Comment les enfants résolvent les problèmes en utilisant le raisonnement causal

How Children Solve Problems Using Causal Reasoning

JoVE Science Education
Developmental Psychology

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How Children Solve Problems Using Causal Reasoning

4.5: Mutual Exclusivity: How Children Learn the Meanings of Words

4.7: Metacognitive Development: How Children Estimate Their Memory

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06:23 min

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March 03, 2015

Overview

Source : Laboratoires de Judith Danovitch et Nicholaus mimine — Université de Louisville

Imaginez qu’un jeune enfant entend un adulte dire, « Je veux regarder les nouvelles, » puis montres la presse adulte un bouton sur la télécommande. Un instant plus tard, l’écran s’allume. Le lendemain, l’enfant veut à son tour sur l’écran de télévision pour regarder des dessins animés. Comment l’enfant sait quoi faire ? Est-ce suffisant de dire, « Je veux regarder des dessins animés, » ou pousse le bouton de la télécommande nécessaire, trop ? Résoudre ce problème exige des enfants d’utiliser l’information qu’ils ont observé (c’est-à-direles comportements de l’adulte) pour arriver à une solution. Dans leur vie quotidienne, enfants rencontrent de nombreuses situations où ils ont besoin pour décoder la cause-effet d’après des observations ambiguës ou complexes afin d’atteindre un but.

Afin d’examiner les capacités des enfants pour le raisonnement causal, psychologues mis en place des tâches à l’aide de scénarios de causalité d’observer comment les enfants tirer des conclusions et testent de nouvelles hypothèses sur les relations entre les différents types d’objets. À ces tâches, les enfants apparaissent interactions impliquant des objets individuels ou des ensembles d’objets. Puis, ils sont invités à identifier et utiliser les liens entre les causes et les effets pour résoudre un problème.

Cette vidéo montre comment mesurer causale de l’enfant raisonnement sur les nouveaux objets basés sur les méthodes mises au point par Gopnik et Sobel¹Gopnik, Sobel, Schulz et Glymour. ²

Procedure

Recruter des enfants âgés de 3 et 4. Aux fins de cette démonstration, qu’un seul enfant est testé. Grandes tailles d’échantillon (comme dans le Gopnik, Sobel et Gopnik, études Sobel, Schulz et Glymour)^1,2 sont recommandés lorsqu’il procède à toutes les expériences.

Assurez-vous que les participants ont pas d’antécédents de troubles du développement et ont la vision et une audition normale.

1. obtenir les matériaux nécessaires.

Rassembler un ensemble de 4 blocs de bois de différentes couleurs et formes.
Préparer un appareil spécial qui joue de la musique lors du déclenchement.
1. Pour construire cet appareil, obtenir une boîte environ 5 x 7 x 3 avec un top robuste.
2. À l’intérieur de la boîte, placez un appareil produisant des sons qui peut être à distance activé (par exemple, une enceinte sans fil ou une sonnette peut travailler bien à cet effet).
3. Veiller à ce qu’il y a un moyen de transformer le périphérique activé ou désactivé durant l’expérience sans l’enfant s’en aperçoive.

2. collecte des données

Introduction
1. Asseoir l’enfant sur le côté opposé de la table de l’expérimentateur avec l’appareil sur la table entre eux.
2. Introduire le dispositif comme suit, « certains blocs de faire passer cette machine et certains blocs ne. »
3. Demander à l’enfant de comprendre quels blocs que la machine fonctionne.
Tâche 1-cause
1. Dans cette tâche, qu’un seul bloc définit l’appareil hors tension.
2. Placer un bloc (bloc B) sur le périphérique et démontrer que rien ne se passe.
3. Posez un deuxième bloc (bloc A) sur l’appareil et l’activer afin que la musique joue.
4. Avec bloc A encore sur l’appareil, placez le bloc B rallumez l’appareil. Avoir la machine continue à jouer de la musique.
  1. Contrebalancer la position (à gauche ou à droite du bloc A) du bloc B entre les sujets.
5. Demandez à l’enfant, « Pouvez vous faire cesser ? » et notez les actions de l’enfant.
Deux causes tâche
1. Dans cette tâche, deux blocs mis l’appareil hors tension.
2. Utiliser des blocs de différentes que celles utilisées dans la tâche d’une cause.
3. Posez le bloc B sur l’appareil et l’activer afin que la musique joue.
4. Supprimez le bloc B, puis posez le bloc A sur l’appareil et activer il joue de la musique.
5. Avec bloc A encore sur le périphérique, replacez le bloc B sur la machine.
  1. Contrebalancer la position (à gauche ou à droite du bloc A) du bloc B entre les sujets.
6. Demandez à l’enfant, « Pouvez vous faire cesser ? » et notez les actions de l’enfant.

