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Après avoir exposé, dans un bref avant-propos, le sens général de cet ouvrage, son plan ainsi que le rapport de son auteur avec la biologie, Piaget présente, dans le premier chapitre de son livre, les problèmes centraux qui y seront traités, dont celui des rapports entre les processus de régulation biologiques (tout particulièrement ceux qui concernent le système génétique et ses transformations) et les processus de régulation cognitive. La thèse majeure défendue ici est celle d’une continuité entre les processus biologiques et les processus cognitifs (cette continuité s’accompagnant d’importantes différences entre ces deux niveaux de régulation qui seront examinées dans le chapitre de conclusion). A noter que, dans les années 1950 et 1960, Piaget est probablement en avance sur l’évolution du courant dominant la biologie néo-darwinienne en ce qu’il soutient, avec Waddington, que le développement embryogénique est loin d’être complètement préprogrammé dans le génome, et qu’il y a donc une construction épigénétique qui joue un rôle non négligeable dans l’évolution des espèces.
Autre thème important annoncé dans ce chapitre d’introduction: l’existence d’une communauté de problèmes entre l’évolution biologique et l’évolution cognitive, dont, par exemple, le problème de savoir si les formes biologiques ou les formes cognitives sont préformées, ou celui du caractère séquentiel ou non de la suite de stades franchis en embryogenèse biologique ou en psychogenèse cognitive, ou encore celui de l’accélération possible de passage d’un stade à l’autre, etc., ou enfin celui des relations entre les processus homothétiques qui régulent le développement et les processus homéostatiques qui régulent l’équilibre final.
Enfin, Piaget développe dans ce chapitre son hypothèse selon laquelle les régulations cognitives aboutissant aux opérations logico-mathématiques sont le prolongement des autorégulations morphogénétiques (sans organe spécialisé de régulation) se prolongeant en régulations simultanément structurales et fonctionnelles et qui aboutissent enfin à des régulations purement fonctionnelles (non génératrices de modifications anatomiques).
Ce chapitre de conclusion d’une quinzaine de pages est l’un des plus impressionnants efforts de présentation synthétique des traits généraux caractéristiques des conduites et de la pensée de l’adolescent de nos sociétés (insertion de l’individu dans la société des adultes, transformations de l’affectivité avec, par exemple, apparition de sentiments sociaux relatifs non plus seulement à des personnes, mais à des idéaux, à des groupes sociaux, à la patrie, etc., construction de théories politiques ou sociales, adhésion aux idées ou au programme d’un groupe social, spéculation philosophique, construction de visions du monde, volonté de changer ce dernier, construction d’un idéal ou d’un programme de vie, formation d’une personnalité et d’un rôle social en lien avec la construction d’une échelle de valeurs, mais aussi nouvelle forme d’égocentrisme que dépassera la décentration propre au devenir adulte et à la reconnaissances de la multiplicité des perspectives, etc.). Ce chapitre montre en outre comment ces traits caractéristiques de l'adolescence sont conditionnés plus ou moins directement par le primat du possible sur le réel propre à la pensée formelle, et par l’acquisition des structures opératoires qui la sous-tendent et qui ont été mises en évidence dans les chapitres antérieurs, à travers l’examen de la «pensée expérimentale d’adolescents aux prises avec des dispositifs les poussant simultanément à l’action et à la réflexion». On y trouvera également des considérations importantes sur les déterminants 1. biologiques (puberté, maturation du système nerveux et transformation des structures cérébrales qui ouvrent un nouvel espace de possibilités mentales), 2. sociologiques, culturels et éducatifs, ainsi que 3. psychologiques (« ensemble des expériences et des exercices faits par l’individu pour s’adapter simultanément au monde physique et social ») qui conditionnent l’acquisition de ces structures.
Composée de trois chapitres, la troisième partie de l'ouvrage sur "La genèse de l'idée de hasard chez l'enfant" porte sur la genèse des opérations combinatoires sous-jacentes au calcul des probabilités et donc à la maîtrise du hasard. Le chapitre 7 porte sur les opérations dites de combinaison, qui, aux côtés des opérations de permutation et des opérations d'arrangement composent l'ensemble des opérations combinatoires. Il faut attendre le stade de la pensée formelle, en tant que caractérisé par la capacité d'opérer sur des opérations, pour que soit maîtrisés ces trois systèmes combinatoires. Au niveau des opérations concrètes, c'est-à-dire entre 7 et 10 ans environ, c'est seulement par tâtonnement que le sujet parvient à trouver les combinaisons possibles d'un certain nombre d'éléments, sans d'ailleurs être assuré de toutes les lister.
Les auteurs présentent dans leur introduction la thèse qui s’est progressivement imposée à la lumière de cette étude sur la genèse de la notion de hasard chez l’enfant. Loin d’être innée ou a priori, cette notion implique l’acquisition préalable des opérations réversibles de la pensée logico-mathématique, et ceci s’explique par le fait que le hasard est le résultat de l’interférence de séries causales indépendantes dont chacune est au contraire supposée se dérouler selon des lois ou des mécanismes causaux parfaitement déterminés (serait-ce sur le plan statistique, et faisant donc eux aussi, à leur échelle, place au hasard). Il faut donc que le sujet ait déjà acquis une notion opératoire de causalité mécanique (liée au développement des opérations concrètes) pour que puisse naître chez lui la notion même de hasard.
L’examen des réponses des enfants révèle en outre comment la notion et le calcul de probabilité, qui sont la condition de la maîtrise opératoire du hasard intervenant inévitablement dans l’enchaînement irréversible des phénomènes naturels, sont quant à eux directement dépendant du développement de la pensée combinatoire (composée des opérations de combinaison, de permutation et d’arrangement), cette pensée n’apparaissant qu’au stade formel, avec la capacité d’opérer sur des opérations (de sérier des sériations, etc.).
Les derniers paragraphes de l'introduction contiennent une brève description du plan de cet ouvrage peu connu, mais qui montre avec quel brio Piaget et Inhelder parviennent à croiser questions épistémologiques et enquêtes psychogénétiques, en apportant dans le même élan des réponses à ces questions et une meilleure connaissance de la pensée et de l’intelligence de l’enfant et de l’adolescent.
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