Kyria CHIGNIER

Les études internationales montrent qu’il est urgent d’aider les enfants français dans leurs apprentissages mathématiques. L’un des déterminants majeurs des performances en arithmétique concerne le type de stratégies mobilisées pour effectuer des calculs simples, comme 8+4, ou plus complexes, comme 48+59. On ignore encore si certains facteurs cognitifs généraux, comme la flexibilité cognitive, jouent un rôle important en arithmétique, alors que plus de 30 ans de recherche en sciences cognitives ont montré que, dans de nombreux domaines cognitifs, la flexibilité cognitive est un déterminant crucial du fonctionnement et des performances. L’objectif de la thèse est donc de déterminer le rôle de la flexibilité cognitive sur les performances arithmétiques et les changements dans ces performances au cours de l’enfance et de la vie adulte. Son originalité conceptuelle concerne la perspective stratégique, permettant d’analyser les variations stratégiques dans la cognition humaine. Son originalité méthodologique repose sur l’adoption d’une double approche : empirique, en proposant plusieurs études expérimentales, et théorique par la modélisation computationnelle des mécanismes mobilisés. Le rôle de la flexibilité sur les stratégies sera abordé dans une perspective développementale, avec 3 groupes d'âge différents.
L’approche expérimentale inclut une série d’expériences conduites chez des enfants âgés de 10-11 ans, ainsi que des adultes jeunes et âgés, qui auront à accomplir des tâches de résolution de problèmes arithmétiques. Deux tâches sont envisagées : la tâche d’alphabet arithmétique (apprendre à résoudre l’ajout d’un chiffre à une lettre comme C+3 qui vaut F) permettra d’examiner le rôle de la flexibilité cognitive dans le changement de stratégies au cours de l’apprentissage, et la tâche d’estimation calculatoire (donner le résultat approximatif d’une addition ou d’un produit à deux opérandes à deux chiffres) permettra de documenter d'autres dimensions stratégiques. Ces deux tâches sont également choisies d’une part pour leur grande validité interne (alphabet arithmétique) et d’autre part pour leur grande validité écologique (estimation calculatoire).
Le volet théorique de ce projet s’appuie sur notre expertise dans le domaine de la modélisation computationnelle de différents processus cognitifs. C'est un outil précieux pour étudier finement les comportements humains, en décrivant dans un formalisme rigoureux les processus cognitifs supposément à l’œuvre. Le programme informatique résultant est utilisé pour simuler les mêmes expériences que celles que passent les participants humains et les performances observées et simulées sont alors comparées pour détecter ce qui fait défaut dans la théorie et la corriger, ou pour confirmer son bien-fondé et l'enrichir. Il est également possible d'adapter les processus cognitifs modélisés pour essayer d'isoler ce qui pourrait expliquer une différence de comportements dans une population différente. Notre projet actuel a un objectif similaire visant à altérer le modèle computationnel ajusté à la population de jeunes adultes pour identifier les mécanismes qui pourraient expliquer les choix stratégiques éventuellement différents des enfants et des personnes âgées. Les résultats permettront alors de proposer des hypothèses sur les mécanismes spécifiques à ces populations, qui pourront alors faire l'objet de vérifications expérimentales.

Mots-clés de la thèse : flexibilité cognitive,apprentissage de l'arithmétique,modélisation computationnelle, 

Encadrement de la thèse  
- Direction de thèse : Benoît LEMAIRE - benoit.lemaireuniv-grenoble-alpes.fr (benoit[dot]lemaire[at]univ-grenoble-alpes[dot]fr) - Quotité de temps : 50 % - grade MCF 
- Codirecteur de thèse : Karine MAZENS - karine.mazensuniv-grenoble-alpes.fr (karine[dot]mazens[at]univ-grenoble-alpes[dot]fr) - Quotité de temps : 50 % - grade MCF 

CNU de thèse : 16 - Psychologie et Ergonomie