3. analyse

Classer les réponses des enfants pour chaque tâche en quatre catégories : suppression de bloquer une seule, retirant bloc B seulement, en retirant les deux blocs ou ne supprime pas tous les blocs.
Comparer le nombre d’enfants qui a retiré le bloc A dans les tâches d’une cause et deux à l’aide de tests du chi carré.
Comparer le nombre d’enfants qui a retiré les deux blocs dans les tâches d’une cause et deux à l’aide de tests du chi carré.
Si les enfants enlever bloc A plus souvent dans la tâche d’une cause que dans la tâche de deux causes, et si les enfants enlever les deux blocs plus souvent dans la deux-cause que dans la tâche d’une cause, alors cela laisse entendre qu’ils peuvent utiliser leurs observations pour déduire le bloc qui a causé l’appareil s’éteigne.

Enfants de rencontrer beaucoup de situations où ils ont besoin pour décoder la cause-effet d’après des observations ambiguës ou complexes à trouver des solutions aux problèmes.

Par exemple, un jeune enfant entend un adulte dites « Je veux regarder les nouvelles » et puis observe la presse adulte un bouton sur la télécommande. Un instant plus tard, la télévision s’allume et une station de nouvelles apparaît à l’écran.

Le lendemain, l’enfant veut regarder des dessins animés. Comment est-ce qu’elle sait quoi faire ? Est-ce suffisant de dire, j’ai envie de regarder des dessins animés, ou pousse le bouton de la télécommande nécessaire, trop ? La capacité de distinguer la relation entre la cause et son effet est dénommée raisonnement causal.

À l’aide de méthodes mises au point par Alison Gopnik et ses collègues, cette vidéo montre les étapes nécessaires à la mise en place et réaliser une expérience évaluant le raisonnement causal dans les enfants, ainsi que comment analyser les données et interpréter les résultats portant sur des scénarios avec des objets nouveaux.

Dans cette expérience, les enfants âgés de 3 à 4 figurent des interactions impliquant des objets individuels tels que les blocs et une boîte qui peut jouer de la musique lors du déclenchement.

Enfants sont invités à identifier et utiliser les liens entre les nouvelles causes et les effets pour résoudre un problème. Par exemple, dans une tâche d’une cause, qu’un seul bloc déclenchera la boîte pour écouter de la musique, dans ce cas, bloc A, plutôt que de bloc B.

Dans la tâche plus compliquée des deux causes, deux blocs différents peuvent rendre la boîte de jouer de la musique lorsqu’il est placé individuellement.

Dans les deux scénarios causales, les enfants sont invités à modifier l’arrêt de la musique, et quel ou blocs ils enlèvent est enregistrée comme variable dépendante dans l’expérience. Si cause-effet a été correctement déduit, bloc A sera supprimée dans la tâche d’une cause, alors que les deux blocs seront supprimés dans la tâche de deux causes.

Avant l’arrivée de l’enfant, placer deux chaises sur les côtés opposés d’une table. Rassembler les quatre blocs de bois de différentes couleurs et formes. Notez que seulement deux blocs est utilisé à la fois. Enfin, préparer le dispositif spécial en plaçant un objet produisant des sons, comme une sonnette sans fil qui peut être activé à distance ou non, dans une boîte avec un top robuste.

Pour commencer l’étude, accueillent l’enfant et leur apprendre à s’asseoir sur une chaise en face de vous.

Introduire le dispositif. « Certains blocs font de cette machine jouer de la musique, et certains blocs ne. »

Démarrer la tâche première-cause en plaçant un bloc – bloc B — sur l’appareil pour démontrer que rien ne se passe. Retirer le bloc B et placez le deuxième bloc, bloc A — sur la zone, qui déclenche en même temps la musique.

Avec bloc A encore sur le périphérique, replacez le bloc B sur l’appareil et ont la machine continue à jouer de la musique.

