L'épreuve de la balance de Siegler : analyse critique du modèle par élaboration de règles - article ; n°4 ; vol.87, pg 509-534

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L'année psychologique - Année 1987 - Volume 87 - Numéro 4 - Pages 509-534
Summary : Siegler's balance-scale : a critical analysis of the rule-assessment approach.
The authors provide a critical examination of Siegler's rule-assessment methodology. After presenting the advantages of such an approach for studying the development of cognitive abilities two major critiques are formulated : 1) This method does not take into consideration other possible rules that subfects, especially adolescents and adults, use to solve the problems, which raises the question of interindividual variability ; 2) This method is based on the assumption. that a subject uses consistently the same rule to solve all problems. Empirical evidence contradicts this assumption and raises the question of intraindividual variability. The first critique was investigated with 127 high school students using the balance-scale problems. Two classification schemes were contrasted ; Siegler's four rules and a revised version including an addition and a qualitative proportionality rule. Results show that, among 77 subjects classified at Siegler's rule 3, 37 subjects and 6 subjects used the addition and the qualitative propor-tionality rules, respectively. These findings suggest that, distinguishing specifie patterns of answers among subjects who otherwise are considered to « middle through », increases the diagnostical value of the rule-assessment methodology. An assessment using both Siegler's methodology and the Piagetian interview is suggested to clarify the parallel between these approaches and to answer the question of intraindividual variability. Relevance of the rule-assessment methodology and implications for evaluating cognitive development are discussed.
Key words : cognitive development, rule-assessment approach, proportionality.
Résumé
Cet article comprend deux parties. Dans la première partie, les auteurs procèdent à une évaluation critique de l'approche par élaboration de règles développée par Siegler pour étudier le développement cognitif. Après avoir résumé le modèle et souligné ses avantages ainsi que ses appuis empiriques, les auteurs soulèvent un ensemble de critiques concernant principalement le fait que le modèle n'intègre pas toutes les règles possibles et qu'il passe sous silence la variabilité intra-individuelle. Au cours de la seconde partie, les auteurs vérifient le modèle de Siegler à l'aide de l'épreuve de la balance auprès d'un groupe d'adolescents (N = 127). Les résultats mettent en évidence la pertinence des critiques adressées au modèle. Ainsi, alors que le modèle de Siegler comporte quatre règles, les auteurs mettent en exergue trois autres règles dont celle de Vadditivité. La présence de cette règle montre d'ailleurs la trop grande globalité de la Règle III du modèle de Siegler puisque parmi les 77 sujets classés comme utilisateurs de la Règle III avec le modèle de Siegler, 33 sujets utilisent la règle de l'additivité. Les auteurs suggèrent la poursuite des travaux avec l'utilisation conjointe de la méthode d'exploration critique piagétienne et de l'approche par élaboration de règles.
Mots clés : développement cognitif, approche par élaboration de règles, proportion.
26 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 : jeudi 1 janvier 1987
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Serge Larivée
Sylvie Normandeau
Jean-Luc Roulin
F. Longeot
L'épreuve de la balance de Siegler : analyse critique du modèle
par élaboration de règles
In: L'année psychologique. 1987 vol. 87, n°4. pp. 509-534.
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Larivée Serge, Normandeau Sylvie, Roulin Jean-Luc, Longeot F. L'épreuve de la balance de Siegler : analyse critique du
modèle par élaboration de règles. In: L'année psychologique. 1987 vol. 87, n°4. pp. 509-534.
doi : 10.3406/psy.1987.29232
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/psy_0003-5033_1987_num_87_4_29232Abstract
Summary : Siegler's balance-scale : a critical analysis of the rule-assessment approach.
