Le modèle CHC de l’intelligence

L’intelligence est un des paramètres de l’enseignement auquel on fait face indirectement en permanence. Les élèves sont en plein développement physique et intellectuel lors de leur scolarité. La principale mission de l’éducation est, en quelque sorte, de faciliter le développement de l’intelligence. L’enjeu est de la rendre la plus harmonieuse et équilibrée possible, de façon à permettre aux élèves de prendre place au sein de la société.

(Photographie : Matthieu Litt)

Appréhender l’intelligence dans un contexte éducatif

Mais qu’est-ce que l’intelligence ? Un simple test de QI qui la caractérise apporte quelques éclairages interprétables par un psychologue. Cette mesure de l’intelligence permet de prévoir assez bien les notes à l’école, le rendement au travail et de nombreux autres aspects de la réussite dans la vie. Cependant, le test de QI reste peu éclairant dans le contexte scolaire ou des paramètres beaucoup plus signifiants pour les enseignants sont les résultats scolaires ou l’engagement des élèves.

Il est toutefois intéressant de se pencher sur ce que la psychologie cognitive propose comme modèle pour l’intelligence. Les modèles de la mémoire sont précieux pour comprendre les mécanismes de l’apprentissage. Il suffit de considérer les apports de la théorie de la charge cognitive. Qu’en est-il de ceux de l’intelligence ?

On a vu qu’un modèle relativement populaire en enseignement, qui est celui des intelligences multiples d’Howard Gardner est une impasse. Un autre modèle, celui de l’intelligence triarchique de Robert Sternberg, a été introduit en 1988. Il décrit trois formes d’intelligence  : « analytique », « créative » et « pratique ». Il est cependant en grande part controversé lui-même par manque de base scientifique et n’a pas réussi, sans doute heureusement, jusqu’ici, à s’implanter dans la sphère éducative.

La meilleure façon d’aborder l’intelligence est de reconnaître sa complexité et l’importance de démarches empiriques qui recherchent une confirmation dans les données probantes. Une définition intéressante est celle qu’en donne Linda S. Gottfredson 

« L’intelligence implique la capacité de raisonner, de planifier, de résoudre des problèmes, de penser abstraitement, de comprendre des idées complexes, d’apprendre rapidement et d’apprendre de son expérience. Il ne s’agit pas seulement d’apprendre des livres, d’acquérir des compétences académiques étroites ou de faire des tests intelligents. Elle reflète plutôt une capacité plus large et plus profonde de comprendre notre environnement, de “saisir”, de “donner un sens” aux choses ou de “trouver” ce qu’il faut faire. »

L’émergence du facteur g

Un modèle à facteur unique

Au début du XXe siècle, de nombreux psychométriciens considéraient l’intelligence comme un trait unitaire. La pensée de l’époque a été articulée par Charles Spearman. Celui-ci a suggéré qu’un seul facteur (il l’a appelé g, pour général) pouvait permettre de mesurer tout comportement intelligent. La mesure du facteur g serait dès lors une évaluation de l’intelligence d’une personne.

(Source : Andrew R. A. Conway) 

Les personnes qui obtiennent des résultats supérieurs à la moyenne à un type de test cognitif (p. ex., le vocabulaire) ont tendance à obtenir des résultats supérieurs à la moyenne à d’autres types de tests cognitifs. Il s’agit par exemple de tests de rotation mentale ou de matrices. Il est considéré que g représente une capacité générale fondamentale qui explique les corrélations positives.

Un modèle à facteurs multiples

 
Cependant, dès les années 1930, certains chercheurs (notamment Louis L. Thurstone) prônaient déjà une vision multidimensionnelle de l’intelligence. On peut être intelligent dans un contexte littéraire et nul en mathématiques ou inversement.

(Source : Andrew R. A. Conway)

Selon ce modèle, l’intelligence comprendrait différentes composantes indépendantes les unes des autres et différentes sous-composantes directement corrélées à une des composantes indépendantes. 

Un modèle hiérarchique

Par la suite, les données obtenues en recherche ont contredit ces deux modèles. À partir des années 1950, de nombreux psychométriciens ont proposé des modèles hiérarchiques, que l’on peut considérer comme un mélange des modèles à facteur unique et à facteurs multiples. L’idée d’un modèle hiérarchique est actuellement le modèle dominant. 

(Source : Andrew R. A. Conway)

Dans ce modèle, g influence à la fois les processus cognitifs donnés, de sorte que les rendements aux tests les mobilisant sont quelque peu liés.

