graphic representation had not been practiced, so we may corne to the conclusion that mental representation has indeed been influenced by the training.
Key words : training, perspective representation, graphic representation.
RÉSUMÉ
Ce travail se rapporte à l'étude des processus mis en jeu dans l'élaboration de la représentation mentale et graphique d'objets bidimensionnels isolés vus en perspective. Pour cela, nous avons essayé de conduire, dans des conditions d'apprentissage précises, des sujets âgés de 6-7 ans à construire des points de vue différenciés et coordonnés sur un objet. L'analyse de travaux relatifs à la représentation perspective (Piaget et Inhelder, 1948) a permis d'envisager 3 niveaux de prise de conscience dans l'élaboration de la représentation perspective :
— la prise de conscience de la différence entre l'objet tel qu'on le voit et tel qu'on sait qu'il est;
— la prise de conscience que le même objet est vu différemment selon des points de vue eux-mêmes différents ;
— la prise de conscience de la continuité des transformations et de leur régularité lorsqu'on passe d'un point de vue à un autre.
Une méthode d'apprentissage ayant pour but la facilitation de ces 3 niveaux a été établie. Elle utilise une situation génératrice de conflit cognitif et s'inspire des travaux aInhelder et al. (1974).
Cette expérience concerne 4 objets bidimensionnels (rectangle, disque, carré et losange) et montre de réels progrès. Les exercices d'apprentissage avaient pour but de s'exercer dans le domaine des mises en relation percep- tives, or les sujets sont devenus capables de différencier perceptivement les différents états d'un objet au cours d'une rotation mais aussi de les représenter graphiquement. La représentation graphique n'ayant pas fait l'objet d'un apprentissage, on peut conclure que c'est bien la représentation mentale qui a été influencée par l'entraînement.
Mots clés : apprentissage, représentation perspective, représentation graphique.
20 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 : vendredi 1 janvier 1988
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Annie Magnan
L'apprentissage de la représentation de figures
bidimensionnelles en rotation chez des enfants de 6-7 ans
In: L'année psychologique. 1988 vol. 88, n°3. pp. 359-378.
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Magnan Annie. L'apprentissage de la représentation de figures bidimensionnelles en rotation chez des enfants de 6-7 ans. In:
L'année psychologique. 1988 vol. 88, n°3. pp. 359-378.
doi : 10.3406/psy.1988.29281
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/psy_0003-5033_1988_num_88_3_29281Abstract
Summary : The training of the representation of bidimensional objects after rotation in 6-7 year-old
subjects.
This work studies of the process brought into play in the making of mental and graphie representations
of isolated bidimensional objects seen in perspective. With this purpose in mind, we have tried to lead,
under precise training conditions, 6-7 year-old subjects into building differentiated and coordinated
viewpoints on an object. The analysis of the works concer-ning perspective representation (Piaget et
Inhelder, 1948) enables us to consider three levels of consciouness in the making of perspective
representation :
— the awareness of the difference between the object as it is seen and the object as it is known to be ;
— the awareness that the same object is seen differently according to different viewpoints ;
— the awareness of regular and inceasing transformations when they go from one viewpoint to another.
A training method has been established for facilitating these three levels. This method uses a situation
generating cognitive conflict and is based upon Inhelder's work (1974).
This experience concerns four bidimensional objects (rectangle, dise, square and lozenge) and the
results show real progress. The training exercices were meant to exercise the field of perspective
perception and the subjects have became not only capable of differentiating the various states of an
object during a rotation but also of representing them graphically. The graphic representation had not
been practiced, so we may corne to the conclusion that mental representation has indeed been
influenced by the training.
Key words : training, perspective representation, graphic representation.
Résumé
RÉSUMÉ
Ce travail se rapporte à l'étude des processus mis en jeu dans l'élaboration de la représentation
mentale et graphique d'objets bidimensionnels isolés vus en perspective. Pour cela, nous avons essayé
de conduire, dans des conditions d'apprentissage précises, des sujets âgés de 6-7 ans à construire des
points de vue différenciés et coordonnés sur un objet. L'analyse de travaux relatifs à la représentation
perspective (Piaget et Inhelder, 1948) a permis d'envisager 3 niveaux de prise de conscience dans
l'élaboration de la représentation perspective :
— la prise de conscience de la différence entre l'objet tel qu'on le voit et tel qu'on sait qu'il est;
— la prise de conscience que le même objet est vu différemment selon des points de vue eux-mêmes
différents ;
— la prise de conscience de la continuité des transformations et de leur régularité lorsqu'on passe d'un
point de vue à un autre.
