Développement des compétences sur le nombre Flashcards

Connaître les bases cognitives de la cognition numérique (compétences clés impliquées spécifiquement dans le traitement du nombre). Savoir décrire le développement du comptage chez l'enfant et connaître les théories proposées pour expliquer ce développement. Savoir identifier les difficultés rencontrées par les enfants en arithmétique et connaître les théories actuelles de la dyscalculie.

1
Q

Quels sont les stages piagétiens?

A

> 0 à 2 ans : stade sensori-moteur
2 à 7/8 ans : stade pré-opératoire (préparation des opérations concrètes)
7/8 ans à 11 ans : stade des opérations concrètes (mise en place)
12 à 16 ans : stade des opérations formelles

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2
Q

Selon Piaget, quand survient le réel concept de nombre chez les personnes?

A

A partir du stade des opérations concrètes, lorsque l’enfant réussit la tâche de conservation du nombre.

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3
Q

Avec quelle tâche Piaget définit les formes d’intuition? Quelles sont-elles et à quel âge peut-on les observer?

A

Tâche de conservation du nombre :

  • intuition simple vers 4 ans
  • intuition articulée vers 6-7 ans
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4
Q

Quelles sont les représentations du nombre à l’école?

A

> Représentation symboliques du nombre

> Avant d’apprendre les mathématiques : représentations non-symboliques

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5
Q

Quelles sont les 2 intuitions numériques avant l’école?

A

> Subitisation

> Estimation

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6
Q

Que propose la théorie du Core Knowledge (Spelke, 2004)?

A

Base du développement cognitif = systèmes innés de connaissances noyaux :
- Objet
- Agentivité
- Géométrie
- Nombre
Ces connaissances noyaux contraignent la façon dont le bébé traite les informations perceptives qui l’entourent.

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7
Q

Qu’est-ce que l’agentivité?

A

“Conscience subjective que nous avons de causer volontairement nos actions, d’en contrôler le cours et d’en maîtriser les effets.”

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8
Q

Qu’est-ce que la Subitisation?

A

Une perception immédiate et exacte des petites quantités (< 4).

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9
Q

Quels sont les caractéristiques de la subitisation?

A

La subitisation (‘subitizing’) existe dans plusieurs modalités :
- visuelles
- auditives
- tactiles
Processus sous-jacents : système d’individuation d’objets avec capacité limitée (Trick and Pylyshyn, 1994).

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10
Q

Comment est testé la subitisation chez le bébé?

A

Tâche de “recherche manuelle” (‘manual search’).

  • à 10-12 mois
  • à 12-14 mois
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11
Q

Qu’est-ce que l’estimation et quelles sont ses caractéristiques?

A

> Une approximation
On sous-estime très souvent
La qualité de l’estimation varie avec le nombre de points (plus le nombre est grand, plus la variabilité des réponses est grande)
L’estimation suit la loi de Weber

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12
Q

Qu’est-ce que la loi de Weber?

A

La capacité à discriminer 2 grandeurs physiques dépend du ratio entre ces grandeurs et non de leur différence absolue.

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13
Q

Quel est le système cognitif à la base de nos capacités d’estimation numérique?

A

Le Sens du Nombre Approximatif (ANS) - ‘Approximate Number System’.

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14
Q

Le bébé peut-il discriminer les quantités 8 et 16?
Quelle expérience pourrait-on mettre en place pour répondre à cette question en utilisant une méthode d’habituation/réaction à la nouveauté?

A

Xu and Spelke (2000): tester l’Estimation chez le bébé

  • Phase d’habituation à la quantité 8
  • Phase test : 8 à 16
  • > Les bébés de 6 mois peuvent percevoir la différence entre 8 et 16 (rapport 1:2)
  • > MAIS pas entre 8 et 12 (rapport 2:3)
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15
Q

Comment se développe l’estimation avec l’âge?

