Saviez-vous que nos bébés sont capables de cartographier le temps et l’espace et ceci dès la naissance ?
Et qu’ils ont des capacités mathématiques insoupçonnées? En comprenant comment fonctionne le cerveau de nos enfants, nous avons pu inventer des jeux ou configurer des jeux existants pour qu’ils respectent “le sens des nombres” de nos loulous :
- Xylophone à touches numérotées
- Piano avec touches collées de stickers
- Kaplas peints et coloriés
- Poids cylindriques pour la pesée, de 1g à 500g: la taille des petites masses cylindriques est proportionnelle à leur poids
Vous pourrez trouvez vous aussi pleins d’idées ingénieuses !
Alors, que dit la science ?
Les chercheurs ont montré que de tous jeunes enfants agés de 7 à 9 mois sont capables de connecter des nombres et les grandeurs leur correspondant.
Voici comment ils s’y sont pris avec ces tout petits. Ils ont fait l’expérience suivante, très simple et pourtant révélatrice. L’expérience consiste à présenter à l’enfant des nuages de points en nombre croissant (un nuage de 4 points, puis de 8 points, puis de 16 points, puis 32 points et enfin 64 petits points noirs). Une fois habitué à tous ces petits points, des petits points, encore des petits points, de plus en plus nombreux, on lui montre des dessins de taille croissante (une petite barre, puis une barre un peu plus grande, puis encore plus grande, etc…)
L’enfant passe peu de temps à regarder ces barres de taille croissante, il observe l’une puis l’autre, sans s’attarder sur aucune. Maintenant, recommençons l’expérience, mais cette fois-ci les chercheurs vont montrer à l’enfant des barres de taille décroissante, d’abord une grande barre puis des barres de plus en plus petites. L’enfant s’arrête et pause sur ces barres, passant de l’une à l’autre beaucoup plus lentement. La logique des nuages de points n’est pas respectée. L’expérience montre que l’habitude prise à regarder des nombres croissants est transposée dans le domaine spatial. Pour la décroissance, une période d’adaptation est nécessaire.
Mais il n’y a pas que l’espace. L’aire auditive de bébé est également reliée à l’aire du sens des nombres. Dès 8 mois, les bébés sont capables de rapprocher un son de durée très courte avec le dessin d’une petite chenille, et un son d’une durée plus longue avec le dessin d’une chenille plus longue. Lorsque l’on croise les signaux (son de durée la plus courte, chenille la plus longue, et son de durée la plus longue, chenille la plus courte), les bébés détectent l’anomalie et ne sont pas capables d’en tirer une règle. L’association durée du son et taille de la chenille ne fonctionne chez les bébés de 8 mois que si durée et taille sont en relation.
Si cela fonctionne ainsi dans la petite tête de nos bébés, on peut voir que cela fonctionne encore ainsi pour des enfants plus âgés. Le psychologue cognitif et neuroscientifique Stanislas Dehaene (et ses collègues) explique :
Nous avons donné à des enfants de 5 et 6 ans, en maternelle, des problèmes verbaux tels que « Sarah possède 21 bonbons, et on lui en donne 30 de plus. Jean, lui, en a 34. Qui en a le plus ? » Les enfants n’avaient reçu aucun enseignement explicite des nombres de cette taille, ni des opérations d’addition et de soustraction. Cependant, quel que soit leur niveau socio-économique, ils répondaient bien au delà du niveau du hasard (60-70 % de réussite), et leurs performances suivaient la loi de Weber, ce qui laissait penser qu’ils traduisaient mentalement les problèmes symboliques en quantités afin d’exploiter leur intuition non-symbolique.
En clair, cela signifie que si l’on donne à l’enfant un ensemble de 12 points ou le symbole 12 (les chiffres arabes sont bien des signes qui symbolisent un cardinal, une quantité), l’enfant réagit de la même façon. Et peut-être même qu’il retranscrit le symbole 12 en un nuage de 12 points, plus parlant pour lui.
Ainsi, on a vu que dés 6 mois, les bébés sont capables d’établir des liens logiques entre numérotation, durée, et taille. Par exemple, le bébé peut savoir qu’un grand biberon de lait demande plus de temps à être bu qu’un petit biberon. D’où cela vient-il ? Est-ce une capacité acquise par l’environnement et l’expérience ?
