Metacognition et efficience cognitive

Valerie PENNEQUIN

EA 2114 Psychologie des Ages de la Ve

Métacognition : activité mentale par laquelle les processus

mentaux deviennent eux-mêmes objets de cognition (Flavell, 1987)

Plusieurs composantes :

•Les connaissances métacognitives : connaissance et la prise

de conscience du sujet pour ses propres pensées : dès 4 ans

• Les habiletés métacognitives : capacité d’activer des

stratégies d’exécution et de contrôle : 11-12 ans

• Expériences métacognitives : jugements et sentiments

survenant pendant la tâche

Connaissances

métacognitives

Idées, croyances,

théories concernant :

La personne

La tâche

Les stratégies

Les buts

Les fonctions

cognitives

Monitoring

Expériences métacognitives

Sentiments :

De familiarité

De difficulté

De confiance

De satisfaction

Jugements/Estimations :

Estimation de l’effort

Estimation de l’exactitude

de la solution

Agréabilité du problème

Intérêt pour le problème

Les différentes composantes de la métacognition et leurs

manifestations en tant que fonctions de monitoring et de contrôle

(Efklides, 2006)

Contrôle

Utilisation de

stratégies conscientes

et délibérées

concernant :

La prédiction perf

L’effort alloué

Le temps passé

La vérification

La planification

Métacognition et difficultés scolaires:

Effet d’un entraînement sur la résolution de

problèmes mathématiques

Pennequin V., Sorel, O., Nanty, I., Fontaine, R. (2010)

Thinking & Reasoning, 16, 3, 198-220.

Modèle de Demetriou et Kasi (2001) :

Organisation cognitive

Système métacognitif

(contrôle et régulation)

Système des processus cognitifs

Systèmes spécialisés

Lien entre métacognition et performances académiques (Masui, De Corte, 1999)

résolution de problèmes mathématiques

(Desoete, Roeyers, & Buysse, 2006 ; Téong, 2002)

Entraînement à la métacognition : effets bénéfiques sur les

procédures en maths chez enfants de 8 ans (Desoete, Royers, &

De Clercq, 2003), chez les adolescents (Kramarski, 2004), chez les

adultes (Chinnapan & Lawson,1996 ; Sutherland, 2002)

Synthèse :

• Peu d’études chez le jeune enfant

• Résultats peu clairs concernant les bénéfices de

l’entraînement (maths/métacognition)

• Résultats incertains concernant l’effet du niveau en maths

Niveau normal

en maths

Niveau faible

en maths

Entraînement

métacognitif : connaissances +

habiletés

Mesure des perf

en maths

Mesures

métacognitives : connaissances +

habiletés

PROBLEMATIQUE :

Sujets : 48 enfants de CE2 de 8;5 ans à 10;1 ans :

2 groupes expérimentaux /2 groupes contrôles

2 niveaux en mathématiques (faible et normal)

Procédure

Pré-test : macro-prédiction + résolution de 12 pb + questionnaire

connaissances métacognitives de 13 items avec évaluation de 0

(pas important du tout) à 10 (très important)

« lire plusieurs fois le problème et la question demandée »,

« encercler les informations pertinentes »

« vérifier le résultat »

Entraînement :

Séance 1 : La représentation du problème

Séance 2 : Les stratégies générales de compréhension du pb

Séance 3 : Identification des mots inducteurs de l’unité de mesure

Séance 4 : Identification des mots inducteurs de l’opération logique

ou mathématique à utiliser

Séance 5 : Evaluation du résultat

Séance 6 : Apprentissage à l’autonomie

Post-test : idem pré-test

RESULTATS : traitement par analyses de variance

Moyennes de l'habileté de macro-prédiction au pré-test et au post-test selon le niveau en mathématiques

niveau faible niveau normal

Pré-test Post-test-1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Eca

rt en

tre p

rédi

ctio

n et

per

form

ance

s

Moyennes des performances en résolution de problèmes au pré-test etpost-test selon le niveau des élèves en mathématiques

niveau faible niveau normal

Pré-test Post-test1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12N

om

bre

de p

roblè

mes r

ésolu

s

DISCUSSION :

Entraînement

métacognitif

Connaissances

métacognitives =

Habiletés

métacognitives

Niveau faible + +

Niveau normal +

Perf en maths

Niveau faible + +

Niveau normal +

CONCLUSION :

• Travail sur la mise en œuvre de ces connaissances :

habiletés métacognitives

• Bonnes connaissances métacognitives dès 8 ans

• Connaissances métacognitives nécessaires mais pas

suffisantes pour la résolution de problèmes

Pennequin, V., Sorel, O., Radafshar-Faget C. ( 2013)

Links between metacognition and the self-esteem of school-children. In D. Halkias (Ed.),

Psychology and the Search for Certainty in Everyday Life. Athens: ATINER.

