La bosse des maths

Jean-François BOUHOURS, Directeur de recherche honoraire à l’Université de Nantes

Au XIXe siècle, Franz Gall, un médecin autrichien installé à Paris, prétendait pouvoir connaître les capacités intellectuelles et morales d’un individu à partir d’un examen du crâne. Selon sa théorie, les diverses fonctions de perception, de pensée ou d’émotion trouvaient chacune leur origine dans des zones spécifiques du cerveau. Un individu fort en maths, par exemple, devait avoir la zone correspondante développée (grosse) au point de déformer la boîte crânienne et de laisser apparaître « la bosse des maths ».

Une telle caractérisation des différentes zones cérébrales relève en réalité de la pure fantaisie dans la mesure où le cerveau ne « gonfle » pas chez les individus qui présentent de grandes facultés intellectuelles. Cependant, l’idée selon laquelle certaines aires cérébrales sont spécialisées dans la réalisation de fonctions particulières a été étayée peu après la Première Guerre mondiale : chez des soldats blessés à la tête par balle ou par éclat d’obus, les médecins ont observé qu’à chaque zone détruite du cerveau correspondait la perte d’une certaine fonction cognitive ou motrice.

Les neurologues disposent aujourd’hui de méthodes d’exploration (notamment l’IRM1 fonctionnelle) qui permettent d’observer les zones actives d’un cerveau en fonctionnement2. Ils ont découvert que le traitement des nombres sollicite tout particulièrement une zone du cortex : la portion horizontale du sillon intrapariétal des lobes pariétaux droit et gauche. Cette région est nécessaire mais non suffisante pour le calcul numérique : d’autres aires cérébrales sont alors mobilisées. De plus les mathématiques ne se réduisent pas à l’arithmétique. L’exercice de la géométrie, par exemple, met en œuvre des aires impliquées dans la perception visuelle ou l’orientation dans l’espace.

Tous les humains semblent avoir, dès l’âge de quatre mois, des capacités à compter à peu près égales et proches de celles des singes, des corbeaux ou des lions3. Ce sont l’environnement culturel, l’éducation et le développement personnel qui leur permettent de « faire des mathématiques » et qui conditionnent principalement les différences de performance entre les individus. En ce sens, la « bosse des maths » est loin d’être déterminée uniquement par un capital génétique.

1. imagerie par résonance magnétique nucléaire

2. cf. Le nouvel inconscient, de Lionel Naccache (Odile Jacob, 2006)

3. cf. La bosse des Maths, de Stanislas Dehaene (Odile Jacob, 1997)

DOSSIER
L'intelligence des Maths

Psychologie

"Pas doué pour les maths!"

Une recherche innovante en psychologie est menée dans le but de mieux prévenir les difficultés scolaires en mathématiques.
par Philippe GUIMARD, Professeur, Nadège VERRIER, Maître de conférences, et Malek BOBÉE-SOLTANI, doctorante, chercheurs au LabÉCD, Laboratoire de psychologie « Éducation, cognition, développement » de l’Université de Nantes

Selon plusieurs enquêtes nationales ou internationales récentes, le niveau des élèves français en mathématiques tend à baisser et le nombre d’élèves en difficulté dans cette discipline tend à augmenter. Ce constat est inquiétant parce que la préparation des jeunes générations à la vie professionnelle requiert l’acquisition de compétences solides en mathématiques.

Des difficultés peu étudiées
Les chercheurs en psychologie travaillent depuis longtemps à la connaissance des mécanismes impliqués dans les apprentissages scolaires afin de concevoir des programmes d’aide aux enfants en difficulté. Toutefois, ces recherches ont globalement privilégié la lecture et l’écriture au détriment des mathématiques, peut-être en partie parce que les performances d’apprentissage des maths, contrairement à celles de la langue, paraissaient découler avant tout d’aptitudes innées1 dont le manque semblait difficile à pallier.