The authors provide a critical examination of Siegler's rule-assessment methodology. After presenting
the advantages of such an approach for studying the development of cognitive abilities two major
critiques are formulated : 1) This method does not take into consideration other possible rules that
subfects, especially adolescents and adults, use to solve the problems, which raises the question of
interindividual variability ; 2) This method is based on the assumption. that a subject uses consistently
the same rule to solve all problems. Empirical evidence contradicts this assumption and raises the
question of intraindividual variability. The first critique was investigated with 127 high school students
using the balance-scale problems. Two classification schemes were contrasted ; Siegler's four rules and
a revised version including an addition and a qualitative proportionality rule. Results show that, among
77 subjects classified at Siegler's rule 3, 37 subjects and 6 subjects used the addition and the qualitative
propor-tionality rules, respectively. These findings suggest that, distinguishing specifie patterns of
answers among subjects who otherwise are considered to « middle through », increases the
diagnostical value of the rule-assessment methodology. An assessment using both Siegler's
methodology and the Piagetian interview is suggested to clarify the parallel between these approaches
and to answer the question of intraindividual variability. Relevance of the rule-assessment methodology
and implications for evaluating cognitive development are discussed.
Key words : cognitive development, rule-assessment approach, proportionality.
Résumé
Cet article comprend deux parties. Dans la première partie, les auteurs procèdent à une évaluation
critique de l'approche par élaboration de règles développée par Siegler pour étudier le développement
cognitif. Après avoir résumé le modèle et souligné ses avantages ainsi que ses appuis empiriques, les
auteurs soulèvent un ensemble de critiques concernant principalement le fait que le modèle n'intègre
pas toutes les règles possibles et qu'il passe sous silence la variabilité intra-individuelle. Au cours de la
seconde partie, les auteurs vérifient le modèle de Siegler à l'aide de l'épreuve de la balance auprès d'un
groupe d'adolescents (N = 127). Les résultats mettent en évidence la pertinence des critiques
adressées au modèle. Ainsi, alors que le modèle de Siegler comporte quatre règles, les auteurs mettent
en exergue trois autres règles dont celle de Vadditivité. La présence de cette règle montre d'ailleurs la
trop grande globalité de la Règle III du modèle de Siegler puisque parmi les 77 sujets classés comme
utilisateurs de la Règle III avec le modèle de Siegler, 33 sujets utilisent la règle de l'additivité. Les
auteurs suggèrent la poursuite des travaux avec l'utilisation conjointe de la méthode d'exploration
critique piagétienne et de l'approche par élaboration de règles.
Mots clés : développement cognitif, approche par élaboration de règles, proportion.L'Année Psychologique, 1987, 87, 509-534
Ecole de psycho-éducaiion, Université de Montréal*1
Déparlement de psychologie, Université du Québec à Montréal**
UER de Psychologie et des Sciences de l'Education
Université des Sciences sociales de Grenoble***2
L'ÉPREUVE DE LA BALANCE DE SIEGLER :
ANALYSE CRITIQUE DU MODÈLE
PAR ÉLABORATION DE RÈGLES
par Serge Larivée*, Sylvie Normandeau**
Jean-Luc Roulin*** et François Longeot***8
SUMMARY : Siegler's balance-scale : a critical analysis of the rule-
assessment approach.
The authors provide a critical examination of Siegler's rule- assessment
methodology. After presenting the advantages of such an approach for
studying the development of cognitive abilities two major critiques are
formulated : 1) This method does not take into consideration other possible
rules that subjects, especially adolescents and adults, use to solve the pro
blems, which raises the question of interindividual variability ; 2) This
method is based on the assumption, that a subject uses consistently the
same rule to solve all problems. Empirical evidence contradicts this assumpt
ion and raises the question of intraindividual variability. The first critique
was investigated with 127 high school students using the balance-scale
problems. Two classification schemes were contrasted ; Siegler's four rules
and a revised version including an addition and a qualitative proportional
ity rule. Results show that, among 77 subjects classified at Siegler's rule 3,
37 subjects and 6 subjects used the addition and the qualitative proport
ionality rules, respectively. These findings suggest that, distinguishing
specific patterns of answers among subjects who otherwise are considered
1. 750, boulevard Gouin est, Montréal, Québec, H2C 1A6.
2. Bâtiment des Sciences humaines et Mathématiques, 47X, 38040 Gre
noble Cedex, France.
