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Stratégies de lecture et résolution de problèmes arithmétiques - article ; n°1 ; vol.97, pg 9-31

De
25 pages
L'année psychologique - Année 1997 - Volume 97 - Numéro 1 - Pages 9-31
SUM Le modèle de Compréhension par assignation dynamique de signification CADS simule la construction de la représentation une situation évolutive en affectation et le changement affectation catégorielle des objets dans réseau sémantique Le modèle comporte entre autres deux mécanismes un de changement affectation catégorielle et un mécanisme de prépa au changement affectation catégorielle Appliquée la compréhension de histoire drôle construite partir de interprétation et de la réinterprétation un terme polysémique le premier mécanisme prédit un temps intégration long pour la phase de réinterprétation Le second mécanisme prédit une pour intégration quand la catégorie visée dans la réinterprétation été préactivée Les résultats expérimentaux obtenus sont compatibles avec les de ce modèle général de la compréhension tant sur effet de la dis entre catégories invoquées que sur effet de la rapidité invocation une catégorie préactivée Mots-clés histoires drôles compréhension de textes représentation
Summary: Reading strategies and resolution of mathematical word problems.
The objective of this research was to study the relationships between reading and the resolution of mathematical word problems in ten-year-old children at different levels of ability in reading and arithmetic. Using the technique of auto-presentation on a computer screen, sixty-four fourth-graders were asked to read consecutive, measured segments of a given word problem at their own pace. This procedure enabled us to detect potential reading strategies in relation to the time needed to process each segment, and to observe the impact of these strategies on comprehension, which was assessed through performance in problem solving. We mode the following observations : (1) regardless of their level in mathematics, participants read strategically, i.e., they modified their reading pace as a function of problem formulation. More precisely, when the question appeared at the beginning of the text rather than at the end, participants read the question more slowly and the non-numerical segments more quickly. (2) There was a relationship between reading speed and performance in problem solving.
Key words : reading strategies, word problem solving, comprehension.
23 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.
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M. Devidal
Michel Fayol
P. Barrouillet
Stratégies de lecture et résolution de problèmes arithmétiques
In: L'année psychologique. 1997 vol. 97, n°1. pp. 9-31.
Citer ce document / Cite this document :
Devidal M., Fayol Michel, Barrouillet P. Stratégies de lecture et résolution de problèmes arithmétiques. In: L'année
psychologique. 1997 vol. 97, n°1. pp. 9-31.
doi : 10.3406/psy.1997.28935
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/psy_0003-5033_1997_num_97_1_28935Résumé
SUM Le modèle de Compréhension par assignation dynamique de signification CADS simule la
construction de la représentation une situation évolutive en affectation et le changement affectation
catégorielle des objets dans réseau sémantique Le modèle comporte entre autres deux mécanismes un
de changement affectation catégorielle et un mécanisme de prépa au affectation
catégorielle Appliquée la compréhension de histoire drôle construite partir de interprétation et de la
réinterprétation un terme polysémique le premier mécanisme prédit un temps intégration long pour la
phase de réinterprétation Le second mécanisme prédit une pour intégration quand la catégorie visée
dans la été préactivée Les résultats expérimentaux obtenus sont compatibles avec les
de ce modèle général de la compréhension tant sur effet de la dis entre catégories invoquées que sur
effet de la rapidité invocation une catégorie préactivée Mots-clés histoires drôles compréhension de
textes représentation
Abstract
Summary: Reading strategies and resolution of mathematical word problems.
The objective of this research was to study the relationships between reading and the resolution of
mathematical word problems in ten-year-old children at different levels of ability in reading and
arithmetic. Using the technique of auto-presentation on a computer screen, sixty-four fourth-graders
were asked to read consecutive, measured segments of a given word problem at their own pace. This
procedure enabled us to detect potential reading strategies in relation to the time needed to process
each segment, and to observe the impact of these strategies on comprehension, which was assessed
through performance in problem solving. We mode the following observations : (1) regardless of their
level in mathematics, participants read strategically, i.e., they modified their reading pace as a function
of problem formulation. More precisely, when the question appeared at the beginning of the text rather
than at the end, participants read the question more slowly and the non-numerical segments more
quickly. (2) There was a relationship between reading speed and performance in problem solving.
