Vers l'amélioration d'un outil existant 1. Choix de l'outil d'évaluation

Les outils dʹévaluation existent mais ceux‐ci ne sont pas satisfaisants  dans la mesure où les stimuli qui les composent utilisent une perspective  filaire qui nʹest pas, comme nous venons de le voir, sans poser de problèmes  de compréhension et dʹinterprétation. Nous pouvons constater lʹutilisation de  cette perspective filaire sur les items dʹexemple des cinq tests que nous avons  présentés ci‐dessus : le Minnesota Paper Form Board (MPFB) de   Likert et  Quasha (1941), Mental Rotations Test (MRT) de Vandenberg et Kuse (1978), le  subtest spatial de la batterie des Tests Différentiels d’Aptitudes (DAT) de Bennet,  Seashore, et Wesman, (1974), Le Test de Comparaison de Cubes de French,  Ekstrom, et Price (1963) et le Spatial Apperception Test (SPA) de lʹU.S. Navy,  rapporté par Egan (1981). 

Lʹoutil pour lequel nous avons opté a, pour sa part,   été utilisé dans la  recherche de Medina, Gerson et Sorby (1998) que nous avons présentés plus  avant dans nos travaux. Il sʹagissait pour les auteurs dʹévaluer la capacité de  représentation visuo‐spatiale des élèves ingénieurs. Il correspond au subtest  spatial de la Batterie Générale de Tests dʹAptitude (GATB, General Aptitude Test  Battery) (U.S.E.S., 1985). Notons ici que ce subtest a déjà fait lʹobjet de travaux  dʹadaptation pour son utilisation dans la Batterie Générale dʹAptitude (BGA)  (Boss, Cardinet, Maire, Muller, 1963) puis, plus récemment, pour la Batterie  Multifactorielle  dʹAptitudes  (NV7)  (Bernaud,  Priou,  Simmonet,  1992).  Ces  travaux  ont  essentiellement  consisté  en  une  vérification  des  propriétés  psychométriques des items et de leurs liens statistiques avec les autres items  de la batterie concernée. 

La tâche consiste à imaginer le volume qui sera construit si on applique  des opérations de pliage et/ou dʹenroulement à une forme en deux dimensions  présentée comme stimulus (figure 25). Cette forme correspond au développé,  présenté à plat, dʹun objet tridimensionnel. Le prototype de ce volume est le  cube dont le développé est illustré par la figure 25. 

Figure 25 : Forme développée du cube présentée à plat 

Le sujet doit alors appliquer les opérations cognitives de pliage suivant  les arêtes communes à deux faces tel quʹillustré par la figure 26 ci‐dessous. 

Figure 26 : Opération de pliage suivant les arêtes communes à deux faces 

Le résultat de cette opération cognitive doit permettre au sujet de prédire  le volume qui sera obtenu si lʹon applique réellement lʹopération de pliage à  une plaque de métal à plat. Dans lʹexemple prototypique du cube que nous  avons choisi ici, le résultat sera le volume représenté sur la figure 27 ci‐

dessous. 

Figure 27 : Volume obtenu si lʹon applique lʹopération  de pliage à la forme développée 

Pour  fabriquer  un  item  du  test,  le  volume  obtenu  est  présenté,  accompagné de trois autres volumes distracteurs tel que la figure 28 ci‐

dessous. 

Figure 28 : un item du test 

Le sujet indique alors la réponse qui lui semble correcte, de son point de  vue, en choisissant parmi les quatre volumes celui qui correspondrait à la  plaque de métal à plat si on lui appliquait les transformations.  

5.2.2. Amélioration de la qualité écologique

Comme nous lʹavons déjà indiqué pour les autres tests, ce subtest spatial  utilise également une représentation filaire pour simuler les trois dimensions. 

Représentés  de  la  sorte,  les  volumes  présentés  au  sujet  utilisent  des  conventions de  dessins  qui  nécessitent  un  premier  niveau dʹanalyse. Ce  niveau dʹanalyse revient à interpréter des traits noirs comme la représentation  des arêtes vives du volume ; les limites de son contour extérieur. Puis de la  face grisée indiquant lʹorientation du volume. Cette face grisée représente, en  effet, la face opposée à la source lumineuse. 

Un cube réel, une boîte dʹemballage par exemple ou, plus familier des  psychologues, un cube de kohs, nʹa pas besoin de marquer ses arêtes pour  indiquer les limites de son contour extérieur.  

Comme on peut le constater sur la figure 29, les arêtes nʹont dʹexistence  que parce quʹelles sont les limites extérieures des faces. Les arêtes nʹexistent  pas en tant que telles, elles nʹapparaissent quʹà la lumière du contraste entre  les surfaces de chaque face. Dʹautre part, pour cette photographie du cube de  Kohs, plusieurs sources lumineuses ont été utilisées. Ainsi les deux faces  verticales visibles ne restituent pas complètement leurs couleurs vives; jaune  pour la première et rouge/blanc pour la seconde. 