Liens entre métacognition et estime de soi

chez les élèves

Entraînement métacognitif Estime de soi

Legendre, 1993

Harter, 1982

Armor &

Taylor,

1998

Sentiment de compétence

Confiance en soi

Ghourchian,

1998

?

Bien-être

Rezvan,

Ahmadi, and

Abedi (2006)

Participants

23 enfants de 11,3 ans en moyenne divisés en groupe expérimental

et groupe contrôle.

Matériel

Questionnaire de connaissances métacognitives

Macroprédiction

Résolution de 12 problèmes

Estime de soi échelle de 0 (moins que les autres) à 5 (meilleur que

les autres) avec 9 propositions “pour l’intelligence, par rapport aux

enfants de ton âge, tu te trouves…” (Maintier & Alaphilippe, 2006)

control group

experimental grouppretest posttest0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

kn

ow

led

ge

s s

co

res

Figure 1. Mean metacognitive knowledge scores on pre-test and post-test

for the experimental and control groups

(F(1, 21) = 2,27 , p >.05)

control group

experimental grouppretest posttest-1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

ma

cro

pre

dic

tion

sco

res

Figure 2. Mean macroprediction scores on the pre-test and post-test

for the experimental and control groups

(F(1, 21) = 8,84 , p<.01)

control group

experimental grouppretest posttest0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

pro

ble

m s

olv

ing

sco

res

Figure 3. Mean problem-solving scores on the pre-test and post-test

for the experimental and control groups

(F(1, 21) =5,1 , p<.01)

Connaissances

métacognitives

Estime de soi

Progrès en

macroprédiction

Progrès en résolution

de problème

Estime de soi

Metacognition Training

Discussion:

Métacognition et déficience intellectuelle chez l’enfant et

l’adolescent :

effet d’un entraînement sur la résolution de problèmes

Pennequin, V., Sorel, O., Nanty, I., et Fontaine, R. (2011)

Enfance, 2, 225-244.

Modèle de Demetriou & Kasi (2001)

3 niveaux d’organisation reliés entre eux :

• Processus de base nécessaires à la résolution de la tâche

• Processus cognitifs qui représentent et traitent l’information, ainsi

que leurs interactions

• Système métacognitif

DI = trouble à un niveau spécifique ? Trouble général ? Ou trouble

métacognitif ?

Detterman (1987), Sternberg et Spear (1985), Masi, Marcheschi,

Pfanner (1996) :

Troubles à chaque niveau + dans leurs interactions

Notre objectif général = le second niveau d’organisation peut

être amélioré en entraînant le troisième niveau ?

Moreno & Saldana (2005) : entraînement métacogn chez DI sévères

(QI = 36) : domaine mnésique

Büchel et Paour (2005) : limites conceptuelles et structurales

aux entraînement chez les DI

Van der Stel, Veenman (2008) : effet différentiel du QI et de la

métacognition sur effets d’apprentissage et d’entraînement chez

enfants sans DI

Problématique

Tester l’effet d’un entraînement métacognitif auprès de sujets

déficients intellectuels sur la résolution de problèmes auprès de

jeunes enfants et d’adolescents

Etude des 2 limites : effet de l’âge et du niveau de QI sur les

effets de l’entraînement (Büchel et Paour, 2005)

• L’entraînement métacognitif a un effet bénéfique sur les deux

composantes métacognitives, connaissances et habiletés.

2 hypothèses :

• L’effet de l’entraînement métacognitif est lié à l’âge des enfants et à

leur niveau de QI : les enfants les plus âgés et ayant un plus fort QI

sont ceux qui bénéficieront le plus de l’entraînement métacognitif.

41 enfants et adolescents (17 filles et 24 garçons) âgés de 8 à 15 ans

en Institut Médico-Educatif ou SEGPA.