A

Avec l’âge, la précision de l’estimation augmente :

  • 6 mois : rapport 1:2 (Xu et Spelke, 2000)
  • 9 mois : rapport 2:3 (Lipton et Spelke, 2003)
  • entre 3 et 6 ans : stable vers 9:10 ou 10:11
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16
Q

L’Estimation est-il un précurseur des mathématiques?

A

Oui : l’Estimation serait un précurseur des compétences futures des enfants en mathématiques.

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17
Q

Quelle expérience montre que l’Estimation est un précurseur des mathématiques? Comment?

A

Halberda et al. (2008) :

  • Tests standardisés en Maths entre le CP et le CM1
  • VD : précision de l’estimation chez la même population
  • > La précision de la représentation approximative des quantités est reliée aux scores des enfants en Mathématiques
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18
Q

Que montre l’expérience de Wynn (1992) sur la perception des petites quantités exactes et attentes sur les petits calculs?

A

Les bébés ont généré des attentes différentes à la vue des films d’addition et de soustraction.
-> l’Estimation est un précurseur des mathématiques

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19
Q

En quoi consiste l’expérience de Gilmore, McCarthy et Spelke (2007) sur des Grands Calculs (approximatifs)?
Quels sont les résultats? Quelle interprétation?

A

Enigme mathématique posée à des enfants de Maternelle (opérations jamais enseignées) : “Qui a plus de bonbons?”
Résultats :
- Performances au dessus du niveau de la chance
- Résultats prédisent des scores de réussite en Mathématiques
-> l’Estimation est un précurseur des mathématiques

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20
Q

Quels sont les principes de comptage selon Gelman et Gallistel (1978)?

A
5 principes du comptage (Gelman et Gallistel, 1978) :
> 3 principes procéduraux :
1. Principe de correspondance un à un
2. Principe de l'ordre stable
3. Principe du cardinal
> 2 principes concernant l'objet du comptage :
4. Principe d'abstraction
5. Principe de non-pertinence de l'ordre
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21
Q

En quoi consiste le principe de correspondance un à un (Gelman et Gallistel, 1978)?

A

Une étiquette (nom du nombre) unique par objet. On ne peut pas oublier d’étiquette ou d’objet, ou en en utiliser plus d’une fois.

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22
Q

En quoi consiste le principe de l’ordre stable (Gelman et Gallistel, 1978)?

A

Les étiquettes sont toujours utilisées dans le même ordre.

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23
Q

En quoi consiste le principe du cardinal (CP) (Gelman et Gallistel, 1978)?

A

La dernière étiquette utilisée représente la quantité de l’ensemble.

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24
Q

En quoi consiste le principe d’abstraction (Gelman et Gallistel, 1978)?

A

N’importe quel type d’objet peut être compté.

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25
Q

En quoi consiste le principe de non-pertinence de l’ordre (Gelman et Gallistel, 1978)?

A

L’ordre dans lequel les objets sont comptés n’est pas pertinent.

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26
Q

A 2 ans et demie, quel est le niveau des compétences de comptage de l’enfant?

A

2 ans 1/2 : Les enfants connaissent la routine de comptage

  • environ jusqu’à 10
  • dans un ordre exacte
27
Q

Comment tester la compréhension du sens du comptage chez l’enfant?

A

Tâche “Give a Number” (Le Corre et Carey, 1997) :

- “Donne-moi N objets”

28
Q

Que montre la tâche du “Give a Number” (Le Corre et Carrey, 1997)?

A

> L’enfant est d’abord un “subset-knower” :
- ne peut pas estimer le nombre d’éléments dans un “set” supérieur à 4 éléments
Puis il est un “(Cardinal Principle) CP-knower” :
- maîtrise tous les principes de comptage

29
Q

Qu’est-ce que le ‘Cardinal Principle’ (CP)?

A

Principe du Cardinal (CP) : lorsqu’on compte un ensemble d’objets (en respectant bien les règles du comptage), le dernier nombre correspond au cardinal de l’ensemble (= nombre d’objets au total).