3. Les auteurs remercient M. Guy Thomas de l'école polyvalente Sainte-
Thérèse qui nous a facilité la tâche pour l'expérimentation ainsi que Marc
Bergeron, Carole Ménard, Sylvie Saucier et France Thibault pour leur
participation à la collecte des données. Les auteurs remercient également
Monique Laurendeau-Bendavid et Adrien Pinard pour leurs commentaires
et critiques qui ont grandement contribué à améliorer le texte. 510 S. Larivée, S. Normandeau, J.-L. Roulin, F. Longeot
to « middle through », increases the diagnostical value of the rule- assessment
methodology. An assessment using both Siegler's methodology and the
Piagetian interview is suggested to clarify the parallel between these
approaches and to answer the question of intraindividual variability.
Relevance of the rule- assessment methodology and implications for evalua
ting cognitive development are discussed.
Key words : cognitive development, rule-assessment approach, pro
portionality.
Au cours des deux dernières décennies, les modèles du tra
itement de l'information ont pris une ampleur considérable dans
l'étude du développement cognitif (Kail et Bisanz, 1982 ; Sie-
gler, 1983). L'approche par élaboration de règles (rule-assessment
approach) développée par Siegler (1976, 1981) s'inscrit de plain-
pied dans ce cadre théorique. Cette approche permet de mettre
de nouveau en évidence la fécondité d'une approche basée sur
le traitement de l'information, à propos de problèmes abordés
jusqu'alors de façon « piagétienne ».
Deux postulats président à cette façon d'étudier le dévelop
pement cognitif. Premièrement, les stratégies employées par
les sujets pour la résolution de problèmes sont régies par des
règles dont la valeur heuristique croît avec l'âge et le psycho
logue peut les décrire sous une forme algorithmique. Deuxième
ment, ces règles, organisatrices en quelque sorte de la pensée de
l'enfant, sont vérifiables. L'utilisation de l'une ou l'autre de ces
règles par l'enfant produit des ensembles caractéristiques et
distincts de bonnes et mauvaises réponses à un ensemble de
problèmes (Siegler, 1978, 1981 ; Siegler et Klahr, 1982).
Le but de cet article est double. Premièrement, procéder à
l'évaluation théorique du modèle proposé par Siegier, l'approche
par élaboration de règles. Pour ce faire, nous présenterons
d'abord le modèle en insistant sur sa nature, ses avantages et
ses appuis empiriques, puis nous soulèverons un ensemble de
critiques touchant sa validité empirique. Deuxièmement, nous
procéderons à une vérification empirique du modèle auprès
d'un groupe d'adolescents à l'aide d'une épreuve impliquant le
scheme de proportionnalité. L'épreuve de la balance 511
I. — MODÈLE DE SIEGLER
RÉSUMÉ DU MODÈLE
Pour illustrer le modèle et la méthodologie correspondante,
puis pour procéder à la vérification empirique du modèle,
l'épreuve de la balance servira de point d'ancrage. Trois raisons
principales justifient ce choix :
1 / On retrouve l'épreuve de la balance dans plusieurs
recherches de Siegler (1976, 1978, 1979, 1981, 1983, 1986 a, b),
ce qui lui confère un statut d'épreuve paradigmatique.
2 / Ce statut semble en quelque sorte confirmé par Case
(1985, 1986) qui présente sa théorie du développement intellectuel
en montrant comment des sujets de 3 mois à 18 ans résolvent
cette épreuve, intégrant et précisant du coup le modèle de
Siegler.
3 / Les chercheurs qui ont effectué des études semblables
ont eux aussi utilisé l'épreuve de la balance (Ferretti, Butterfield,
Cahn et Kerkman, 1985 ; Wilkening et Anderson, 1982). Deux
motifs supplémentaires complètent les trois raisons principales.
D'une part, nous nous sommes intéressés au développement
cognitif des adolescents et la plupart des études se référant à
l'approche de Siegler ont été faites auprès de groupes d'enfants.
Même si le scheme de proportion se développe tout au long de
l'enfance, on sait qu'il est rarement maîtrisé avant l'adolescence.
En examinant un groupe d'adolescents, nous serons plus à même
d'évaluer la présence ou l'absence à l'adolescence des stratégies
utilisées par les enfants. D'autre part, la notion de proport
ionnalité occupe une place importante dans l'apprentissage
scolaire et dans la vie de tous les jours (Larivée et Roulin,
en préparation).
