Le raisonnement spatial d'un bébé prédit une compétence mathématique plus tardSelon une nouvelle étude, le raisonnement spatial mesuré pendant la petite enfance prédit comment les enfants réussissent en mathématiques à 4 ans.

«Nous avons fourni les premières preuves documentées d'une relation entre le raisonnement spatial et l'aptitude en mathématiques», déclare Stella Lourenco, psychologue à l'Université Emory, dont le laboratoire a mené la recherche. «Nous avons montré que le raisonnement spatial commençant tôt dans la vie, dès l'âge de six mois, prédit à la fois la continuité de cette capacité et son développement mathématique.»

Les chercheurs ont contrôlé l'étude longitudinale des capacités cognitives générales des enfants, y compris des mesures telles que le vocabulaire, la mémoire de travail, la mémoire spatiale à court terme et la vitesse de traitement.

«Nos résultats suggèrent qu'il n'est pas uniquement question de bébés intelligents devenant plus intelligents à l'âge de quatre ans», a déclaré Lourenco. "Au lieu de cela, nous pensons que nous avons mis au point quelque chose de spécifique concernant le raisonnement spatial précoce et la capacité en mathématiques."

Les résultats peuvent aider à expliquer pourquoi certaines personnes adoptent les mathématiques alors que d'autres se sentent mal et l'évitent. «Nous savons que le raisonnement spatial est une compétence malléable qui peut être améliorée avec l’entraînement», explique Lourenco. "Une possibilité est que l'accent soit davantage mis sur le raisonnement spatial dans l'enseignement précoce des mathématiques."

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Des recherches antérieures ont montré qu'une aptitude spatiale supérieure à l'âge de 13 prédit des réalisations professionnelles et créatives dans les domaines de la science, de la technologie, de l'ingénierie et des mathématiques plus de 30 ans plus tard.

Expériences sur "l'espace mental"

Pour déterminer si les différences individuelles d'aptitudes spatiales sont présentes plus tôt, le laboratoire de Lourenco a testé des nourrissons 63, âgés de six mois à deux mois, pour une habileté spatio-visuelle appelée transformation mentale ou la capacité de transformer et de faire pivoter des objets dans «l'espace mental». La transformation mentale est considérée comme une caractéristique de l'intelligence spatiale.

Les chercheurs ont montré aux bébés une série de flux vidéo couplés. Les deux flux ont présenté une série de deux formes identiques, similaires aux morceaux de carreaux de Tetris, qui ont changé d'orientation dans chaque présentation. Dans l'un des flux vidéo, les deux formes de chaque troisième présentation ont été pivotées pour devenir des images miroir. Dans l'autre flux vidéo, les formes n'apparaissaient que dans des orientations non miroir. La technologie de suivi oculaire enregistrait le flux vidéo regardé par les bébés et pendant combien de temps.

Ce type d’expérience est appelé paradigme de détection des changements. «Il a été démontré que les bébés préfèrent la nouveauté», explique Lourenco. "S'ils peuvent s'engager dans une transformation mentale et détecter que les pièces tournent parfois dans une position de miroir, c'est intéressant pour elles en raison de la nouveauté."

La technologie de suivi oculaire a permis aux chercheurs de déterminer à quoi les bébés ressemblaient et pendant combien de temps. En tant que groupe, les enfants regardaient beaucoup plus longtemps le flux vidéo avec des images en miroir, mais il y avait des différences individuelles dans la durée pendant laquelle ils le regardaient.

Cinquante-trois des enfants, soit le pourcentage 84 de l'échantillon initial, sont revenus à l'âge de quatre ans pour compléter l'étude longitudinale. Les participants ont de nouveau été testés pour leur capacité de transformation mentale, ainsi que pour leur maîtrise de concepts mathématiques symboliques simples. Les résultats ont montré que les enfants qui passaient plus de temps à regarder le flot d'images miroir alors que les nourrissons maintenaient ces capacités de transformation mentale plus élevées à quatre ans et obtenaient également de meilleurs résultats en mathématiques.

Raisonnement spatial en mathématiques précoces

Les mathématiques symboliques de haut niveau sont arrivées relativement tard dans l'évolution humaine. Des recherches antérieures ont suggéré que les mathématiques symboliques pouvaient avoir pour base de construire des circuits cérébraux impliqués dans le raisonnement spatial.

«Notre travail peut contribuer à notre compréhension de la nature des mathématiques», déclare Lourenco. «En montrant que le raisonnement spatial est lié aux différences individuelles dans l'aptitude en mathématiques, nous avons ajouté à une littérature en augmentation suggérant une contribution potentielle pour le raisonnement spatial en mathématiques. Nous pouvons maintenant tester le rôle causal que le raisonnement spatial peut jouer tôt dans la vie. "

En plus d’aider à améliorer régulièrement l’enseignement précoce des mathématiques, cette découverte pourrait également faciliter la conception d’interventions en faveur des enfants handicapés. La dyscalculie, par exemple, est un trouble du développement qui empêche de faire de l'arithmétique même simple.

«La dyscalculie a une prévalence estimée de cinq à sept pour cent, ce qui est à peu près la même chose que la dyslexie», explique Lourenco. «La dyscalculie, cependant, a généralement reçu moins d'attention, malgré l'importance des mathématiques pour notre monde technologique.»

Les résultats apparaissent dans la revue Psychological Science.

La source: Université Emory

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