Les expériences ont alors été réitérées avec des nouveaux nés agés de 0 à 3 jours, et les études ont conclu que dès la naissance, les bébés ont une prédisposition à associer quantité, durée et taille. Par exemple, un bébé familiarisé à une séquence de son regardera plus longtemps un objet contenant le même nombre d’images que le nombre de sons qu’il a entendu.
Cela veut dire que quand un enfant apprends à compter et qu’il apprend les symboles des chiffres, le système du “sens des nombres” est déjà en place dans le cerveau de l’enfant.
Apprendre les chiffres et réaliser ses premiers calculs, c’est faire de nouvelles connexions pour relier son et symbole aux codes déjà existants.
Quelles sont les ressources mises en oeuvre par l’enfant pour réaliser ces incroyables performances ? Compter sur ces doigts, pointer du doigt, suivre un objet avec ces yeux, sauter d’un objet à l’autre. Bref, il met en jeu des capacités visuelles et spatiales coordonnées.
Cas de la dyscalculie et de la dyspraxie
Dans le cas de dyscalculie, l’enfant n’est pas capable de discriminer les nombres: il ne verra pas la différence entre un ensemble de 12 points et un ensemble de 16 points. Il peut alors être utile de chercher une éventuelle déficience visuo-spatiale. Alors, si votre enfant présente des difficultés dans l’apprentissage des chiffres ou du calcul très élementaire, ce peut être une bonne idée de faire vérifier sa vision. En tout cas, c’est une piste à explorer.
Les enfants dyspraxyques sont des enfants intelligents qui n’ont aucune déficience intellectuelle ou neurologique mais qui ont des difficultés à réaliser des actions de coordination fine, comme écrire avec un stylo, faire des lacets ou boutonner un gilet. On les décrit souvent comme patauds et brouillons. Ces enfants souffrent également d’un déficit visuo-spatial, qui, dans le jeu des lignes numérotées, affectent leur estimation de la grandeur des nombres.
Lorsqu’on les teste sur des additions et soustractions simples où n’entrent pas la coordination motrice et le contrôle visuel, les enfants dyspraxiques font aussi en général plus d’erreurs. Ils on tendances à sous estimer ou surestimer les résultats, et ont besoin de plus de temps pour fournir un résultat de calcul. Les chercheurs ont montré qu’il y avait une corrélation entre les troubles moteurs et les erreurs de calculs, et entre les troubles visuels et ces même erreurs.
L’observation des enfants dyspraxiques montre que le sens du nombre est relié aux même ressources que celles mises en oeuvre pour la motricité fine et la coordination visuelle.
Quels outils de jeu et d’apprentissage pour la maison ?
Les outils d’apprentissage qui utilisent des lignes numérotées sont particulièrement efficaces car ces lignes exploitent le sens du nombre des enfants et leur capacité à mettre en relation tailles et symboles numériques (les chiffres). Les compétences en calculs sont durablement et considérablement augmentées chez les enfants. En jouant avec des barres numérotées et colorées, les enfants développent leur capacité à compter et à comparer.
Chez nous, nous avons recyclés des baguettes japonaises pour faire un jeu de Mikado et des barres numérotées.
La pédagogie Montessori qui associe lignes numérotées, quantités et symboles permettent de développer de façon ludique les capacités mathématiques des jeunes enfants. Sans toutes ces études, Maria Montessori avait déjà tout compris ! Avec les réglettes Cuisenaire, les enfants travaillent sans effort, car c’est un jeu. Ils comprennent que les mathématiques c’est rigolo, et intègrent les concepts et les opérations de base.
Et puis, les réglettes cela sert aussi à faire des constructions et des tableaux ! Encore plus rigolo….
Et, on l’a vu, le sens des nombres est relié aux sons. D’autres études montrent qu’écouter régulièrement de la musique classique développe le sens mathématique des enfants (nous en parlerons plus tard dans un autre article). Alors, qu’est ce qui nous empêche de poser des petits autocollants numérotés sur les touches du piano en plastique ou du petit xylophone offert à l’anniversaire ?
Amusez-vous !
Source: Collège de France, séminaire de psychologie cognitive expérimentale,
Dehaene et Hévia : “Ce que les bébés savent de l’espace, du temps et des nombres”
Dehaene et Piazza : “Comment les jeunes enfants développent-ils leur sens des nombres ?”