Key words : reading strategies, word problem solving, comprehension.L'Année psychologique, 1997, 97, 9-31
MÉMOIRES ORIGINAUX
Université de Bourgogne
Faculté des sciences
LEAD, CNRS, URA 18381
STRATEGIES DE LECTURE
ET RÉSOLUTION DE PROBLÈMES ARITHMÉTIQUES
par Michel DEVIDAL, Michel FAYOL
et Pierre BARROUILLET
SUMMARY : Reading strategies and resolution of mathematical word
problems.
The objective of this research was to study the relationships between
reading and the resolution of mathematical word problems in ten-year-old
children at different levels of ability in reading and arithmetic. Using the
technique of auto-presentation on a computer screen, sixty-four fourth-graders
were asked to read consecutive, measured segments of a given word problem at
their own pace. This procedure enabled us to detect potential reading strategies
in relation to the time needed to process each segment, and to observe the impact
of these strategies on comprehension, which was assessed through performance
in problem solving. We made the following observations : (1) regardless of
their level in mathematics, participants read strategically, i.e., they modified reading pace as a function of problem formulation. More precisely, when
the question appeared at the beginning of the text rather than at the end,
participants read the question more slowly and the non-numerical segments
more quickly. (2) There was a relationship between reading speed and
performance in problem solving.
Key words : reading strategies, word problem solving, comprehension.
Comprendre ce qu'on lit, c'est construire un « modèle ment
al» (Johnson-Laird, 1983, 1993) ou un «modèle de situation»
(Kintsch, 1979) de ce qui est relaté dans le texte. Le texte com-
1 . 6, boulevard Gabriel, BP 138, 21004 Dijon. 10 Michel Dévidai, Michel Fayol et Pierre Barrouillet
porte des informations (items lexicaux) présentées selon des
règles issues de la langue (structure générale du message, struc
ture des phrases, etc.). Le lecteur dispose de connaissances
concernant : a) les concepts évoqués par le texte qu'il lit, b) le
fonctionnement de la langue en général et des textes en particul
ier, et c) l'activité de lecture elle-même. Ainsi, la compréhens
ion de l'écrit se présente-t-elle comme une mise en rapport d'i
nformations prélevées dans le texte avec des informations et
procédures préexistant chez le lecteur. Le prélèvement d'info
rmations et la mise en rapport avec celles qui sont déjà connues
(i.e., activité d'intégration; Hayes-Roth et Hayes-Roth, 1979)
sont effectués par un système de traitement dont la capacité
limitée impose des contraintes à la fois temporelles — la durée de
maintien de l'information en mémoire à court terme est de
Tordre de quelques secondes — et quantitatives — la mémoire de
travail ne peut maintenir actifs qu'un nombre limité d'éléments
(Carpenter et Just, 1988 ; Daneman et Carpenter, 1980 ; Just et
Carpenter, 1992).
La compréhension en lecture nécessite des traitements auto
matiques mais elle mobilise aussi des processus contrôlés,
notamment en ce qui concerne la modulation des vitesses de
prise d'information et la régulation de la compréhension (Fayol,
1992). Les données disponibles dans la littérature rapportent
toutefois que les bons lecteurs recourent à des stratégies de prise
d'information et de traitement, alors que les faibles lecteurs font
preuve d'une relative passivité qui les conduit parfois à ne pas
percevoir leurs difficultés de compréhension (Duffy et Roehler,
1987 ; Johnston et Winograd, 1985). Ces stratégies se manifes
tent à trois moments : avant la lecture, par mobilisation de
connaissances relatives au domaine conceptuel du texte ; pen
dant la lecture, par construction du sens ; et après la lecture, par
vérification et intégration des informations nouvelles aux info
rmations préexistantes (Paris, Wasik et Turner, 1990). Dans le
présent travail, nous nous intéressons aux stratégies mobilisées
au cours de la lecture.