Figure 29 : Photographie dʹun cube de Kohs 

On le voit, la représentation en perspective  ʺfilaireʺ utilisée pour les  items du subtest spatial de la GATB utilise des conventions de dessin qui  sʹappuient sur une sorte de traduction de lʹobjet réel. Tout dʹabord par le  marquage des arêtes et ensuite par lʹassombrissement dʹune seule et unique  face.  

Lorsque  les  sujets  seront  en  situation  de  conception,  leurs  représentations visuo‐spatiales feront référence à des objets réels. Ou, pour le  moins, à des objets qui ont pour vocation à le devenir. Cʹest principalement  pour  cette raison que nous avons  souhaité mesurer leur  aptitude visuo‐

spatiale  à  lʹaide  dʹitems  dont  la  représentation  est  proche  dʹobjet  réel. 

Toutefois, recourir à des photographies dʹobjets existants ne nous semble pas  judicieux car il serait beaucoup trop fastidieux de réunir tous les objets et de  procéder à une séance photographique. En effet, tous les objets doivent être  homogènes quand à leur échelle, leur couleur, leur matière, leur texture etc . . .  ce qui ne laisse guère dʹautre solution que les usiner réellement. 

Nous avons donc procédé différemment et nous avons  ʺconstruitʺ les  volumes  avec  un  logiciel  de  DAO  (Dessin  Assisté  par  Ordinateur).  Ces  volumes ont ensuite été dotés de propriétés définissant leur matière. Et enfin,  ils seront placés dans une ʺscèneʺ, cʹest à dire un environnement doté lui aussi  de propriétés liées à la luminosité ambiante et lʹéclairage artificiel additionnel. 

Le logiciel dʹimages de synthèse, par une méthode de raytracing, produit alors  un rendu de la scène, cʹest à dire une image de synthèse de lʹobjet modélisé. 

Cette méthode de production de lʹimage nous permet de maîtriser toutes  les étapes de construction de lʹitem pour assurer la plus grande homogénéité  des stimuli. En effet, tous les objets sont dotés de la même matière, ils sont  placés dans une scène identique, éclairés de manière similaire et  ʺregardésʺ  avec le même angle de vue. 

5.2.3. Les nouveaux items

Les stimuli ainsi construits sont alors très proches dʹune photographie  des volumes dont les arêtes  respectent lʹexistence de celles des objets réels et  dont les faces respectent lʹombrage des objets réels. De plus, afin de ne pas  générer dʹombres qui pourraient parasiter la représentation du volume lui‐

même, nous avons choisi de reprendre le principe des objets flottants, et non  posés  sur  une  autre  structure,  utilisée  par  les  items  dʹorigine.  Le  cube  prototypique utilisé jusquʹici devient, par cette méthode, le cube présenté par  la figure 30 ci‐dessous. 

Figure 30 : Un cube en image de synthèse 

En procédant de même pour les autres volumes, nous nous assurons de  construire des items homogènes dans leur représentation des volumes, à la  fois intra‐items  mais également inter‐items (figure 31). 

Figure 31 : Un item du test 

Ainsi  conçu,  le  test  se  compose  de  42  items  dont  deux  serviront  dʹexemple pour accompagner le sujet dans son apprentissage de la tâche à  réaliser.  

Notons ici que le test dʹorigine propose une passation limitée à un temps  de 10 minutes. Cette contrainte de temps nous semble importante car elle va  empêcher  le  recours  à  dʹautres  stratégies  de  raisonnement  que  la  représentation visuo‐spatiale. En effet, nous pensons que pour résoudre ce  type de tâche, la stratégie la plus efficiente passe par lʹutilisation de lʹimagerie  mentale. Dʹautres méthodes de résolution peuvent sʹavérer efficaces mais leur  mise en œuvre, plus laborieuse, nécessite de facto un temps plus important. 

Ainsi en obligeant le sujet à répondre dans un laps de temps contraint, lʹoutil  dʹévaluation tente dʹinhiber le recours à des stratégies plus consommatrices de  temps. En effet, pour le sujet peu imageant qui ferait ce choix, le temps  imparti ne lui permettant pas de résoudre tous les items, celui‐ci obtiendrait  un faible score, reflet de sa faible aptitude à lʹimagerie. 

Au  nombre  de  ces  stratégies  plus  consommatrices  de  temps  nous  pouvons indiquer celle qui consiste à compter le nombre de faces du modèle  afin dʹéliminer, dans les volumes proposés, ceux qui ne respectent pas ce  nombre. On le voit, cette stratégie permet ʺdʹapprocherʺ la bonne réponse, par  défaut, sans être complètement efficiente. En effet, si elle peut permettre, en  fonction des items, dʹéliminer 1, 2 ou 3 volumes sur les 4 proposés, dans 

lʹexemple ci‐dessus, elle oblige le sujet à consacrer du temps pour un résultat  inutile puisque aucun volume ne peut être écarté. 

Ce nouvel instrument de mesure doit maintenant répondre aux critères de  qualité dʹun test avant de pouvoir nous y référer dans le cadre de notre dispositif. 

Pour cela il nous faut estimer la validité, la fidélité et la sensibilité dans une phase de  validation de lʹoutil dʹévaluation.