Une méthode d'apprentissage ayant pour but la facilitation de ces 3 niveaux a été établie. Elle utilise
une situation génératrice de conflit cognitif et s'inspire des travaux a"Inhelder et al. (1974).
Cette expérience concerne 4 objets bidimensionnels (rectangle, disque, carré et losange) et montre de
réels progrès. Les exercices d'apprentissage avaient pour but de s'exercer dans le domaine des mises
en relation percep- tives, or les sujets sont devenus capables de différencier perceptivement les
différents états d'un objet au cours d'une rotation mais aussi de les représenter graphiquement. La
représentation graphique n'ayant pas fait l'objet d'un apprentissage, on peut conclure que c'est bien la mentale qui a été influencée par l'entraînement.
Mots clés : apprentissage, représentation perspective, représentation graphique.L'Année Psychologique, 1988, 88, 359-378
Laboratoire de Psychologie expérimentale et comparée
UER de Lettres et Sciences humaines1
Université de Nice
L'APPRENTISSAGE DE LA REPRÉSENTATION
DE FIGURES BIDIMENSIONNELLES
EN ROTATION CHEZ DES ENFANTS DE 6-7 ANS
par Annie Magnan
SUMMARY : The training of the representation of bidimensional objects
after rotation in 6-7 year-old subjects.
This work studies of the process brought into play in the making of
mental and graphic representations of isolated bidimensional objects
seen in perspective. With this purpose in mind, we have tried to lead, under
precise training conditions, 6-7 y ear- old subjects into building differentiated
and coordinated viewpoints on an object. The analysis of the works concer
ning perspective representation (Piaget et Inhelder, 1948) enables us to
consider three levels of consciouness in the making of perspective repre
sentation :
— the awareness of the difference between the object as it is seen and the
object as it is known to be ;
— the that the same object is seen differently according to
different viewpoints ;
— the awareness of regular and inceasing transformations when they go
from one viewpoint to another.
A training method has been established for facilitating these three levels.
This method uses a situation generating cognitive conflict and is based
upon Inhelder's work (1974).
This experience concerns four bidimensional objects (rectangle, disc,
square and lozenge) and the results show real progress. The training exercices
were meant to exercise the field of perspective perception and the subjects
have became not only capable of differentiating the various states of an
object during a rotation but also of representing them graphically. The
1. bp 369, 06007 Nice cedex. 360 Annie Magnan
graphic representation had not been practiced, so we may come to the
conclusion that mental representation has indeed been influenced by the
training.
Key words : training, perspective representation, graphic representation.
INTRODUCTION
L'expérience rapportée ici s'intègre dans une série de
recherches qui a pour but d'apporter une contribution à l'étude
des processus cognitifs mis en jeu dans la représentation de
l'espace projectif chez l'enfant de 6-7 ans. On s'intéresse plus
particulièrement dans cet article à la représentation perspective
d'objets bidimensionnels après rotation autour d'un axe vertical.
De façon générale on peut distinguer deux approches du
problème de la représentation perspective.
La première approche est issue des travaux de Piaget qui
traite le problème de la représentation perspective dans le cadre
théorique de la construction cognitive de l'espace. Piaget et
Inhelder (1948) ont abordé le problème de la représentation
perspective d'objets isolés, au cours de leur déplacement (rota
tion) par rapport à l'observateur. Un objet (aiguille, disque)
est présenté aux enfants qui ont pour tâche d'imaginer sous
quelle forme apparente il se présentera placé en diverses positions.
Ils utilisent en alternance deux situations : l'une consistant à
placer à côté de l'enfant (à 90°) une poupée et à demander com
ment la poupée voit l'objet, l'autre consistant à changer la posi
tion de l'objet en présence de l'enfant et à lui faire prévoir la
forme résultant des changements. Deux techniques d'examen
de la représentation ont été utilisées, le choix de dessins (situation
de reconnaissance) et le dessin (l'enfant doit dessiner l'objet
comme il le voit). A partir des réponses fournies par les enfants
Piaget et Inhelder ont établi divers stades de représentation des
perspectives allant de l'incompréhension totale de toute pers
pective (stade 1, vers 4 ans) à une différenciation nette des points
de vue, d'abord dans l'épreuve de reconnaissance (stade 2) puis
dans le dessin (stade 3).
Ces résultats ont été confirmés notamment par Vurpillot
(1964), Flavell, Flavell, Green et Wilcox (1968) et par Lauren-
deau et Pinard (1968).