30
Q

Quelles sont les observations faites sur le développement des compétences de comptage?

A

> 2 ans 1/2 : les enfants connaissent la routine de comptage
2 ans 1/2 - 3 ans 1/2 : progressivement, l’enfant devient un “two-knower”, puis un “three-knower”
A partir de 3 ans 1/2 : lorsque l’enfant devient “four-knower”, il semble pouvoir généraliser à des nombres plus grands et devenir un “CP-knower”

31
Q

Que propose la théorie de Gelman et Gallistel (1978) sur le développement de capacités de comptage?

A

Gelman et Gallistel (1978) :

  • les 5 principes de comptage sont innés
  • lorsque l’enfant acquiert les noms de nombres, il peut appliquer ces principes aux représentations numériques qu’il possède
32
Q

Quelle est la limite de la théorie de Gelman et Gallistel (1978)?

A

Les choses prennent beaucoup de temps entre la connaissance des noms de nombres et la compréhension du comptage.

33
Q

Quelles sont les deux principales théories dans le débat actuel pour expliquer le développement du comptage chez l’enfant?

A

L’association à l’ANS (ANS mapping, Dehaene, 1997, 2001)
vs
La théorie du Bootstrapping (Carey, 2009, 2011)

34
Q

En quoi consiste la théorie de l’association à l’ANS (ANS mapping, Dehaene, 1997, 2001)?

A

> Les noms de nombres sont mis en correspondance avec les représentations numériques approximatives fournies par l’ANS. Cela initie la compréhension du comptage et de ses principes.
Possible dès lors que l’enfant discrimine ces quantités.
-> perçoit la différence entre 3 et 4
-> peut comprendre /trois/ et /quatre/

35
Q

En quoi consiste la théorie du Bootstrapping (Carey, 2009, 2011)?

A

> Nous disposons d’une liste de noms de nombres sans significations (“placeholders”)
Notre perception des petites quantités nous permet d’attribuer un sens aux mots /un/, /deux/ et /trois/
Puis, par inférences sur la base de cette connaissance (bootstrapping), l’enfant comprend que le mot suivant dans la liste correspond à l’ensemble contenant un objet de plus

36
Q

Quel constat confirme l’hypothèse d’une Ligne Numérique Mentale (LNM)?

A

Même lorsque nous traitons des chiffres arabes, nous activons automatiquement nos intuitions approximatives des quantités numériques suivant la loi de Weber.

37
Q

Quels sont les effets principaux observés dans une tâche de comparaison de symboles, qui ont amené les chercheurs à postuler l’existence d’une Ligne Numérique Mentale (LNM)?

A
  1. Effet de Taille : plus les nombres sont grands, plus on met du temps à les comparer
  2. Effet de Distance : plus les nombres sont proches, plus on met du temps à les comparer
38
Q

Comment est comprise la Ligne Numérique Mentale (LNM) par les chercheurs en cognition numérique?

A

LNM = représentation interne spatiale des nombres.

39
Q

Comment les chercheurs ont rendu compte des effets de taille et de distance?

A

Les chercheurs ont proposé une LNM logarithmique : les grands nombres sont plus proches que les petits.

40
Q

Comment Siegler et Opfer (2003) ont testé les liens nombres nombre-espace? Quelle est le problème de la tâche utilisée?

A

Tâche Nombre/Ligne :
“Si cette ligne va de 0 à 100, où places-tu ce nombre?”
- les enfants en CP répondent en suivant une échelle logarithmique
- MAIS cela ne correspond pas à l’échelle linéaire des nombres entiers apprise à l’école!

41
Q

Que montre la tâche Nombre/Ligne sur les liens nombre-espace (Siegler et Opfer, 2003)?

A

Au cours du développement, et de la scolarité, les enfants passent de réponses logarithmiques à des réponses linéaires.