L'objectif est d'étudier l'existence et l'impact d'une éven
tuelle mise en œuvre de stratégies de lecture par des enfants de
10 ans. Plus précisément, nous étudions la stratégie qui consiste
à allouer, pendant la lecture, plus ou moins de ressources atten-
tionnelles, donc plus ou moins de temps, aux informations du
texte en fonction de leur importance relative par rapport à la Stratégies de lecture et résolution de problèmes 1 1
tâche entreprise. Dans un travail antérieur, Zagar, Fayol et
Dévidai (1991) ont montré que des enfants de 10 ans, bons
vs. faibles lecteurs, bons vs. faibles calculateurs présentaient,
pour les mêmes textes, deux types de lecture bien différenciés en
fonction de la tâche : lire des énoncés de problèmes pour les
résoudre vs. lire des récits pour les comprendre.
Deux catégories de comportement ont été observées : 1 / en
lecture d'énoncés de problèmes, un passage rapide sur les parties
textuelles et des ralentissements sur les parties numériques ;
2 1 en lecture de récits, un ralentissement de la prise d'informat
ion sur les premiers segments. Les enfants mettaient donc en
œuvre des modalités de lecture différenciées pour un même
texte quand les tâches proposées différaient. Toutefois, cette
opposition de patrons de lecture n'était significative que chez les
bons calculateurs et lecteurs. Les faibles calculateurs passaient
plus de temps sur les segments numériques en condition pro
blème mais différenciaient peu leur prise d'information sur les
segments non numériques en fonction de la tâche (résoudre un
problème ou comprendre une histoire). Ces résultats suggèrent
que seuls les bons lecteurs - bons calculateurs modulent leur
vitesse de prise d'information en fonction de la tâche.
Toutefois, les conditions expérimentales ne permettaient
peut-être pas de susciter l'emploi de stratégies de lecture différen
ciées chez les plus faibles. En effet, les énoncés de problèmes sont
des textes concis qui ne se prêtent pas aisément à une présentation
sous forme de récits. La différence entre les deux versions du
même texte n'apparaissait qu'à la fin (question en problème,
conclusion en récit). Il se pourrait donc que les deux versions
soient apparues trop proches pour susciter des traitements divers
ifiés. En outre, résoudre un problème et comprendre une histoire
ne sont pas des tâches de difficulté comparable.
L'objectif de la présente recherche est de faire apparaître
d'éventuelles différences de stratégies de lecture mises en œuvre
en temps réel par des enfants de 10 ans. Pour cela, nous avons
utilisé une tâche permettant de placer les enfants dans des situa
tions bien différenciées tout en leur proposant, dans chacune des
situations, une activité de même nature (résoudre des
problèmes).
Plusieurs résultats expérimentaux issus de l'étude de la com
préhension de textes indiquent que l'on peut améliorer la
préhension chez les faibles lecteurs en les incitant à traiter plus 12 Michel Dévidai, Michel Fayol et Pierre Barrouillet
complètement les informations les plus importantes, autrement
dit en les amenant à utiliser différentes stratégies de lecture. Ces
incitations proviennent soit d'interventions sur le lecteur lui-
même (Palinscar et Brown, 1984 ; Paris et Cross, 1988 ; Paris,
Wixson et Palinscar, 1986 ; Pressley, Johnson, Symons, McGol-
drick et Kurita, 1989), soit de modifications apportées au texte
(Mayer, 1984 ; Miller et Kintsch, 1980), soit enfin d'informations
s'ajoutant au texte (Bransford et Johnson, 1972 ; Mayer, 1979,
1987 ; Reder, 1985). Ces modifications améliorent la compréhens
ion, et ceci surtout chez les faibles lecteurs (Mayer, 1984). L'in
terprétation généralement admise est qu'elles facilitent la cons
truction d'une représentation mentale de ce qui est relaté dans
l'énoncé et que cet effet serait plus sensible sur les faibles lec
teurs dont la «passivité» vis-à-vis du texte expliquerait une
partie des difficultés.