La deuxième approche se caractérise par l'étude de l'égo- Représentation de figures bidimensionnelles 361
centrisme dans un contexte spatial. Un grand nombre d'auteurs
(Beaudichon et Bideaud, 1979 ; Borke, 1975 ; Cox, 1986 ;
Donaldson, 1978 ; Fishbein, Lewis et Keiffer, 1976 ; Hugues,
1978) ont entrepris de réétudier la question théorique de l'égo-
centrisme piagétien par rapport aux types de tâches demandées
et aux techniques d'examen de la réponse utilisées. Ils ont montré
que l'égocentrisme n'est pas une caractéristique spécifique de
la pensée des enfants, des erreurs égocentriques se manifestant
à tout âge.
Par ailleurs, certains auteurs (voir la revue de question de
Morss, 1987) considèrent que le fait que les jeunes enfants
tendent à représenter un objet non pas tel qu'ils le voient mais
tel qu'ils le connaissent sous sa forme canonique remet en question
la position piagétienne sur le primat de la représentation égo-
centrée et soutiennent que la perspective d'autrui présuppose
la construction de la perspective propre.
Jusqu'à présent le domaine de la représentation perspective
n'a donc guère été abordé sous l'angle de l'apprentissage chez
le jeune enfant. Les recherches qui concernent cette question
ont surtout eu pour objet d'établir des étapes du développement
de l'enfant. Ces recherches ont, pour la plupart, mis en évidence
soit les difficultés qu'éprouvent les jeunes enfants pour repré
senter l'espace projectif, soit les relations entre certaines diff
icultés et certains types de représentation.
Les travaux de Piaget et Inhelder (1948) intéressent notre
propos. Dans leur recherche que nous avons évoquée il convient,
selon nous, de distinguer plusieurs situations. Il y a d'une part
la différenciation perceptive de deux ou plusieurs perspectives
différentes du même objet et d'autre part la représentation gra
phique de ces perspectives telles qu'elles apparaissent dans le
dessin. Dans ce dernier cas, on peut distinguer la situation où la
perspective à dessiner est perceptivement présente, la représen
tation graphique est alors une reproduction graphique, et la situa
tion où la perspective à dessiner est absente, la représentation
graphique est alors une anticipation graphique qui met en jeu
la représentation mentale du nouvel état résultant de la rotation
de l'objet à partir d'une perspective actuellement perçue.
Ainsi, si l'on considère un objet A présenté verticalement
dans le plan fronto-parallèle (état EO) et les divers états El,
E2 ... En ... correspondant aux projections de A et obtenus
par rotations successives, le sujet placé dans une position fixe 362 Annie Magnan
doit différencier avec une méthode de reconnaissance ou par le
dessin ces différents états correspondants à autant de points
de vue XI, X2 . . . Xn ...
Dans cette situation l'enfant recontre deux grands types de
difficultés. La première difficulté concerne la constance per
ceptive. Ce phénomène tient au fait que les jeunes enfants
tendent à représenter un objet non pas tel qu'ils le voient, mais
tel qu'ils le connaissent sous sa forme canonique. Dans une
situation de représentation de figures en rotation, l'enfant ne
dissocie pas la forme de l'objet telle qu'il sait qu'elle est dans le
plan frontoparallèle (état EO) et telle qu'elle lui apparaît après
rotation de l'objet autour d'un axe. L'enfant assimile les diff
érents états (El, E2 . . . En ...) à l'état initial (EO), son com
portement est plus déterminé par un savoir antérieur que par
la projection réelle de l'objet. La constance perceptive est un
obstacle pour la différenciation des différents états. La deuxième
difficulté concerne la et la coordination des diffé
rents points de vue (XO, XI, X2 . . . Xn . . .), c'est-à-dire la
prise de conscience des différentes relations spatiales sujet-objet.
Il apparaît en effet que la prise de conscience du problème posé
par la différenciation des points de vue ne suffit pas à résoudre
le problème de la représentation perspective. Une coordination
est indispensable : elle implique non seulement la différenciation
et la mise en relation des états EO, El, E2 ... En ... mais
également la compréhension des transformations T qui assurent
les transitions d'un état à un autre (EO Tl ---> El — - T2 — >
E2 ...).
Ces deux catégories de difficultés s'appliquent directement
aux situations de différenciation perceptive. Elles mettent en
cause l'expérience passée de l'enfant mais aussi le raisonnement
qu'il est capable d'appliquer aux données perçues de la situation
présente.
Ce raisonnement théorique conduit à poser le problème de
l'apprentissage de la représentation perspective chez des enfants
qui n'en sont pas encore capables compte tenu de leur niveau de
développement cognitif.