Une fois la manifestation terminée, demandez à l’enfant si ils peuvent faire de la musique de fond d’arrêt et enregistrer les données.

Dites à l’enfant qu’ils vont maintenant jouer à nouveau. Retirez tous les blocs de la boîte et mettre en place pour la tâche de deux causes.

À l’aide de différents blocs, placer le bloc B sur le dispositif, qui permet maintenant de la musique diffusée. Retirer le bloc B et placez ensuite le bloc A sur l’appareil, ce qui active également la musique diffusée.

Avec bloc A encore sur le périphérique, replacez le bloc B sur la machine. Encore une fois, demandez à l’enfant s’ils peuvent faire de la musique arrêter et enregistrer les données.

Pour analyser les résultats, de classer le nombre d’enfants qui a retiré le bloc A, bloc B, les deux blocs, ou aucun des blocs et graphique des pourcentages d’enfants qui ont montré des réponses pour les deux scénarios de causalité.

Dans la tâche d’une cause, la plupart des enfants enlevés correctement le bloc, en l’occurrence bloc un qui s’est arrêté de la musique.

De la même manière, dans la tâche de deux causes, plus d’enfants enlevés les deux blocs au lieu d’un seul bloc. Ces résultats suggèrent que les enfants d’âge préscolaire utilisent les observations antérieures et leur causalité des capacités de raisonnement pour résoudre le problème de comment faire pour désactiver le périphérique.

Maintenant que vous êtes familier avec la façon dont les jeunes enfants, résoudre des problèmes en utilisant le raisonnement causal, penchons-nous sur les scénarios de résolution de problèmes peuvent être appliqués au développement d’autres façons.

Les chercheurs ont trouvé que raisonnement occasionnel et les capacités cognitives chez les enfants sont liés. Par exemple, la possibilité de remplir un ordre séquentiel avec raisonnement est utilisée comme marqueur du développement cognitif.

La méthode scientifique repose sur l’utilisation des observations de tirer des conclusions sur la cause-effet et d’appliquer ces inférences à résoudre les nouveaux problèmes. Voie avant tout l’enseignement des sciences formelles, les jeunes enfants ont la capacité de raisonner sur les relations causales entre les objets dans le monde, ce qui les rend naturels mini-scientifiques.

Vous avez juste regardé introduction de JoVE de raisonnement causal chez les enfants. Maintenant vous devriez avoir une bonne compréhension de la façon de concevoir des scénarios de causalité et à exécuter l’expérience, mais aussi à analyser et à évaluer les résultats.

Merci de regarder !

Results

Nous avons testé 24 enfants 3 – et 4-year-old. Ils ont trouvé la réponse la plus fréquente des enfants dans la tâche première-cause devait retirer le bloc A du dispositif, et les enfants n’a donc significativement plus souvent que dans la tâche de deux causes. Même, la réponse la plus fréquente de l’enfant dans la tâche de deux causes était de supprimer les deux blocs, et ils l’ont fait donc beaucoup plus souvent que dans la tâche d’une cause. Les chercheurs ont également noté que, lorsque les enfants dans la tâche de deux causes choisi seulement un pâté de maisons, ils étaient tout aussi susceptibles de choisir le bloc A ou bloc B (Figure 1). Cela donne à penser qu’ils ne croyaient pas ou l’autre bloc avait un effet plus marqué sur l’appareil. Les chercheurs ont conclu que les enfants d’âge préscolaire ont pu utiliser leurs observations précédentes et leur causalité des capacités de raisonnement pour résoudre le problème de comment faire pour désactiver le périphérique.

La figure 1. Pourcentage d’enfants qui a montré de chaque type de modèle de réponse dans les tâches d’une cause et deux.

Applications and Summary

Ces résultats montrent la puissance de causalité pour enfants raisonnement capacités pour résoudre des problèmes. Enfants peuvent rapidement apprendre sur le monde, et ils peuvent utiliser leurs connaissances pour comprendre les relations causales entre les objets. Cela est vrai même si ils n’ont jamais vu les objets avant (e.g., l’appareil de lecture de musique) et personne n’a précédemment démontré comment résoudre le problème.