Cependant, l'étude des stratégies de lecture se heurte actuel
lement à deux difficultés. La première tient à la définition et à
l'évaluation de la compréhension. On admet généralement que
comprendre un texte c'est en construire une représentation ment
ale : un « modèle mental » (Johnson-Laird, 1983), un « modèle
de situation» (Kintsch, 1979). Cependant, ces notions restent
peu précises, et, surtout, elles ne permettent pas de définir des
critères stricts d'évaluation. La seconde difficulté est due à la
nécessité de faire varier la difficulté de la tâche afin de conduire
le sujet à modifier sa prise d'information. Moduler la difficulté
de compréhension de textes revient à modifier soit les textes
(Birkmire, 1985), soit la tâche proposée à partir du même texte
(Goetz, Reynolds, Schallert et Radin, 1983).
L'utilisation de problèmes arithmétiques lève en partie ces
deux difficultés. D'une part, l'exactitude de la solution proposée
par le sujet constitue un critère unique et non ambigu d'évalua
tion de la compréhension. D'autre part, des modifications de la
formulation des énoncés permettent de moduler la difficulté
d'un problème (Riley, Greeno et Heller, 1983). Ainsi, afin de
vérifier l'hypothèse que les faibles lecteurs sont, comme les bons,
capables de prises d'informations stratégiques, nous avons réa
lisé une expérience dans laquelle les conditions expérimentales
étaient nettement différenciées alors que la tâche restait la
même. Les sujets devaient résoudre des problèmes arithméti
ques de même structure qui étaient proposés sous deux formula
tions différentes. Stratégies de lecture et résolution de problèmes 13
On sait que la formulation des énoncés influe sur la facilité
de compréhension. Lewis et Mayer (1987) ont mis en évidence le
rôle de facteurs lexicaux dans la résolution de problèmes arith
métiques (cf. aussi Riley et al., 1983). De Corte et Verschaf-
fel (1987) ont montré que la présentation des éléments de
l'énoncé dans leur ordre de survenue augmentait le taux de réus
site chez les enfants. Enfin, le placement de la question en tête
de l'énoncé améliore de façon systématique les scores et modifie
les procédures de résolution. Fayol, Abdi et Gombert (1987) ont
présenté oralement à des enfants de 7, 9 et 11 ans des problèmes
de type changement (Riley et al., 1983) comportant deux trans
formations. Ces problèmes différaient par l'inconnue qui était,
soit l'état initial, soit l'état final, et par la place de la question,
en fin ou en début d'énoncé. Les résultats ont révélé que le pla
cement de la question en tête de l'énoncé entraînait, première
ment, une amélioration significative des scores à tous les âges et
pour les deux types d'inconnues et, secondement, une modifica
tion des procédures de résolution. Ces résultats sont cohérents
avec ceux qui ont été obtenus dans les travaux relatifs à la com
préhension de textes et qui ont montré que le placement d'une
« information organisatrice » au début d'un texte en améliore la
compréhension (Dixon, 1987 a et 6). De plus, Dixon (1987 c) rap
porte que l'information organisatrice présentée au début est lue
plus lentement que si elle figure en fin du texte et que le trait
ement des instructions subséquentes est accéléré (Dixon, Faries
et Gabris, 1988 ; Smith et Swinney, 1992).