Mais si l’on traite les sous-composantes d’un même domaine de capacité (par exemple verbal ou mathématique), on constate qu’elles sont plus corrélées entre elles qu’avec les sous-composantes d’un autre domaine.

C’est pourquoi, par exemple, les notes en mathématiques sont plus liées les unes aux autres qu’aux notes verbales. Ce modèle explique aussi comment il est possible pour quelqu’un d’être assez bon en mathématiques et en physique, mais simplement médiocre dans les branches littéraires ou inversement.

Cette logique s’applique non seulement à l’exemple restreint utilisé ici (mathématique et verbal), mais aussi à un large éventail de tests de capacités intellectuelles.

Les recherches montrent donc :

• Une forte corrélation des résultats dans le même domaine
• Une corrélation moins forte, mais réelle entre les domaines examinés

L’intelligence serait donc hiérarchique et aurait de multiples facettes. Il coexisterait une intelligence générale et des intelligences spécifiques.

Le g mis en évidence par Spearman peut être également appelé capacité cognitive générale, intelligence, g de Spearman ou capacité mentale générale. Il représente la strate III dans le modèle Cattel-Horn-Carroll dont nous parlons plus loin dans cet article. 

En psychométrie, la capacité cognitive générale représente la partie de la variance entre individus qui est commune à tous les tests de capacité cognitive.

La capacité cognitive générale est une construction théorique exprimée sous la forme d’un facteur latent. 

Les corrélations entre les tests cognitifs sont particulièrement fortes lorsqu’elles se réfèrent à un même concept, par exemple, la vitesse de traitement. 

Origine du modèle CHC (Cattell-Horn-Caroll)

Une théorie actuellement influente de l’intelligence fait partie des modèles hiérarchiques et est basée sur l’aboutissement des travaux de plusieurs théoriciens : Raymond Cattell, John Horn et John Carroll.

De toutes les théories de l’intelligence, il a été suggéré que la théorie du CHC est la plus documentée, la mieux étayée empiriquement et la plus complète. C’est une théorie qui décrit l’intelligence et les capacités cognitives humaines.

(Source : Andrew R. A. Conway)

Intelligence fluide et cristallisée (Raymond Cattell)

Raymond Cattell a suggéré en 1941 que l’intelligence est composée de :

• L’intelligence cristallisée :
• Elle représente les connaissances et les compétences acquises. 
• L’intelligence cristallisée comprend également la connaissance de principes, de règles et d’heuristiques. 
• Elle est activée par une grande variété de structures différentes dans le cerveau.

• L’intelligence fluide :
• Elle recouvre :
• La puissance de traitement brute
• La résolution de résoudre de nouveaux problèmes qui dépendent relativement peu des connaissances stockées, 
• L’adaptabilité dans des situations peu familières
• La capacité d’apprendre, c.-à-d. de stocker les connaissances dans la mémoire à long terme
• Elle est activée principalement par le cortex préfrontal, la partie du cerveau située juste derrière le front. 
• Elle dépend :
• De la capacité de la mémoire de travail
• De l’étendue du contrôle de l’attention : capacité à se concentrer sur les aspects les plus importants d’un problème
• Du contrôle inhibiteur (capacité à supprimer des actions tentantes, mais non pertinentes).

Développement du travail de Raymond Cattell (John Horn)

John Horn a développé le travail de Cattell et a ajouté d’autres habiletés. Celles-ci sont basées sur le traitement visuel et auditif, la mémoire, la vitesse de traitement, le temps de réaction, les habiletés quantitatives et les habiletés en lecture et écriture.

Modèle hiérarchique à trois strates (John Carroll)

À partir d’une analyse factorielle approfondie de données provenant de plus de 460 études, John Carroll a mis au point un modèle hiérarchique à trois niveaux (strates) des capacités cognitives. 

Structure du modèle CHC

Le modèle CHC suggère qu’il existe un assez grand nombre de différences dans les capacités cognitives pour un même individu et que les relations entre ces différences peuvent être classées en trois strates selon une structure hiérarchique : 

Strate I

La strate I, qui comprend les capacités « étroites » ou spécifiques. Il y en aurait 76 d’après Ciccarelli (2018). La strate I fait référence aux performances des variables observées lors des tests cognitifs. 

Strate II

La strate II, qui correspond aux « capacités cognitives larges ». La strate II est constituée de facteurs latents généraux (c’est-à-dire les compétences cognitives) dérivés de tests cognitifs (strate I) qui sont fortement corrélés entre eux. 

