Les tâches de mémoire de travail et de raisonnement peuvent renforcer les compétences en mathématiques chez les enfants

Les enfants qui utilisent la capacité spatiale – la capacité de comprendre et de donner un sens aux relations dimensionnelles entre les objets – ont souvent été présentés comme étant plus enclins aux mathématiques. Une nouvelle étude de l’Institut Karolinska en Suède indique que ce n’est peut-être pas le cas.

Publiée dans Nature Human Behaviour, l’étude a montré que les activités de mémoire de travail visuelle et de raisonnement aident les jeunes à améliorer leurs résultats en mathématiques plus que les tâches de rotation spatiale.

Les résultats pourraient avoir un impact sur la façon dont certains programmes et employeurs STEM utilisent la capacité spatiale pour sélectionner les candidats.

Détails de l’étude

Les chercheurs ont analysé les données de 17 648 enfants suédois âgés de six à huit ans. Pendant sept semaines, les participants ont effectué des exercices d’entraînement cognitif et mathématique, chacun avec un objectif spécifique.

« Les tâches de mémoire de travail visuelle étaient principalement des grilles et des cercles (de mémoire de travail). Avec ces tâches, l’enfant doit se souvenir d’un schéma affiché, puis le répéter dans l’ordre », explique Nicholas Judd, doctorant au département de neurosciences de l’Institut Karolinska et auteur de l’étude. « La mémoire de travail est le type de mémoire que nous utilisons tout le temps lorsque nous devons nous souvenir d’informations et les utiliser immédiatement pour quelque chose. »

Leurs tâches de raisonnement consistaient à fournir la composante manquante dans un ensemble de modèles spatiaux. En ce qui concerne les exercices de rotation spatiale, les enfants ont travaillé sur la rotation mentale d’une figure en deux dimensions, puis à trouver comment intégrer cette figure dans un contour.

Judd note que tous les tests auxquels les participants ont été soumis portaient sur l’addition et la soustraction ; les résultats peuvent différer avec des mathématiques plus complexes.

Alors que les compétences en mathématiques des enfants se sont améliorées avec toutes les activités, la mémoire de travail visuelle et l’entraînement au raisonnement ont provoqué la plus forte augmentation. La taille de l’échantillon de l’étude suédoise ajoute à la force de ses résultats, mais elle n’est pas sans limites supplémentaires.

« Nous n’avons pas de résultats à long terme ; c’est vraiment ce qui se passe en sept semaines », dit Judd. « Dans un monde idéal, nous aurions des résultats scolaires à long terme. Il existe des études montrant cela dans des échantillons plus petits, mais il y a également eu des études qui n’ont pas réussi à montrer les résultats scolaires. »

Cette étude à plus grande échelle s’inscrit dans la lignée de certaines recherches antérieures. Mais il existe d’autres études qui mettent en évidence l’importance de la capacité spatiale.

Impact des résultats

Des employeurs dans les domaines des STIM aux collèges et programmes à la recherche d’étudiants en STIM, on croit depuis longtemps que les compétences spatiales sont un précurseur pour entrer dans ces domaines. La capacité spatiale semblait être synonyme de réussite en science, technologie, ingénierie et mathématiques.

Cependant, les résultats de l’étude permettent d’avoir un regard plus large non seulement sur les capacités, mais aussi sur la façon dont les enfants traitent les informations qui mènent à ces capacités.

« Ces résultats sont importants pour deux raisons : premièrement, cela montre sans l’ombre d’un doute que l’entraînement cognitif se transfère aux mathématiques, bien que dans une mesure beaucoup plus faible que ce qui avait été rapporté précédemment. Deuxièmement, notre conception est unique en ce qu’elle peut comparer et contraster l’efficacité de différents types d’entraînement cognitif », explique Judd.

La spécialiste de l’apprentissage Rebecca Mannis, PhD, note l’importance globale des résultats.

« Plus nous pouvons aider les enfants à comprendre comment aborder une tâche ou une information et comment la décomposer, auto-surveiller, puis retravailler l’information, plus nos enfants peuvent développer des systèmes qui transfèrent à long terme différents apprentissages ou travaux contextes », dit-elle.

Renforcement des compétences en mathématiques

Bien que les compétences testées dans cette étude ne soient peut-être pas une force pour tous les enfants, il existe des moyens d’aider un élève à grandir cognitivement dans le domaine mathématique.

« Utiliser des activités à orientation spatiale pour aider les enfants à comprendre leur apprentissage et à améliorer la résolution de problèmes – en tant qu’activités distinctes et liées à l’apprentissage scolaire réel – et aide les enfants à développer des façons d’aborder le matériel avec succès et confiance « , conseille le Dr Mannis.

La compétence réelle profite à l’enfant, tout comme l’effort de passer par le processus pour trouver la solution.

« À un jeune âge, entre 4 et 8 ans, je recommanderais de les défier dans leur vie quotidienne. Demandez-leur de réfléchir et de raisonner sur différentes possibilités et scénarios. Essayez de susciter la curiosité intellectuelle ! Bien sûr, de manière ludique, cela pourrait également renforcer leur ouverture à de nouvelles expériences, dont il a été démontré qu’elles sont corrélées à la réussite scolaire », conclut Judd.