Dans l'épreuve de la balance, la tâche du sujet consiste
essentiellement à prédire de quel côté penchera une balance à
fléau lorsque des pièces, toutes de poids identique, mais en
nombre variable selon les problèmes, sont posées sur chaque
branche de la balance à des distances variables selon les pro
blèmes. Trois éventualités peuvent se présenter : soit la balance
restera en équilibre, soit elle penchera à droite, soit elle penchera
à gauche. 512 S. Larivée, S. Normandeau, J.-L. Boulin, F. Longeol
Selon le modèle de Siegler, quatre règles représentées par
des arbres de décision président à la résolution d'un tel pro
blème. La figure 1 illustre ces arbres de décision. Les sujets qui
utilisent la Règle I ne tiennent compte que du facteur le plus
pregnant, soit la quantité de pièces. Si les poids sont égaux de
part et d'autre, les sujets prévoient l'équilibre ; dans les autres
cas, ils prédisent que la balance penchera du côté où les pièces
sont plus nombreuses. Les sujets qui utilisent la Règle II sont
eux aussi centrés sur le nombre de pièces. S'il existe une égalité
de poids de chaque côté, ils prennent toutefois en considération
l'autre facteur : la distance ; leur prédiction est alors que la
Modèle de la rèalel
04
ÉquiMrt
Modèle de la règle 11
Illustration non autorisée à la diffusion
Non
Fig. 1. — Modèle de l'arbre de décision des règles utilisées
pour la résolution de l'épreuve de la balance (Siegler, 1981)
Decision trees for each rule of the balance-scale 1981) ModAu h» u fair m
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Fig. 1 (8uile)
ap — 17 514 S. Larivée, S. Normandeau, J.-L. Boulin, F. Longeoi
balance penchera du côté où la distance est la plus grande. Les
sujets qui utilisent la Règle III prennent toujours en considé
ration les deux facteurs en jeu. Lorsque les valeurs de poids et
de distance sont égales des deux côtés, ils prédisent l'équilibre ;
lorsque les valeurs sont égales pour un seul facteur, c'est l'autre
facteur qui l'emporte ; lorsque les valeurs sont inégales pour
les deux facteurs et que l'inégalité favorise le même côté (plus
de poids et plus de distance du même côté), ils prévoient que
la balance penchera de ce côté. Par contre, lorsque les valeurs
sont inégales et ne favorisent pas le même côté (plus de poids
d'un côté et plus de distance de l'autre), ce qui crée un conflit,
les réponses sont confuses ou relèvent du hasard (muddle through).
Enfin, les sujets qui utilisent la Règle IV tiennent compte des
deux facteurs en jeu et, en cas de conflit, ont recours à la règle
mathématique « du produit en croix » (un rapport de propor
tionnalité quantitative), ce qui leur assure la réussite à tout
coup.
A l'instar de la théorie des stades piagétiens, l'utilisation
des règles est ici hiérarchisée. Il ne peut en effet en être logiqu
ement autrement puisque, conformément au modèle inclusif de
Flavell (1972), les paramètres de la Règle I sont inclus dans la
Règle II, ceux de la Règle II dans la Règle III et ceux de la III dans la Règle IV.
Pour évaluer le recours des sujets à ces quatre règles et, du
coup, leur compréhension du phénomène d'équilibre propre à la
balance, Siegler a mis au point 24 problèmes, soit quatre pro
blèmes de six types différents. Ceux-ci ont été retenus cons
écutivement à une analyse de la tâche en tant que telle et en
fonction des données empiriques obtenues, principalement celles
de Inhelder et Piaget (1955). Les six types de problèmes sont
les suivants :
Type 1 : Problèmes d'équilibre : poids égal et distance égale ; 2 : de poids : poids inégal et ;
Type 3 : de distance : égal et distance inégale ; 4 : Problèmes de poids avec conflit : plus de poids d'un
côté et plus de distance de l'autre ; la balance penchera
du côté où il y a plus de poids ;
Type 5 : Problèmes de distance avec conflit : plus de poids
d'un côté et plus de distance de l'autre, la balance
penchera du côté où il y a plus de distance. de la balance 515 L'épreuve
Type 6 : Problèmes d'équilibre avec conflit : plus de poids d'un
côté et plus de distance de l'autre ; la balance restera
en équilibre.