QI < 70, (étendue = 40 à 70, moyenne = 56,2, s = 9,62).

Méthode

Sujets

Matériel

Pour les connaissances : questionnaire avec 13 items avec

évaluation de 0 (pas important du tout) à 10 (très important)

« lire plusieurs fois le problème et la question demandée »,

« encercler les informations pertinentes »

Pour les habiletés : macro-prédiction + perf résolution de 12 pb

TABLEAU 1. — Caractéristiques du groupe expérimental

et du groupe contrôle

Groupe

expérimental

Groupe contrôle

Effectif 21 20

Répartition des

genres

8 filles 9 filles

Moyenne

et écart-type de l’âge

11 ; 5 ans

(s = 4 ; 5)

11 ; 4 ans

(s = 4 ; 6)

Moyenne

et écart-type du QI

(WISC III)

56,5

(10,2)

55,9

(10,5)

Analyses de Variances : les effets de l’entraînement

Groupe Expérimental Groupe Contrôle

Pré-test Post-test

Entraînement

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

5,5

6,0

6,5

7,0

7,5

Val

eur

abso

lue

des

diffé

renc

es e

ntre

les

mac

ro-p

rédi

ctio

ns

Fig. 1. — Effet de l’entraînement sur les performances de macro-prédiction

Groupe Expérimental Groupe ContrôlePré-test Post-test

Entraînement

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

5,5

6,0

6,5

7,0D

iffér

ence

de

perf

orm

ance

s de

rés

olut

ion

de p

robl

èmes

Fig. 2. — Effet de l’entraînement sur les performances de résolution de problèmes

• 90,5% des sujets ont légèrement augmenté leur score de

connaissances métacognitives

Analyse qualitative

• 85,7 % des sujets ont amélioré leur macro-prédiction (3 sujets ont

stagné mais déjà très bon score au pré-test

• 100 % des sujets ont augmenté leur scores de résol pb de 2 pb en

moy

DISCUSSION

• Effet de l’entraînement métacognitif pour gpe expé surtout sur

habiletés (tendance sur les connaissances)

Il est possible d’augmenter les capacités de résolution de problèmes

en développement les capacités métacognitives de sujets déficients

intellectuels (Demetriou & Kasi, 2001)

DI : déficience au 2ème niveau et 3ème niveau d’organisation et dans

leurs liens

Dans la DI légère et modérée, capacités de compréhension et

ressources attentionnelles suffisamment préservées pour que les

sujets puissent bénéficier de l’entraînement métacognitif et ce, quel

que soit leur âge entre 8 et 16 ans.

• Effets différentiels de l’âge et du QI

Pistes de recherche :

• Liens Age et QI sur effet de entraînement métacognitif dans la DI

sévère ?

• Effets à long terme ?

• Effets de transfert ?

• Liens Métacognition et Fonctions exécutives ?

La métacognition chez les adolescents présentant des troubles

de la conduite et du comportement :

humeurs et expériences métacognitives

Pennequin V., Lunais, M. (2013)

Enfance, 4, 303 -322.

Expériences métacognitives : Sentiments et jugements qu’une

personne sent apparaître quand elle est confrontée à une

tâche cognitive (Efklides, 2001, 2008)

Modèle BACEIS (Behavior, Attitudes, Cognition and the

Environment as Interacting Systems) d’Hartman et Sternberg

(1993) : interactions entre cognition, métacognition et affect

lors d’un apprentissage.

Le supersystème interne :

cognitif : cognition + métacognition

affectif : motivation et auto-régulation affective

Le supersystème externe : contexte environnemental

(scolaire ou non).

Hirt, Mc Donald et Melton (1996) : une humeur positive ou

négative influe sur les expériences métacognitives d’une

tâche créative.

Efklides et Petkaki (2005) : étude de l’induction d’une humeur

sur les expériences métacognitives et la performance

mathématique chez enfants de 11 ans.

Pas d’effet de l’humeur induite sur les perf

Effet de l’humeur seulement sur les

expériences métacogn rétrospectives

Enfants avec troubles des conduites :

• Difficultés d’apprentissage sans troubles intellectuels :

difficulté à réguler son comportement et ses

apprentissages

• Humeurs et émotions négatives plus souvent que chez

les enfants sans trouble, particulièrement dans un

contexte d’apprentissage et s’ils se sentent en difficulté

(Sanders, Dadds, Johnston, & Cash, 1992).