Nous formulons l'hypothèse qu'il est possible de faire pro
gresser la différenciation perceptive, la reproduction graphique
et l'anticipation graphique de la forme projective de figures
bidimensionnelles par une série d'exercices visant à faciliter une
triple prise de conscience : Représentation de figures bidimensionnelles 363
— la prise de conscience de la différence entre l'objet tel qu'on
le voit et tel qu'on sait qu'il est ;
— la prise de de la continuité des transformations et
de leur régularité lorsqu'on opère la rotation de l'objet ;
— la prise de conscience que le même objet est vu différemment
selon des points de vue eux-mêmes différents.
La méthode d'apprentissage que nous avons mise au point
contient trois sortes d'exercices dont chacun correspond à l'un
de ces aspects. Cette méthode appartient à la catégorie des
méthodes d'apprentissage inaugurées par Inhelder, Sinclair et
Bovet (1974) ; elle diffère donc des épreuves de reconnaissance
de formes bidimensionnelles ou d'objets dessinés en perspective
utilisées pour l'étude de la représentation mentale des rotations
d'objets dans l'espace (Cooper, 1975, 1976 ; Cooper et Shepard,
1973, 1985 ; Shepard et Judo, 1976 ; Shepard et Metzler, 1971 ;
Tapley et Bryden, 1977).
Des procédures d' Inhelder et coll. (op. cit.), notre méthode a
retenu la démarche consistant à diversifier les situations qui
sollicitent l'activité perceptive et le raisonnement du sujet,
encouragent les comparaisons et les mises en relation et facilitent
ainsi les prises de conscience des variations géométriques des
formes projectives, avec notamment une première situation géné
ratrice de conflit cognitif où il y a désaccord entre attentes et
constats : en l'occurrence, les sujets supposent d'abord qu'à
deux formes perçues différentes correspondent deux figures dis
tinctes, mais ils constatent ensuite que ces deux formes n'appart
iennent, en réalité, qu'à une seule et même figure.
Ces exercices, tous effectués en situation de perception, sou
lèvent deux questions : la première consiste à se demander si
l'apprentissage de la différenciation perceptive effectué sur cer
taines figures est susceptible de se généraliser à d'autres figures.
La deuxième consiste à se demander si, et dans quelle mesure,
un apprentissage de perceptive est capable d'en
traîner une amélioration de la reproduction et de l'anticipation
graphiques.
EXPÉRIENCE
L'expérience a été réalisée avec 80 enfants (40 filles et 40 garçons)
scolarisés dans des classes de cours préparatoire et dont l'âge moyen
était de 6;7 ans (âges limites : 6;1 et 6;10). 364 Annie Magnan
Plan d'expérience : les 80 enfants ont été répartis en 2 groupes homo
gènes A et B de 40 sujets chacun. Ces 2 groupes sont complémentaires
sous l'angle des figures utilisées pour l'apprentissage et de celles utilisées
pour l'étude de la généralisation, à savoir : les figures concernant l'a
pprentissage de l'un des groupes (rectangle et disque pour le groupe A,
par exemple) sont employées aux post-tests de l'autre groupe, pour
l'examen de la généralisation, et réciproquement (carré et losange
le groupe B). Chacun de ces groupes est lui-même divisé en 2 groupes
de 20 : un groupe expérimental et un groupe témoin. Ceci donne en tout
4 groupes, soit :
Groupe A :
N =40
Groupe expérimental A figures entraînées : rectangle
N = 20 et disque
figures testées : rectangle,
disque, carré et losange
Groupe témoin A figures testées :
N = 20 disque, carré et losange
Groupe B :
N = 40
Groupe expérimental B figures entraînées : carré et
N = 20 losange
figures testées : carré, losange,
rectangle et disque
Groupe témoin B figures testées : carré, losange,
N = 20et disque.
Pour chaque groupe, on fait varier l'ordre de passation des figures
afin de neutraliser au niveau de l'analyse des résultats un effet possible dû
à l'ordre de passation.
Les épreuves du pré-test
Le pré-test permet de sélectionner les sujets des deux groupes expé
rimental et témoin.
Première épreuve : examen de la différenciation perceptive d'une
figure bidimensionnelle telle qu'elle est sur le plan fronto-parallèle et
telle qu'elle apparaît après rotation.
Le matériel comprend :
— quatre figures cibles en tôle peinte en blanc mat (carré de 20 cm
de côté, rectangle de longueur 20 cm et de largeur 10 cm, disque de
20 cm de rayon et losange de diagonales 20 cm et 15 cm) ;
— une tige verticale rotative placée à 70 cm des yeux de l'enfant.
