À l'été 2014, j'ai eu l'immense chance d'assister au cours Introduction à la neuroéducation donné par Steve Masson. Un cours des plus intéressant!!! Dans ce dernier, le professeur a su expliquer aux étudiants du cours les liens directs entre le fonctionnement du cerveau et la didactique des mathématiques. Je vous fais donc part des notes que j'ai prises pour répondre à cette question:
"Comment les élèves développent-ils la capacité à calculer?"
C'est la région cérébrale du sillon (creux) intrapariétal (sur le dessus de la tête) qui est associée aux nombres. Les nombres non symboliques et les nombres symboliques sont liés à cette région. Même à 3 mois, le cerveau d'un bébé réagit aux changements de nombre. Le sens des nombres n'aurait pas besoin de l'éducation pour se développer. L'apprentissage des mathématiques s'appuie sur ce système préexistant. La compréhension des nombres symboliques prend appui sur les nombres non symboliques. Le cortex préfrontal permet de lier le système symbolique et le système non symbolique au début de l'apprentissage.
Voici les étapes de l'acquisition du sens des nombres:
- Le sens des nombres est présent dès la naissance
- Vers l'âge de 3-4 ans, les deux systèmes (approximatif et symbolique qui permet le calcul exact) se rencontrent
- À ce même âge, l'enfant développe le sens du nombre supérieur à 3 (le préfrontal vient jouer un rôle de liaison entre le sens du nombre avec le système symbolique)
- Apprendre à calculer nécessite d'abord de mettre en relation deux systèmes: le système de représentation de la magnitude (sens des nombres) et le système symbolique (verbal)
La charte des recommandations pédagogiques soutenues par la recherche (version 0.2) recommande de développer le sens des nombres des élèves à l'aide d'exercices de comparaison des nombres et d'approximation (ex.: Quel ensemble contient le plus d'éléments?). Elle recommande également de proposer aux élèves des activités impliquant des allers-retours entre la représentation symbolique (ex: 8 et huit) et la représentation non symbolique (ex.: nuage de points, ensemble d'objets, etc.).
Les régions du sillon intrapariétal et celle du gyrus angulaire gauche sont associées aux calculs. Le sillon intrapariétal est lié au sens des nombres tandis que le gyrus angulaire gauche vient récupérer les faits arithmétiques. L'attention portée à la tâche ainsi que la mémoire spatiale est gérée par la région pariétale supérieure.
Voici une conséquence à prendre en considération en éducation:
- Les réseaux mathématiques ne sont pas les mêmes que ceux du langage; donc, il faut enseigner et évaluer les mathématiques sans systématiquement avoir recours au langage (surtout pour les élèves dyslexiques).
Le gyrus angulaire gauche est la région associée à l'apprentissage du calcul. Tout le monde a la capacité d'être bon en mathématique. Plus le gyrus angulaire s'active, meilleure la personne est en mathématique.
Toujours selon la même charte de recommandation, il faudrait faire apprendre aux élèves les tables d'arithmétique. En effet, l'enseignement drill (répétition) favorise le développement du gyrus angulaire gauche. Il faut tout de même faire attention! On dit qu'il est préférable d'enseigner la drill, sans pour autant laisser tomber l'enseignement stratégique!
En tant que future enseignante, je trouve qu'il est important que je sois bien informée sur la façon dont les élèves apprennent pour que je leur enseigner du mieux que je peux.
Vous pouvez consulter un travail fait avec des collègues sur la dyscalculie lorsque j'ai suivi le cours ASS1810 au printemps 2014.
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