L’objet de la recherche : étudier les liens existant entre les

humeurs et les expériences métacognitives chez les adolescents

présentant des troubles de la conduite et du comportement dans

un contexte de résolution de problèmes. Nous proposons d’étudier

ce lien de façon prospective, mais aussi de façon rétrospective.

HYPOTHESES

• Les performances en résolution de problème sont liées aux

humeurs et aux expériences métacognitives.

• Nous postulons ensuite un lien entre les humeurs et les

expériences métacognitives qui serait différent en fonction du fait

que la mesure soit réalisée avant ou après la résolution effective du

problème. En accord avec la littérature (Efklides, 2002 ; Efklides &

Petkaki, 2005 ; Schwarz, 2010), nous nous attendons à ce que les

humeurs soient davantage liées aux expériences métacognitives

après la résolution du problème, cette dernière ayant pu générer

des sentiments et jugements métacognitifs particuliers.

45 garçons de 17 ans de moyenne d’âge (s = 1,46 an) en

ITEP (Institut Thérapeutique, Educatif et Pédagogique)

9 ans d’études en moyenne

Méthode

Sujets

Matériel

• The Metacognitive Experiences Questionnaire (MEQ)

Efklides (2002) : 1 version prospective + 1 version

rétrospective. Echelle en 4 points pour les réponses.

• Questionnaire d’humeurs (Efklides et Petkaki, 2005).

Metacognitive Experiences Questionnaire

Pour chaque question, réponds en noircissant la case qui convient le mieux

à ton ressenti actuel :

Te sens-tu bien ?

Te sens-tu calme ?

Te sens-tu joyeux ?

Te sens-tu énervé ?

Te sens-tu satisfait ?

Te sens-tu triste ?

Te sens-tu mélancolique ?

Te sens-tu anxieux ?

Te sens-tu pessimiste ?

Te sens-tu déçu ?

Pas du tout un peu moyennement beaucoup extrêmement

Questionnaire d’expériences métacognitives prospectif

As-tu l’impression de connaître le problème lu?

Les questions lues te semblent-elles difficiles ?

Crois-tu que ces questions vont te demander des efforts pour les

résoudre ?

Crois-tu que la solution que tu trouveras sera la bonne ?

Trouves-tu ce problème intéressant ?

Pas du tout un peu assez beaucoup

Questionnaire d’expériences métacognitives rétrospectif

Est-ce que le problème t’a plu ?

Le problème t’a-t-il intéressé ?

Les questions étaient-elles difficiles ?

As-tu fait des efforts pour résoudre ce problème?

A ton avis, tes solutions sont-elles les bonnes ?

Quel est le pourcentage de confiance que tu accordes à tes solutions ?

Es-tu satisfait des solutions que tu as apportées au problème ?

Couscous

MARQUE A

Valeur nutritive :

Portion pour une personne (236

g)

2 portions par paquet

Composants alimentaires

présents par portion:

Total de graisse: 30g

Sodium: 950mg

Total de carbohydrate : 16g

Sucre: 4g

Protéine: 20g

Vitamine C: 0%

Couscous

MARQUE B

Valeur nutritive :

Portion pour une personne (236

g)

2 portions par paquet

Composants alimentaires

présents par portion:

Total de graisse: 3g

Sodium: 1250mg

Total de carbohydrate : 16g

Sucre: 3g

Protéine: 19g

Vitamine C: 0%

Matthieu veut manger une choucroute ce midi. Il va faire les courses et hésite

entre deux marques différentes. Les étiquettes des deux marques ont été

détaillées ci-dessous.

En te référant à ces étiquettes, trouve les réponses aux questions

1/ Ces étiquettes concernent quel produit?

2/ Combien de portion(s) y-a-t-il dans le paquet de marque A ?

3/ Combien de mg de sodium y-a-t-il dans la marque B ?

4/ Matthieu doit éviter les aliments trop gras, laquelle de ces deux

marques serait donc la plus adaptée pour lui ?

5/ S’il choisit la marque B, de quel composant alimentaire y-a-t-il le

plus ?

6/ De quel composant alimentaire ces deux marques ont-elles

exactement la même quantité ?

7/ Si Matthieu veut réduire sa consommation de sel, quelle marque de

choucroute doit-il éviter ?