Les figures cibles suspendues au sommet de cette tige sont présentées,
à hauteur d'yeux, tour à tour dans le plan fronto-parallèle à 45°
et à 75° par rapport à ce plan (chaque figure a une hauteur de 20 cm) ; Représentation de figures bidimensionnelles 365
— un tabouret à hauteur réglable permet d'ajuster le niveau des yeux
de l'enfant au centre des figures cibles ;
— des panneaux de feutrine noire sur lesquels sont exposées les pro
jections en carton blanc, des figures cibles à 0°, 45° et 75° sont placées
à droite de l'enfant à 70 cm et à hauteur d'yeux de celui-ci selon
l'ordre spatial suivant 75°, 0°, 45°.
Cette épreuve consiste à choisir la projection correspondant à l'appa
rence perceptive des formes présentées. Il s'agit donc d'une épreuve de
reconnaissance de projections où les réponses sont appréciées selon le
choix correct ou incorrect de la figure choisie.
Deuxième épreuve : reproduction graphique.
Les panneaux comportant les différentes projections sont retirés,
les sujets disposent devant eux de feuilles blanches de format 21 x 29,7
et d'un crayon gris ; on leur demande alors de dessiner eux-mêmes les
projections de la figure cible qui est placée successivement à 0°, 45°, 75°.
Troisième épreuve : anticipation graphique.
La figure cible reste fixe et l'enfant doit imaginer ce qu'il verrait si
cette dernière tournait. On lui indique d'un geste du doigt 2 rotations :
45° et 75° (« si je tournais comme cela, dessine ce que tu verrais »).
Pour ces 2 épreuves graphiques les résultats sont évalués selon
2 critères :
— un critère quantitatif : calcul d'un indice d'erreur basé sur la compar
aison entre le rapport théorique et le rapport observé des axes de
symétrie (axe de symétrie vertical sur axe de symétrie horizontal).
Rapport théorique — rapport observé
Erreur (%) = — — - — x 100 ;
rapport théorique
— un critère qualitatif pour le rectangle et le carré : présence ou absence
des fuyantes.
Les exercices d'apprentissage
Le matériel comprend :
— une chambre noire parallélépipédique (hauteur : 65 cm, largeur :
60 cm, profondeur : 80 cm) munie d'un viseur assurant une vision
monoculaire. L'intérieur de l'appareil est peint en noir mat pour
éviter les reflets, le fond sur lequel se détachent les figures cibles
est tapissé de feutrine noire afin d'absorber les ombres portées, la
surface des figures cibles est également mate pour supprimer les
reflets. Deux rampes lumineuses assurent un éclairage homogène
de celles-ci afin d'éviter un éclairage ponctuel qui pourrait créer un
indice de relief en éclairant certaines zones plus que d'autres.
\J'
_ 3 / \ Annie Magnan 366
A l'intérieur de cette chambre noire nous avons placé le dispositif
rotatif utilisé lors des épreuves du prétest. Celui-ci est relié par une
tige métallique à un bouton placé sous le viseur au bas de la paroi.
Ce bouton permet d'actionner, grâce à une vis sans fin, le dispositif
rotatif. La position occupée par la figure cible est repérée par un
compas. Une porte latérale coulissante assure l'accès à celle-ci.
— des panneaux comportant les projections à 0°, 15°, 30°, 45°, 60°
et 75° de la figure cible concernée sont placés à droite de l'enfant
(à 70 cm) selon l'ordre spatial suivant : 60°, 15°, 0°, 30°, 75°, 45°.
Porte latérale assurant
l'accès à la figure-cible
Rampe lunineusa
Figure-cible
Viseur
Compas indiquant
1 'angle de rotation Bouton engendrant
la rotation de la
figure-cible
Rampe lumineuse
Fig. 1. — - Dispositif expérimental utilisé lors de l'apprentissage.
Experimental set-up used during training.
Premier exercice : facilitation de la différenciation perceptive.
Cet exercice a pour but de faire prendre conscience à l'enfant qu'un
objet peut être perçu sous des formes apparentes différentes selon sa
position.
Afin de placer l'enfant dans une situation de conflit cognitif, il est
nécessaire que celui-ci ne puisse pas interpréter les formes vues sous
différents angles comme appartenant à la même figure cible, autrement
dit nous tentons, dans cet exercice, d'annihiler le phénomène de cons
tance de la forme.
Pour cela, l'enfant observe pendant 15 s, par le viseur, la figure cible
placée à 45° puis choisit sur le panneau la forme qui lui semble cor
respondre.
La projection choisie est posée sur la table à ses côtés. Pendant ce
choix, l'expérimentateur place la figure cible à 0°. Ensuite l'enfant
observe celle-ci par le viseur et choisit à nouveau la projection corre
spondante. Les deux projections choisies sont placées côte à côte afin

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