La réussite ou l'échec à ces divers types de problèmes est
fonction de l'utilisation des quatre règles définies précédem
ment. L'utilisation de chaque règle spécifique conduit à un
profil de réponse caractéristique comme l'illustre la figure 2.
L'utilisation de la Règle I assure la réussite des problèmes de
types 1 , 2 et 4 ; l'utilisation de la Règle II assure la réussite des
problèmes de types 1 , 2, 3 et 4 ; l'utilisation de la Règle III
permet la réussite aux problèmes des trois premiers types, les
sujets s'en remettant au hasard (chance) pour les trois types
Règles
Types de problèmes 1 il III IU
Equilibre 100 100 100 100
111**1111
il
Poids 100 100 100 100
il
Distance 0 100 100 100
Illustration non autorisée à la diffusion
(Pourrait dir« 1*11 1*111 "Équilibra") il
Poids conflit 100 100 33 100
(Réponse au
hasard) 1*911 HI*
.£.
Distance conflit 0 0 33 100
(Pourrait dir« (Pourrait dir« (Répons« au
"Droite en bas") "Droit« en bas") hasard) /\|
Équilibre conflit 0 0 33 100
(pourrait dir« (Pourrait dir« (Réponse au
"Droite en bos") "Droite en bas") hasard) il
Fig. 2. — Pourcentage des bonnes réponses attendues
dans chacun des patrons de réponses correspondant
à l'utilisation des quatre règles de Siegler (1976, 1981)
Percentage of correct answers expected for children using
each rule for the balance-scale task (Siegler, 1976, 1981) S. Larivée, S. Normandeau, J.-L. Roulin, F. Longeot 516
de problèmes où il y a conflit entre les variables. L'utilisation
de la Règle IV assure la réussite aux six types de problèmes.
Gomme on peut le constater, le modèle permet de prédire la
réussite ou l'échec à un type de problème en fonction de la
règle utilisée (cf. fig. 2). Chacun sait cependant qu'un modèle
n'est jamais parfaitement conforme à la réalité. Pour tenir
compte de cette réalité qui comporte aussi des composantes de
motivation, d'attention, etc., Siegler (1976) a arbitrairement
déterminé que le patron de réponses d'un sujet devait être
identique au patron de réponses attendu pour une règle donnée
au moins 20 fois sur 24 pour que ce sujet puisse être considéré
comme ayant recours à la règle.
Un critère supplémentaire est utilisé par Siegler pour di
stinguer les utilisateurs de la Règle I des utilisateurs de la Règle II :
alors qu'un sujet adoptant la Règle I doit répondre que la
balance restera en équilibre à 3 des 4 problèmes de distance
(type de problème 3), un sujet utilisant la Règle II doit obtenir
trois bonnes réponses sur quatre au même type de problème.
Pour être classé comme utilisateur de la Règle ///, les réponses
du sujet doivent être conformes au modèle dans 10 des 12 pro
blèmes de types 1, 2 et 3 dont 3 bonnes réponses sur 4 parmi les
problèmes de type 3. Quant aux problèmes de types 4, 5 et 6,
les réponses doivent être exactes une fois sur trois (Siegler, 1981,
Types de problèmes
12 3 4 5 6
Equilibre Poids Distance Poids Distance Eauilibre Règles
Conflit Conflit Conflit
==== GGDD DGGD GGGG Regie 1
/ Règle il GGGG ^DGGD ====a DGDGv GGDD ^ ==== -sOGGD Règle IV / GD6D
\ Hasard Hasard Hasard Règlelll
Fig. 3. — Patrons des réponses attendus aux 24 items
des six types de problèmes selon les règles de Siegler
a. le signe = signifie que le sujet prédit que la balance restera en
équilibre, la lettre D signifie que le que la penchera à
droite et la G penchera à gauche.
Expected answers for each problem of the six types of problems
according to Siegler's rules

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