Elle est composée de 16 capacités générales. Celles-ci comprennent des facteurs généraux d’ordre cérébral comprenant le raisonnement fluide, la mémoire à court terme, le stockage et la récupération à long terme. Il s’agit aussi de la vitesse de traitement, de la réactivité et la vitesse de décision ou encore de la vitesse psychomotrice.

(Source : Ciccarelli, 2018)

Quatre habiletés sont basées sur la description de Cattell de l’intelligence cristallisée : 

a) La connaissance quantitative. C’est la capacité de comprendre les concepts et les relations quantitatives et de manipuler des symboles numériques : Gq 

b) La compréhension et la connaissance. Elle comprend l’ampleur et la profondeur des connaissances acquises d’une personne, la capacité de communiquer ses connaissances et la capacité de raisonner en utilisant des expériences ou des procédures apprises précédemment. Elle reflète le langage, les connaissances et les compétences acquises par l’expérience : Gc

c) La connaissance spécifique à un domaine : Gkn 

d) La capacité de lecture et d’écriture comprend les compétences de base en lecture et écriture. Dans le modèle de Carroll, cette aptitude est associée à l’intelligence cristallisée : Grw

Six capacités sont liées aux systèmes sensoriels et à leurs aires primaires et associatives respectives du cortex : 

a) le traitement visuel : capacité à percevoir, analyser, synthétiser, et de penser avec des supports visuels, y compris la capacité de stocker et de rappeler des représentations visuelles : Gv

b) le traitement auditif : capacité d’analyser, de synthétiser et de discriminer des stimuli auditifs, y compris la capacité de traiter et de discriminer les sons de la parole qui peuvent être présentés dans des conditions déformées : Ga

c) les capacités olfactives : Go

d) les capacités tactiles : Gh

e) les capacités kinesthésiques : Gk

f) les capacités psychomotrices : Gp

Trois habiletés générales sont indépendantes du domaine :

a) Le raisonnement fluide : comprend la vaste capacité de raisonner, les concepts de forme, de s’adapte à de nouveaux contextes et de résoudre des problèmes en utilisant des informations familières ou de nouvelles procédures : Gf

b) La mémoire à court terme, capacité d’appréhender et de retenir des informations dans l’instant pour ensuite les utiliser quelques secondes plus tard : Gsm

c) Le stockage à long terme et la récupération : l’aptitude à récupérer des informations à long terme, la capacité de stocker des informations pour les récupérer régulièrement plus tard : Glr

Trois habiletés concernent la vitesse générale :

a) La vitesse de traitement : capacité à effectuer des tâches cognitives automatiques, en particulier lorsqu’elle est mesurée sous pression pour maintenir l’attention ciblée. Elle fait référence à la capacité d’effectuer des tâches cognitives élémentaires lorsqu’une grande efficacité intellectuelle (c’est-à-dire rapidité et précision) est nécessaire. : Gs

b) La vitesse de réaction et de décision ou vitesse de traitement : cette aptitude reflète l’immédiateté avec laquelle un individu peut réagir à des stimuli ou une tâche (généralement mesurée en secondes ou fractions de seconde ; à ne pas confondre avec Gs, qui est généralement mesurée à des intervalles de 2 — 3 minutes). Cette aptitude n’est pas évaluée par un test d’aptitude majeur. : Gt

c) La vitesse psychomotrice : Gps

Strate III

La strate III consiste en une « capacité générale » (ou facteur g). La strate III est le facteur latent qui englobe toute la variance commune des facteurs latents de la strate II.

Implication de l’intelligence fluide, de l’intelligence cristallisée et du modèle CHC en éducation

Cas de l’intelligence fluide et cristallisée

Les tests de QI mesurent à la fois l’intelligence cristallisée et l’intelligence fluide selon la distinction de Raymond Cattell.

Les matrices progressives de Raven sont considérées comme la meilleure mesure disponible de l’intelligence fluide. Ce test nécessite l’examen d’une matrice de figures géométriques qui diffèrent les unes des autres selon une règle à identifier par la personne testée. Cette règle est ensuite utilisée pour générer une réponse à une question sur la nouvelle figure géométrique qui satisferait la règle.

Deux exemples de matrices de Raven (source) :

L’intelligence cristallisée et l’intelligence fluide sont des aspects très différents de l’intelligence.

L’intelligence fluide décline à partir du début de l’âge adulte. 