42
Q

Les liens nombre-espace sont-ils une compétence clé pour les Mathématiques selon l’étude de Schneider, Grabner et Paetsch (2008)?

A

Schneider, Grabner et Paetsch (2008) : étude avec 204 enfants CM2/6e
-> La précision avec laquelle les enfants positionnement les nombres sur une ligne est reliée à leurs scores en Mathématiques.

43
Q

Selon l’étude de Ramani et Siegler (2008), peut-on entraîner les liens nombre-espace?

A
Ramani et Siegler (2008) :
> Enfants en G.S. de Maternelle (env. 5 ans) jouent une heure à un jeu de plateau (une seule ligne)
> Gains observés en :
- comptage
- comparaison de quantités
- identification de nombres
> Gains maintenus après 9 semaines
=> Jouer avec des jeux de plateau linéaires peut améliorer les performances avec les nombres
44
Q

Quelles sont les autres interactions entre nombres et espaces?

A

> Interactions entre nombre et position et orientation spatiale : effet SNARC (Dehaene et al., 1993)
- on associe automatiquement les “petits” nombres avec la gauche et les “grands” nombres avec la droite
Interactions entre nombre et étendue spatiale (taille) : Stroop numérique (Nehik et Tzelgov, 1982)

45
Q

Quels sont les arguments supportant l’idée d’un système clé des liens nombre-espace?

A

> Hypothèse soutenue par l’existence de ressources neuronales communes (Fias et al., 2001 ; Dehaene et al., 2003)
Des études chez le bébé indiquent très tôt la présence de ces liens
Enfants avec difficultés d’apprentissage des mathématiques pourraient présenter des déficits spécifiques dans les représentations spatiales des nombres

46
Q

Qu’est-ce que la Dyscalculie Développementale?

A

Troubles des apprentissages dans le domaine des mathématiques dans un contexte normal d’intelligence et d’opportunité d’apprendre.
Prévalence : entre 3-6% de la population d’âge scolaire

47
Q

Qu’est-ce que l’acalculie?

A

Déficit acquis, par exemple suite à une lésion.

48
Q

Quelles sont les comorbidités de la Dyscalculie Développementale?

A

> Avec la dyslexie : entre 17-64% des enfants dyscalculiques
Avec les TDAH (non écarté par le diagnostique) : entre 15-26%
Syndrome de Williams, de Turner, d’alcoolisme foetal

49
Q

En quoi la Dyscalculie Développementale (DD) peut être hautement sélective?

A

Des cas de “dyscalculie pure” ont été rapportés.

50
Q

Quelles sont les difficultés observées chez les enfants dyscalculiques?

A

Difficultés observées dans :

  • la compréhension des nombres entiers et leur structure
  • les calculs : plus d’erreurs, TR plus lents, problèmes de stratégies
  • la mémorisation de faits arithmétiques
51
Q

Quels sont les modèles proposés de Dyscalculie Développementale (DD)?

A

> Modèles “domaines-spécifiques” : déficits au niveau des systèmes clés de la cognition numérique
Modèles “domaines-généraux” : déficits au niveau des systèmes cognitifs plus généraux (mémoire, fonctions exécutives, capacités visuo-spatiales)

52
Q

Quelles sont les 2 hypothèses principales pour les modèles “domaines-spécifiques”?

A
  1. “Core deficit” (déficit noyau) :
    - au niveau du système de la perception des petites quantités (subitisation)
    - au niveau du système d’Estimation (ANS)
  2. “Access deficit” :
    - déficit de la capacité à traiter les symboles numériques et à accéder aux grandeurs correspondantes (problème de transcodage)
53
Q

Comment l’expérience de Moeller et al., (2009) supporte l’hypothèse du “Core deficit” au niveau du système de subitisation?

