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Piaget, Vergnaud et le schème

mercredi 18 mars 2015, par Philippe Clauzard

Quels concepts pour penser l’activité ? Qu’est-ce qu’un schème ? Extraits d’un article de Gérard Vergnaud : Piaget visité par la didactique.

Résumé : dans cet article on examine, de manière critique et positive à la fois, plusieurs points essentiels de l’apport de Piaget : le concept de schéme (qui concerne l’organisation de l’activité et qu’on ne doit pas confondre avec le concept de schéma), le réductionnisme logique sous- jacent à la caractérisation formelle des stades, et finalement les rapports entre action, perception, langage et symbolisme. L’œuvre de Piaget est exemplaire. En fait, au-delà des critiques, la recherche en didactique aujourd’hui s’appuie fortement sur elle.

Piaget découvre le concept de schème dans les années vingt, probablement sous l’influence de Janet et de Revault d’Allonnes, et il lui donne un contenu empirique qui fait date, grâce à ses analyses de l’activité du bébé. Qu’il s’agisse de la coordination des mouvements des mains et des bras avec ceux du regard pour saisir et manier des objets matériels, qu’il s’agisse de l’utilisation de certains de ces objets comme instruments, qu’il s’agisse de la compréhension progressive de l’invariance des objets dans leurs déplacements et dans leurs disparitions derrière écran, Piaget place d’emblée ses analyses sur le plan de l’action sur et avec les objets matériels du réel, et sur le plan de la représentation. Bizarrement il utilise une terminologie (“ activité sensori-motrice, stade sensori-moteur ”) qui reste prisonnière d’une caractérisation superficielle des phénomènes observés, et qui ne rend pas justice à ses propres analyses. Une expression comme “ activité perceptivo-gestuelle ” aurait été plus juste, tant il est vrai qu’il s’agit de sensations et d’actes moteurs organisés en perceptions et en gestes, pas seulement de sensori-motricité élémentaire. Cette erreur “ terminologique ” n’est évidemment pas tragique ; elle traduit néanmoins la difficulté rencontrée par les chercheurs, y compris les plus grands, pour trouver les mots les plus justes susceptibles de désigner leurs idées. Assez rapidement, Piaget généralise le concept de schème aux raisonnements logiques et mathématiques. Un exemple est le schème dit de l’inclusion logique, qui consiste à reconnaître que le cardinal du tout est toujours plus grand que celui de la partie, à condition évidemment de ne pas confondre le tout avec le complément de la partie, ce qui justement fait problème pour les enfants jusqu’à un âge relativement tardif, entre 8 et 12 ans. On mentionne moins souvent dans la littérature les schèmes décrits par Piaget pour la construction de la représentation de l’espace, qui fournissent pourtant des cas exemplaires d’analyse de l’activité et des connaissances implicites : par exemple les gestes de vérification de l’alignement de plusieurs objets sont interprétés par Piaget comme un témoin et un critère de la conceptualisation des propriétés affines de l’espace. Or ces gestes interviennent longtemps avant tout enseignement de la géométrie, ce qui l’autorise à parler de la géométrie “ spontanée ” de l’enfant. Evidemment Piaget sait bien qu’il y a une distance cognitive et épistémologique importante entre les connaissances implicites dans l’action et les connaissances explicites du mathématicien ou de l’élève apprenant les mathématiques, mais son mérite est justement d’avoir identifié, par l’analyse, des formes de conceptualisation qui ne se présentent pas comme telles pour l’observateur tout venant.

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Revault d’Allonnes avait développé le concept de schème, plusieurs années avant Piaget, en l’inscrivant principalement dans une théorie de la reconnaissance et de la perception, il parle même de l’aperception, c’est-à-dire d’un processus de prise d’information rapide, et inévitablement réducteur. Son idée, déjà très intéressante, est que nous organisons l’information perçue en scènes schématiques et en silhouettes, ce dont témoignent non seulement les phénomènes psychologiques, mais aussi beaucoup de produits culturels comme les adages, les dictons, les enseignes. Revault d’Allonnes parle peu d’action et d’activité. C’est parce qu’il étudie l’activité perceptivo-gestuelle des bébés que Piaget est amené à placer le concept de schème dans une théorie de l’action plus que de la perception. Il faut lui rendre hommage d’avoir fait cette rupture, car elle l’a conduit à considérer non pas des totalités principalement perceptives comme le faisaient les gestaltistes, mais des totalités dynamiques fonctionnelles, organisant le décours temporel de l’activité. Cette coupure n’a été faite ni par Revault d’Allonnes, ni par Bartlett, ce père anglo-saxon des schémas que certains psychologues continuent à confondre avec des schèmes ; l’ouvrage de Bartlett est remarquable mais il laisse totalement de côté l’activité gestuelle. Or c’est dans les gestes qu’on trouve les meilleurs exemples de l’activité, les plus incontournables pour l’analyse de la pensée non verbale, et en même temps les modèles les plus suggestifs pour l’analyse de la pensée et du raisonnement. Le geste est pensée ; le geste est un modèle suggestif pour l’analyse de l’activité de pensée. On peut même ajouter : la pensée est un geste.