Ainsi, les études en temps réel (on Une) de la lecture ont
montré que les sujets adaptent leur prise d'information à la fo
rmulation du texte. Le placement d'une information organisat
rice au début d'un texte conduit à une modification des straté
gies de lecture. Cette même interprétation peut également être
proposée pour expliquer les résultats de Fayol et al. (1987) : la
question placée au début constitue une information organisat
rice qui induit un traitement particulier de l'énoncé. En effet,
la présentation canonique d'un énoncé de problème arithmét
ique fait souvent figurer dans la question l'indication de ce qui
est recherché et, parfois, des calculs à effectuer par l'emploi de
mots fréquemment associés à des opérations comme « en tout »,
« reste ». Le placement de la question en tête permet alors un
traitement particulier de l'énoncé : dès l'amorce de la lecture, il
y a activation (ou élaboration) d'une représentation mentale de Michel Dévidai, Michel Fayol et Pierre Barrouillet 14
la situation de type schéma (Kintsch et Greeno, 1985 ; Mayer,
1985 ; Rumelhart, 1980). Résoudre le problème revient à affec
ter les nombres aux bonnes instances (slots) du schéma activé et
à effectuer les calculs. Le placement de la question en début
d'énoncé permettrait, par identification précoce de la situation
problème, d'utiliser les données numériques au cours même de la
lecture. Le sujet n'aurait pas à les stocker en mémoire de tra
vail, non plus que les termes servant à identifier la situation,
afin d'effectuer les calculs après lecture de la question. Les ri
sques de surcharge de la mémoire de travail en seraient diminués,
d'où l'amélioration des performances (Fayol et al., 1987). De
plus, le traitement de l'énoncé à question en tête devrait
conduire à une lecture différente de l'énoncé à question termi
nale. En effet, si le sujet accède à la structure du problème dès
la lecture de la question, il devrait mettre en œuvre une straté
gie de lecture de l'énoncé lui permettant de résoudre le problème
au plus vite et au mieux.
Compte tenu des données de la littérature, la résolution de
problèmes présentés par écrit semble une tâche appropriée à
l'étude des modulations de la prise d'information en lecture.
Dans la présente expérience, la formulation des énoncés varie
selon deux facteurs : a) la place de la question, située au début
ou à la fin de l'énoncé ; b) la nature de la question, qui est soit
« explicite » lorsqu'elle contient des termes induisant les opéra
tions à effectuer (par exemple «en tout», «reste»...), soit
« neutre » (avec l'emploi de l'expression combien « y a-t-il
de»...). On évalue l'effet de ces facteurs sur le traitement (le
temps de lecture) de trois types de segments (question, se
gments numériques, segments textuels) chez des enfants de
10 ans répartis en quatre groupes selon leur niveau en lecture
(bon vs. faible) et en calcul (bon vs. faible). Chaque problème
est présenté sous deux versions selon le type d'opérations
engagées (additions vs. soustractions). Les variables dépen
dantes retenues sont le temps de lecture de chaque segment de
l'énoncé, afin d'établir si les sujets modulent leur vitesse de
lecture en fonction de la formulation, et les performances à la
résolution des problèmes, considérées comme un bon indicateur
de la compréhension.
L'hypothèse est que le placement de la question en tête de
l'énoncé induit, chez tous les sujets, une modification des
patrons de prise d'information sur les divers types de segments Stratégies de lecture et résolution de problèmes 15
(question, numérique, textuel). Il doit en résulter une interac
tion entre les facteurs Place de la question et Type de segment.
Lorsque la question est placée en tête de l'énoncé, elle devrait
rester exposée plus longtemps à la lecture, les segments numéri
ques devraient être traités plus lentement et les tex
tuels plus rapidement que lorsque la question est placée à la fin
de l'énoncé. En effet, comme la question contient des informat
ions sur la nature du problème et les traitements à effectuer, les
sujets devraient y chercher des informations importantes et
donc la traiter lentement. Opérant alors un traitement dirigé
par concepts, ils devraient effectuer les calculs au cours même de
la lecture, de là l'augmentation des TEL (Temps d'exposition à la
lecture) des segments numériques. Enfin, comme la lecture de la
question au début détermine en grande partie le modèle de la
situation par activation d'un schéma préexistant en mémoire à
long terme, les segments textuels ne devraient alors apporter
que des informations redondantes, de là la diminution de
leurs TEL.