A

Garçons dyscalculiques :

  • faible temps de réponse et faible nombre d’erreurs lorsqu’il y a moins de 4 objets (pour les petites quantités)
  • A partir de plus de 3 objets : augmentation linéaire forte du TR et du nombre d’erreurs
54
Q

Comment l’expérience de Piazza et al. (2010) supporte l’hypothèse du “Core deficit” au niveau de l’ANS?

A

> 3 groupes développement typique (env. 5 ans, 10 ans, adultes)
1 groupe de 23 enfants dyscalculiques (env. 10 ans)
-> Dyscalculiques ont une précision d’estimation inférieure aux non dyscalculiques

55
Q

Compte tenu de ce que l’on sait sur les substrats neuronaux de la représentation des grandeurs numériques, quelle est la région cérébrale d’intérêt pour l’hypothèse du “Core deficit” au niveau de l’ANS?

A

La région intra-pariétale (sillon intra-pariétal).

56
Q

Quelles sont les observations faites avec les données d’imagerie cérébrale par rapport à l’hypothèse du “Core deficit” au niveau de l’ANS?

A

> Diminutions d’activité dans cette région chez les enfants dyscalculiques (Kucian et al., 2006)
Différence anatomique : plus faible volume de matière grise au niveau intra-pariétal chez enfants DD (Rotzer et al., 2008)

57
Q

Comment l’expérience de Rousselle et Noël (2007) supporte l’hypothèse d’un “Access deficit”?

A

Tâches de comparaison symbolique et non-symbolique :

  • 45 enfants avec des difficultés en maths (MD)
  • 45 enfants sans difficultés en maths (NA)
  • > Les enfants MD ont des performances plus faibles que les NA lorsqu’ils comparent des chiffres arabes, MAIS pas lorsqu’ils comparent des représentation non-symboliques
58
Q

Selon les modèles “domaines-généraux”, quel rôle peuvent jouer les fonctions exécutives?

A

Les fonctions exécutives peuvent jouer un rôle majeur dans le développement et l’intégration (la connexion) des différents systèmes clés de la cognition mathématique.

59
Q

Comment l’expérience de Houdé et Guichart (2001) est un exemple du rôle du contrôle inhibiteur en Mathématiques (modèles “domaines-généraux”)?

A

> Paradigme d’amorçage négatif
Compétition entre 2 stratégies :
- heuristique “longueur = nombre”
- algorithme de comptage
-> Les enfants conservants (9 ans) sont plus lents à traiter la cible lorsque le schème dangereux a été préalablement inhibé pendant l’amorce
=> Confirme le rôle de l’inhibition dans la tâche de conservation

60
Q

Comment Houdé et al. (2011) montrent le rôle du contrôle inhibiteur en Mathématiques (modèles “domaines-généraux”)?

A

Le réseau pariéto-frontal est plus activé chez les enfants de 5-6 ans qui réussissent la tâche de comparaison par rapport aux enfants du même âge qui échouent.

61
Q

En quoi consiste l’intervention de Blair et Raver (2014)? Qu’est-ce qui est observé?

A

Modèles “domaine-généraux” - intervention pédagogique ciblée sur le contrôle inhibiteur :

  • en Grande Section de Maternelle utilisant le programme Tools of the Mind (A. Diamond) focalisé sur le contrôle inhibiteur
  • > Les effets de l’intervention s’étendent à d’autres compétences scolaires
62
Q

Que montre l’expérience de Geary et al. (2008) sur l’association Nombre-Espace et Dyscalculie?

A

Les enfants dyscalculiques ont tendance à faire plus d’erreurs d’estimation de la position des nombres entiers dans l’espace.

63
Q

Que montre l’expérience de Kucian et al. (2011) sur l’entraînement de la ligne numérique mentale (LMN) des enfants dyscalculiques?

A

> Résultats comportementaux : les représentations spatiales des nombres progressent dans les 2 groupes
Résultats en IRMf :
- après entraînement, les enfants recrutent moins certaines aires cérébrales
- chez les DD, après une période de repos, on observe une augmentation des activations dans le sillon intrapariétal