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Piaget indique d’emblée la valeur de généralisation du schème, dont il fait une sorte d’équivalent du concept au plan de l’action. “ Les actions ne se succèdent pas au hasard mais se répètent et s’appliquent de façon semblable aux situations comparables. Plus précisément elles se reproduisent telles quelles si aux mêmes intérêts correspondent des situations analogues, mais se différencient ou se combinent de façon nouvelle si les besoins ou les situations changent. Nous appellerons schème d’action ce qui, dans une action, est ainsi transposable, généralisable ou différentiable, d’une situation à la suivante, autrement dit ce qu’il y a de commun aux diverses répétitions ou applications de la même action. ” (Piaget, 1967).

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Mais il ne précise pas le concept de classe de situation, à laquelle justement s’adresse le schème dans sa généralité. Ce n’est pas une mince surprise, que de voir ainsi l’auteur d’un concept aussi essentiel que celui de schème manquer le concept dual qui lui donne sa portée et sa signification. Le couple conceptuel “schème-situation” est la clef de voûte de la psychologie cognitive et de la théorie de l’activité : pour cette raison simple que, la connaissance étant adaptation, ce sont les schèmes qui s’adaptent, et qu’ils s’adaptent à des situations. Piaget a beaucoup élaboré sur ce concept d’adaptation, inspiré qu’il était par la biologie ; mais le plus souvent il en a formulé la dialectique dans des termes généraux comme interaction “ sujet-objet ” ou interaction “ organisme-milieu ” alors qu’il disposait de moyens théoriques et d’exemples pour en conduire des analyses plus fines, en rapprochant les propriétés d’un schème et les propriétés de la classe de situations à laquelle il s’adresse. C’est la recherche en didactique (pour un exposé systématique voir Brousseau), qui a permis de sortir le concept de situation des oubliettes du sens commun, et d’en faire un concept scientifique et pratique, avec lequel il soit possible d’agir : notamment de produire des effets d’apprentissage et de prise de conscience, en manipulant certaines variables de situation. C’est un point essentiel pour l’éducation et le travail, que Piaget n’a pas su exploiter. C’est probablement mon expérience de chercheur en didactique des mathématiques qui m’a permis de donner du schème une définition plus précise que celle de Piaget.

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Définition 1 : Le schème est une organisation invariante de l’activité pour une classe définie de situations. La définition du schème comme organisation invariante, me conduit à préciser que c’est l’organisation qui est invariante, non pas l’activité, ni la conduite : le schème n’est pas un stéréotype, l’algorithme non plus. Un schème engendre une diversité de conduites et d’activités selon les caractéristiques particulières des situations rencontrées. Cette fonction d’adaptation aux situations conduit à identifier dans le schème des règles SI... ALORS... qui relient les actions à des conditions et circonstances.

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Piaget a eu le mérite de repérer le caractère fondamentalement cognitif du schème, et bizarrement il n’a pas fait pour autant la liaison complète avec cet autre concept piagetien qu’est celui d’invariant opératoire. Dans ses écrits le concept d’invariant reste un peu prisonnier du contexte des situations de conservation dans lesquelles Piaget l’a illustré magistralement, tandis que celui de schème est davantage lié au décours temporel de l’activité. C’est aux expériences piagetiennes relatives à la conservation des quantités discrètes et continues que je faisais allusion, au début de cet article, lorsque j’évoquais la possibilité, toute théorique évidemment, que Platon et Aristote auraient pu les faire. Ce que nous montre Piaget vingt-cinq siècles plus tard, c’est que l’évidence n’est pas une donnée de l’expérience perceptive mais résulte d’une construction, et suppose la coordination entre elles de plusieurs opérations de pensée et de plusieurs sortes d’informations. L’équivalence numérique de la suite des coquetiers et de la suite des œufs, ou encore la conservation de la quantité de pâte à modeler, de sa masse et de son volume lorsqu’on la déforme, ne résultent pas d’une lecture pure et simple de l’expérience mais sont posées par l’enfant, à partir de certains moments du développement et de l’expérience, comme des moyens de comprendre de manière cohérente, un système de relations et de transformations se prêtant à des critères perceptifs contradictoires : (écartement, dépassement, déformation, morcellement...).

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Définition 2 : Un schème comporte nécessairement quatre composantes :
- un ou plusieurs buts, avec leur cortège de sous-buts et d’anticipations,
- des règles d’action, de prise d’information et de contrôle,
- des invariants opératoires (concepts-en-acte et théorèmes-en-acte) permettant à la fois la prise et le traitement de l’information pertinente,
- des possibilités d’inférence.