Une seconde hypothèse prédit une interaction entre la place
et la nature de la question. L'effet de la position de la question
devrait être plus accentué si elle est explicite plutôt que neutre.
En effet, la question explicite peut constituer une information
organisatrice permettant d'activer un schéma de problème et les
procédures de résolution correspondantes. L' activation de ce
schéma devrait conduire à la mise en œuvre d'une prise d'info
rmation particulière et à une meilleure performance. Par
contraste, une question neutre n'a pas ce caractère structurant :
son placement en tête d'énoncé ne devrait ni améliorer les scores
ni modifier la prise d'information sur les segments textuels et
numériques.
La question placée en tête d'énoncé doit avoir un effet facili-
tateur sur la résolution des problèmes. Cet effet doit être d'au
tant plus important que le niveau des sujets est faible (interac
tion Groupe X Place de la question). En revanche, en ce qui
concerne les temps de lecture des divers segments, la place de la
question et sa nature devraient avoir le même effet pour tous les
groupes.
Nous avons également cherché à savoir si les éventuels effets
des modalités de formulation sont les mêmes selon les caractéris
tiques des sujets (cf. Zagar et al., 1991). Pour ceci, nous avons
étudié l'impact du niveau des sujets en lecture et calcul sur les 16 Michel Dévidai, Michel Fayol et Pierre Barrouillet
performances et la prise d'information (Moyer, Sowder, Thread-
gill-Sowder et Moyer, 1984 ; Muth, 1984).
On s'attend enfin à observer une relation entre les perfo
rmances en résolution et les modulations des TEL. En effet, nous
postulons que les sujets mettent en œuvre des stratégies de lec
ture visant à allouer plus ou moins de ressources attentionnelles
(donc de temps) aux traitements des informations en fonction de
leur importance vis-à-vis de la tâche. Quand la question est à la
fin de l'énoncé, les informations qu'elle contient sont redon
dantes avec celles qui se trouvent dans les segments précédents
et ne sont donc pas primordiales pour la résolution. Dans ce cas,
les sujets peuvent mettre en œuvre une stratégie de lecture qui
conduit à un temps de traitement moins long de la question et à
une meilleure résolution. Par contre, la question en début
d'énoncé est susceptible de contenir une information indispen
sable à la résolution (advance organizer). Les sujets peuvent
alors mettre en œuvre une stratégie de lecture qui conduit à un
temps de traitement plus long de cette question (Dixon, 1987 a
et b) et à la réussite de la résolution.
MÉTHODE
MATÉRIEL
Les textes des problèmes, repris de Fayol et al. (1987), comportent tous
sept segments (numérotés et séparés par « / » dans l'exemple ci-dessous) et
une question. Tous sont des problèmes dits de transformations (Riley
et al., 1983) dans lesquels deux transformations de même sens s'appliquent
à un état initial connu. L'inconnue est l'état final. Exemple :
(1) Dans un garage / (2) il y avait / (3) 4 voitures. / (4) Le garagiste
rentre / (5) 3 voitures. / (6) Son fils rentre / (7) 2 /
Chaque texte se présente sous 8 versions issues du croisement de trois
facteurs à deux modalités : la place de la question (Ql : à la fin de l'énoncé ;
Q2 : au début), sa nature (NI : question explicite comme, par exemple,
« Maintenant, combien y a-t-il de voitures en tout dans le garage ? »
vs. N2 : question neutre, par exemple, « Maintenant combien y a-t-il de
voitures dans le garage?»), le signe des opérations (Al: deux additions
vs. A2 : deux soustractions). A partir des 8 textes, 64 problèmes ont été
élaborés ; 8 problèmes distracteurs, présentés eux aussi sous 4 versions en
fonction de la place et de la nature de la question, ont été ajoutés. Leur
structure différait de celle des problèmes expérimentaux.