Procédure

Passation individuelle.

1 - Questionnaire d’humeurs prospectif

2 - Lecture du pb (sans résolution)

3 - Version prospective du MEQ

4 - Résolution du pb

5 - Version rétrospective du MEQ

6 - Questionnaire d’humeurs rétrospectif

RESULTATS

Etape Predicteur β R²

F

Change

Predicteur β R²

F

Change

1

Sentiment de

difficulté

Prospectif

-.31 * .0957 4,55 *

Sentiment de

difficulté

Rétrospectif

-.53 ** .2890 17,48 ***

Régression ascendante pas à pas avec les humeurs

et les expériences métacognitives

comme prédicteurs des performances de résolution de problème.

• Plus l’adolescent a le sentiment que le problème a été

difficile pour lui et moins bonne est la performance réelle

• Aucune humeur liée directement à la performance

Variable dépendante Etape Prédicteurs β R² F Change

Familiarité du problème Etape 2Bien

Excité

.26 NS

-.18 NS

.0497

.0785

2,25 NS

1,37 NS

Sentiment de difficulté Etape 2Excité

Anxieux

.3369 *

-.3013*

.0510

.1127

2,1 NS

2,92 NS

Estimation de l’effort à

fournirEtape 3

Calme

Pessimiste

Anxieux

-.24 NS

.21 NS

-.16 NS

.0468

.0773

.1015

2,11 NS

1,39 NS

1,10 NS

Estimation de l’exactitude

de la solution à trouverEtape 1 Bien .3042 * .0926 4,39 *

Intérêt pour la tâche Etape 3

Bien

Excité

Anxieux

.3362 *

-.2437

.2069

.0611

.0942

.1326

2,80 NS

1,53 NS

1,81 NS

Meilleur modèle de la régression ascendante pas à pas avec les humeurs

prospectives en tant que prédicteurs et l’expérience métacognitive prospective

en tant que variable dépendante.

Avant la résolution du problème ,

Plus l’adolescent est excité et anxieux, plus le sentiment

que le problème va être difficile pour lui est fort.

Mieux l’adolescent se sent, plus il a d’intérêt pour la

tâche et plus il estime que sa solution sera exacte.

Après la résolution du problème,

Plus l’adolescent est joyeux et content et heureux et plus il

se dit intéressé par la tâche, plus la tâche lui a été agréable et

moins fort est le sentiment de difficulté, mieux il estime

l’exactitude de sa performance, plus il a confiance en sa

solution et plus il a un sentiment de satisfaction.

S’il se sent pessimiste sur sa résolution, il se sent alors moins

intéressé, il a ressenti la tâche comme moins agréable et a un

fort sentiment de difficulté. S’il se sent anxieux, l’estimation

de l’effort fourni est moins bonne et son sentiment de

satisfaction est moindre.

DISCUSSION

Humeurs et performance

Aucune humeur n’est liée aux performances en résolution de problème

Métacognition et performance

Chez les ados avec troubles de la conduite, les scores de résolution de problème

sont prédits en partie par le sentiment de difficulté (prospectif et surtout

rétrospectif)

Estime de soi ? Cf Pennequin, Sorel & Radafshar-Faget (2013)

Humeurs et métacognition

Le sentiment de difficulté prospectif lié à des humeurs négatives comme

l’énervement et l’anxiété

les humeurs positives et négatives sont nécessaires pour que le

jugement soit bien adapté à la tâche (Efklides, 2001, 2002)

Rôle limité des humeurs sur sentiments et jugements métacognitifs avant

résolution du pb

Chacune des expériences métacognitives rétrospectives est prédite par

l’humeur positive de se sentir content ou joyeux.

Le sentiment de difficulté rétrospectif est lié aux humeurs positives et

négatives Or la performance est liée au sentiment de difficulté

Importance de travailler sur les humeurs de l’ado avant, pendant

et surtout après la résolution du problème. Mémorisation des

expériences passées pour les pb futurs

CONCLUSION

Les humeurs n’ont pas de lien direct avec la performance de résolution de

problème, mais sur la régulation de cette activité de résolution.

Avant résolution Après résolution

Excité, anxieux content, anxieux, pessimiste

Sentiment de difficulté

prospectif et rétrospectif

Estimation de l’effort à fournir

Habiletés à mettre en œuvre

Performance au problème

Merci de votre attention