Ces quatre composantes sont absolument essentielles. Intentionnalité, générativité, conceptualisation sont obligatoirement au rendez-vous, fussent-elles totalement implicites voire inconscientes. Quant aux inférences, elles sont tout autant nécessaires : en effet, comme le schème n’est pas un stéréotype, il appelle toujours des “ calculs inférentiels ” en situation. Ce que le scientifique fait le plus explicitement et le plus complètement possible en raisonnant, la pensée en acte le fait spontanément, de manière implicite et lacunaire le plus souvent, mais avec un certain succès.

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Le cadre théorique des “ champs conceptuels ” est né de cette préoccupation d’avoir les moyens de saisir les filiations et les ruptures au cours des apprentissages scolaires et professionnels. Si on ne peut pas s’en tenir à des stades généraux de pensée totalement ordonnés, mais qu’il faut au contraire saisir le développement des compétences et des conceptualisations dans leur variété et leurs différences, on est conduit à plusieurs prises de position, que je voudrais maintenant résumer. 1) les situations que les enfants sont progressivement en mesure de maîtriser forment un ensemble partiellement ordonné, jamais totalement ordonné, sauf localement. 12 2) 3) 4) 5) 6) Les compétences résultent des formes d’organisation de l’activité mises en œuvre, c’est-à-dire des schèmes : ceux-ci sont à la fois sous le contrôle de l’institution chargée de les transmettre (famille, école, communauté de travail) et sous le contrôle du sujet individuel qui apprend. Les situations sont à la fois la source et le critère de la connaissance. C’est en situation qu’on apprend ; une connaissance qui n’est pas opératoire n’est pas véritablement une connaissance. La collaboration et la communication avec autrui, pair ou adulte plus expert, est essentielle dans la formation des schèmes et des conceptualisations nécessaires à la réussite. Le langage transforme les concepts-en-acte et les théorèmes-en-acte en concepts et en théorèmes susceptibles d’être communiqués et débattus, quant à leur pertinence et leur vérité. La mise en mots est une compétence difficile à acquérir, y compris pour les professionnels et les scientifiques de haut niveau. Un traité scientifique ou technique est la partie visible d’un iceberg dont la majeure partie repose sur l’action et l’expérience. Un champ Ce sont les situations qui donnent leur sens aux concepts, par le biais de l’activité du sujet apprenant ; ce sont les concepts-en-acte et les théorèmes-en-acte contenus dans les schèmes qui permettent de traiter ces situations. Un bon exemple est celui des structures additives. Le concept de nombre n’émerge pas avec toutes ces propriétés au cours de l’apprentissage- développement de l’enfant, mais seulement avec certaines propriétés succintes qui permettent à l’enfant de comprendre et de traiter un petit nombre de classes de situations : augmentation (connue) d’une petite collection d’éléments discrets (connue également), réunion de deux parties (connues) en un tout. Ces situations prototypiques ne sont pas des modèles suffisants pour traiter d’autres classes de situations, pourtant voisines des deux premières, notamment la recherche d’un état initial lorsqu’on connaît l’état final et la diminution subie, également les différents cas de soustraction, qui sont très nombreux. Lorsque des transformations de signes différents sont composées et décomposées, les opérations d’addition et de soustraction deviennent délicates, au point qu’une majorité d’élèves de 15 ans sont tenus en échec par un problème qui ne demande qu’une addition, laquelle représente en fait la différence entre deux transformations de signe contraire. Les opérations de pensée nécessaires pour décider de l’opération à faire supposent des conceptualisations relativement complexes, qui sont représentables par des calculs dans l’ensemble des nombres relatifs, mais qui ne sont pas accessibles à tous les élèves, même lorsqu’ils ont appris les nombres relatifs. Un autre exemple de champ conceptuel est celui de la reproduction végétale, pour lequel le système des concepts quotidiens (fleur, fruit, graine) est à la fois un point d’appui et un obstacle pour les conceptualisations académiques transmises par l’école. Les concepts forment système, mais le système ainsi formé ne se construit pas d’un seul coup. Il se développe au cours de l’expérience, en fonction des situations rencontrées et des provocations organisées par les enseignants, la famille, les formateurs. Il est donc le produit de l’activité du sujet, face aux événements contingents de son histoire personnelle et professionnelle. Au cours de ce processus, on observe à la fois des filiations et des ruptures. Les connaissances antérieures sont à la fois des points d’appui, et des obstacles possibles pour les connaissances plus évoluées. Les connaissances formulées en mots, énoncés et textes, reposent sur un ensemble considérable de rencontres avec des situations d’action et d’échange avec autrui. La logique joue un rôle relativement faible dans ce processus.

Article complet de Gérard Vergnaud en ligne : http://www.recherches.philippeclauz...

Autre article complémentaire sur la forme opératoire et prédicative de la connaissance :

http://www.recherches.philippeclauz...

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