Des travaux récents ont cependant mis en évidence l’importance considérable de l’acquisition précoce des nombres et du comptage dans la capacité ultérieure des enfants à effectuer des calculs et à résoudre des problèmes arithmétiques. Ils ont aussi souligné que certaines dimensions conatives (relatives à la volonté, à l’effort), comme l’intérêt des élèves pour les maths et leur sentiment de réussir ou d’échouer dans ce domaine, déterminaient au moins en partie leurs performances.

Si prévenir les difficultés d’apprentissage en mathématiques dès les premières années de la scolarité est ainsi devenu une nécessité reconnue, les outils permettant d’évaluer à ce stade les compétences et les dimensions conatives font pourtant encore défaut. C’est pourquoi notre équipe réalise actuellement une recherche2 visant à valider de tels instruments auprès de 121 élèves suivis entre 5 et 8 ans.

Un concept de soi en mathématiques
Un questionnaire a ainsi été élaboré pour mesurer le « concept de soi en mathématiques » chez les enfants, de la grande section de maternelle au CE1. Plus précisément et afin de rendre compte de l’existence de plusieurs facettes d’un tel concept (une pluralité encore souvent sousestimée chez les jeunes enfants), trois de ces facettes ont été étudiées : l’attitude envers les maths, le sentiment de compétence et le sentiment de difficulté en maths (cf. figure 1 ci-dessous). De plus, une batterie d’évaluations des compétences de base en mathématiques a été créée à partir des théories cognitivistes (portant sur l’acquisition des connaissances) récentes qui accordent une importance capitale à l’acquisition de la notion de nombre. Ces compétences sont en particulier la connaissance des nombres et de leur ordre, le dénombrement, la comparaison de nombres, le transcodage et la résolution de problèmes (cf. figure 2 ci-dessous).

Ces deux outils ont permis de montrer que, dès l’âge de 5 ans et demi, les enfants qui se perçoivent en difficulté présentent des performances faibles en mathématiques. Ce résultat n’est pas trivial : il confirme l’hypothèse d’un lien étroit entre performances et sentiment de difficulté (la relation aux deux autres facettes du concept de soi paraît moins robuste) alors qu’on tendait auparavant à penser qu’un enfant n’était pas capable de développer très tôt un concept de soi négatif et conforme à ses performances réelles ; il est important parce que l’influence néfaste d’un concept de soi négatif sur la réussite scolaire ultérieure est aujourd’hui reconnue.

Disposer de tels outils d’évaluation paraît ainsi déterminant dans l’objectif de prévenir l’échec scolaire en rapport avec les mathématiques. Il est aujourd’hui établi que les actions préventives sont d’autant plus efficaces qu’elles ciblent la facette pour laquelle l’enfant présente un concept de soi négatif et de moindres savoir-faire. L’étape suivante sera donc de chercher à proposer aux professionnels de l’éducation des interventions propices à une dynamique positive et validées expérimentalement. Il pourrait être entrepris, par exemple, de préciser à l’enfant les causes d’échec contre lesquelles il est capable d’agir et, dans le même temps, de renforcer son concept de soi en lui soulignant ses compétences et en les mobilisant par une activité pédagogique ciblée.

1. Lire aussi "La bosse des maths", de J.-F. Bouhours ci-contre

2. dans le cadre du projet Ouforep financé par la Région Pays de la Loire.

En complément...

• Ministère de l’Éducation Nationale (2008). Lire, écrire, compter : les performances des élèves de CM2 à vingt ans d’intervalle (1987-2007). Note d’information 08.38

• Ministère de l’Éducation Nationale (2008). L’évolution des acquis des élèves de 15 ans en culture mathématique et en compréhension de l’écrit. Premiers résultats de l’évaluation internationale PISA 2006. Note d’information 08.08.

• Florin, A., & Vrignaud, P. (2007). Réussir à l'école - Les effets des dimensions conatives en éducation. Rennes : Presses Universitaires de Rennes.

•Martinot, D. (2008). Le soi, les autres, et la société. Grenoble: Presses Universitaires de Grenoble.

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