Dans la lignée de récents travaux sur le rôle des processus flexibles en résolution de problèmes (e.g., Clément, 2009, 2021 ; Gamo, Sander, & Richard., 2010; Gros & Gvozdic, 2021; Scheibling-Sève, Pasquinelli, & Sander, 2017), l’objectif principal de notre étude est d’évaluer l’efficacité d’un dispositif pédagogique qui favoriserait la capacité des élèves à envisager des problèmes sous différents points de vue afin d’être capable de les recatégoriser et de les résoudre. Le dispositif consiste à entraîner les élèves à catégoriser de façon flexible, en les comparant, des problèmes analogues partageant, ou non, des similitudes de surface, cela afin de leur permettre d’identifier les structures profondes des énoncés en ignorant les effets de contenus (e.g., Gros, Thibaut & Sander, 2021). À cette fin, le dispositif comprend 96 problèmes présentant 24 habillages sémantiques différents distribués selon les quatre structures de problèmes quaternaires définies par Vergnaud (1983) : la multiplication, la division-partition, la division-quotition et la proportionnalité. L’expérience a été menée auprès de 147 élèves de CM2 d’un même réseau d’éducation prioritaire renforcé de la région parisienne, dont 77 ont bénéficié du dispositif (groupe expérimental), et 70 d’un enseignement classique sur la proportionnalité (groupe contrôle). Les performances en catégorisation et résolution de problèmes des élèves ont été recueillies en pré et post-test. Les résultats montrent que notre dispositif a permis au groupe expérimental une progression en catégorisation et résolution de problèmes significativement plus élevée que celle du groupe contrôle. Ces données suggèrent qu’entraîner les élèves à recatégoriser des problèmes en traitant leur structure profonde a un effet bénéfique sur la compréhension et la résolution de ces derniers. Les implications éducatives de nos résultats sont discutées.