La possibilité d’utiliser les observations de tirer des conclusions sur la cause-effet et d’appliquer ces inférences à résoudre les nouveaux problèmes est l’un des éléments fondamentaux de la connaissance scientifique. Les méthodes scientifiques s’appuient sur la pratique des tests systématiquement comment la manipulation de différentes variables produit des effets différents sur le monde. Ces résultats suggèrent que, avant même de commencer leurs études de la science officielle, les enfants ont déjà la capacité de raisonner sur les relations causales entre les objets dans le monde. En outre, ils sont en mesure d’utiliser créativement leur compréhension pour résoudre les problèmes, même si elles n’ont jamais observé les objets ou les problèmes avant.

References

Gopnik, A., & Sobel, D. M. Detecting blickets: How young children use information about novel causal powers in categorization and induction. Child Development. 71 (5), 1205-1222 (2000).
Gopnik, A., Sobel, D. M., Schulz, L. E., & Glymour, C. Causal learning mechanisms in very young children: two-, three-, and four-year-olds infer causal relations from patterns of variation and covariation. Developmental Psychology. 37 (5), 620 (2001).

Transcript

Children encounter many situations where they need to decode cause-and-effect from complex or ambiguous observations to come up with solutions to problems.

For example, a young child hears an adult say “I want to watch the news” and then observes the adult press a button on the remote control. A moment later, the television turns on and a news station appears on the screen.

The next day, the child wants to watch cartoons. How does she know what to do? Is it enough to say, I want to watch cartoons, or is pushing the button on the remote control necessary, too? The ability to distinguish the relationship between the cause and its effect is referred to as causal reasoning.

Using methods developed by Alison Gopnik and colleagues, this video demonstrates the steps required to set-up and perform an experiment assessing causal reasoning in children, as well as how to analyze the data and interpret the results involving scenarios with novel objects.

In this experiment, children ages 3 to 4 are shown interactions involving individual objects such as blocks and a box that can play music when triggered.

Children are asked to identify and use the links between novel causes and the effects to solve a problem. For example, in a one-cause task, only one block will trigger the box to play music, in this case Block A, rather than Block B.

In the more complicated two-cause task, two different blocks can make the box play music when placed individually.

In both the causal scenarios, children are asked to make the music stop, and which block or blocks they remove is recorded as the dependent variable in the experiment. If cause-and-effect has been correctly inferred, Block A will be removed in the one-cause task, whereas both blocks will be removed in the two-cause task.

Prior to the arrival of the child, place two chairs on opposite sides of a table. Gather four wooden blocks of different colors and shapes. Note that only two blocks will be used at a time. Finally, prepare the special device by placing a sound-producing object, such as a wireless doorbell that can be remotely turned on or off, in a box with a sturdy top.

To begin the study, greet the child and instruct them to sit in a chair across from you.

Introduce the device. “Some blocks make this machine play music, and some blocks don’t.”

Start the one-cause task by placing one block—Block B—on the device to demonstrate that nothing happens. Remove Block B and place the second block—Block A—on the box, which simultaneously activates the music.

With Block A still on the device, place Block B back on the device and have the machine continue playing music.

Once the demonstration is complete, ask the child if they can make the music stop playing and record the data.

Tell the child that they will now play again. Remove all of the blocks from the box and set up for the two-cause task.

Using different blocks, place Block B on the device, which now causes the music to play. Remove Block B and then place Block A on the device, which also activates the music to play.

With Block A still on the device, place Block B back on the machine. Once again, ask the child if they can make the music stop and record the data.

To analyze the results, categorize the number of children who removed Block A, Block B, both blocks, or none of the blocks and graph the percentages of children who showed the responses for both causal scenarios.

In the one-cause task, most children correctly removed the block, in this case Block A that stopped the music.

Likewise, in the two-cause task, more children removed both blocks instead of just one block. These results suggest that preschool children use previous observations and their causal reasoning skills to solve the problem of how to turn off the device.

Now that you are familiar with how young children solve problems using causal reasoning, let’s look at other ways problem-solving scenarios can be applied across development.

Researchers have found that casual reasoning and cognitive ability in children are linked. For instance, the ability to complete a sequential order with reasoning is used as a marker of cognitive development.

The scientific method is based on using observations to draw inferences about cause-and-effect and to apply those inferences to solving novel problems. Way before any formal science education, young children have the capacity to reason about causal relationships between objects in the world, making them natural mini-scientists.

You’ve just watched JoVE’s introduction to causal reasoning in children. Now you should have a good understanding of how to design causal scenarios and run the experiment, as well as analyze and assess the results.

Thanks for watching!

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