L’intelligence cristalline ne cesse de croître jusqu’à un âge avancé. 

Les changements dans l’intelligence fluide et l’intelligence cristallisée au cours de l’adolescence peuvent être importants. Ces changements sont indépendants les uns des autres et sont associés à des changements dans la matière grise dans différentes parties du cerveau.

C’est l’intelligence cristallisée qui est le véritable enjeu de l’enseignement comme vecteur de transmission de connaissances et de compétences. 

L’école augmente notre intelligence cristallisée, ce qui non seulement nous rend plus intelligents dans des matières particulières, mais aussi, avec le temps, augmente nos capacités générales.

Malgré de nombreuses tentatives en ce sens, le consensus est que nous n’avons pas encore trouvé le moyen d’améliorer l’intelligence fluide. En ce qui concerne l’enseignement, l’intelligence fluide est une composante sur laquelle on n’a que peu de prise, si ce n’est aider à optimiser son potentiel. On renverra vers les travaux d’Olivier Houdé sur l’inhibition ou de Jean-Philippe Lachaux sur l’attention.

Il est cependant possible d’aider à développer et à optimiser chez les élèves des habiletés d’autorégulation et d’autres traits non purement liés à la cognition. Celles-ci comportent des aspects conatifs (qui dépendant de la pensée, des sentiments et de la personnalité).

Il s’agit par exemple de facultés comme la patience, l’inhibition, l’attention ou la persévérance. C’est l’idée d’accompagner les élèves dans la reconnaissance, la modification et le maintien de changements de leur performance cognitive.

Cela recouvre des qualités fondamentales liées à l’efficacité de l’apprentissage que sont l’autodiscipline, la capacité de retarder la satisfaction et l’apprentissage autorégulé.

Il est prouvé que la maîtrise de soi, l’autoévaluation, ou en tout cas un ensemble de facteurs de motivation non cognitifs contribue non seulement à la réussite, mais aussi au QI et à l’intelligence.

Le modèle CHC

La complexité du modèle CHC et son aspect quelque peu rigide sont le prix à payer pour le caractère à la fois exhaustif et soutenu par des résultats empiriques. 

Il permet de prendre conscience qu’il n’existe pas de raccourci en ce qui concerne l’intelligence et que des approches simplistes telles que les styles d’apprentissage ou les intelligences multiples sont des non-sens.

Son gros avantage est de donner une vision d’ensemble de l’intelligence. Ce modèle permet de faire le lien entre toute une série de paramètres, de l’attention jusqu’à la mémoire à long terme, des connaissances jusqu’à la vitesse de traitement. 

Le modèle CHC montre la nécessité de disposer dans le cadre de l’enseignement et de l’apprentissage d’outils, de théories et de principes validés par des données probantes. Il s’agit de tirer le mieux parti de la complexité de l’intelligence pour favoriser les progrès des élèves.

Cette théorie a également donné naissance récemment (Kovacs & Conway, 2016) à un autre modèle dont on reparle prochainement : la théorie du chevauchement des processus. Celle-ci s’intéresse de façon plus approfondie aux processus de l’intelligence. On en reparle ici :

Voir article : La théorie du chevauchement des processus : une vision d’ensemble de l’intelligence signifiante pour l’enseignement !  

(mise à jour le 01/03/2022) 

Bibliographie

Linda S. Gottfredson, “Mainstream Science on Intelligence: An Editorial with 52 Signatories, History, and Bibliography,” Intelligence 24, no. 1 (1997): 13.

Daniel T. Willingham, Reframing the mind, 2004, Education Next http://media.hoover.org/sites/default/files/documents/ednext20043_18.pdf

Ciccarelli & White. Psychology 5th edition. Pearson. 2018

Richard E. Nisbett, Schooling Makes You Smarter: What Teachers Need to Know about IQ, American Educator, v37 n1 p10-19, 38–39 Spr 2013

Emmanuel Sander et coll., Les neurosciences en éducation, Retz, 2018

Cattell—Horn—Carroll theory, https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Cattell%E2%80%93Horn%E2%80%93Carroll_theory&oldid=857319294 (last visited Dec. 28, 2018).

Kovacs, Kristof & Conway, Andrew. (2016). Process Overlap Theory: A Unified Account of the General Factor of Intelligence. Psychological Inquiry. 27. 151–177. 

Sala, Giovanni and Gobet, Fernand (2019) Cognitive training does not enhance

general cognition. Trends in Cognitive Sciences, 23 (1). 9 - 20. ISSN 1364-6613