Les enfants et les maths

Comment les mathématiques viennent aux enfants?

Les mathématiques sont une science complexe, développée progressivement au cours des siècles. Cependant, on peut montrer que même les animaux sont capables de résoudre quelques problèmes mathématiques simples : quel groupe compte plus d’individus ? Est-ce que tous les morceaux de nourriture que j’ai vus disparaître dans une boîte en sont déjà ressortis – ou reste-t-il des morceaux de nourriture dans la boîte ? Comment utiliser les propriétés géométriques de l’environnement pour trouver son chemin ?

Prenons l’exemple du nombre : en fait, le nombre est un attribut de base de la perception, au même titre que la couleur des objets, leur forme… Pour vous en convaincre, vous pouvez essayer une expérience simple, à l’aide du test présenté ci-dessous. Pendant 30 secondes, vous allez fixer votre regard sur la croix qui se trouve au centre, entre les deux nuages de points. Sur cette figure, le nuage de gauche contient beaucoup plus de points que celui de droite. Respectez bien la durée de 30 secondes (sinon ça ne marchera pas !) et ensuite, cliquez sur le bouton. Que voyez-vous ?

cliquez ici pour faire le test

 

Crédit : Image extraite de l'article de Burr & Ross, 2008, Current Biology 18, 425-428.

 

Désormais, nous avons deux ensembles strictement identiques. Vous vous en rendez compte immédiatement, mais en même temps l’ensemble de gauche donne une impression de nombre plus petit que l’ensemble de droite. En fait, on dit que votre perception visuelle a été adaptée : dans votre champ visuel gauche, vous avez été habitué à voir une grande quantité de points, et le nouveau nuage semble très peu nombreux en comparaison. Par contre, dans le champ visuel droit, le nuage semble très nombreux par rapport à l’image précédente. Ce qui est curieux est que cette impression puisse être présente alors que vous savez pertinemment que les deux ensembles sont identiques et contiennent donc le même nombre de points.

Cette capacité à appréhender directement les quantités, ou « sens des nombres », est présente également chez de nombreuses espèces animales, et on la retrouve chez le bébé quelques heures à peine après la naissance. Pour le démontrer, nous avons placé des nouveau-nés dans une situation d’écoute de sons. Chaque nouveau-né entendait des séquences sonores comprenant un nombre fixe de syllabes : « ra-ra-ra-ra », « tu-tu-tu-tu », etc. Après avoir écouté ces sons pendant deux minutes, les nouveau-nés voyaient des images qui comprenaient soit le même nombre d’objets que les séquences sonores, soit un nombre différent d’objets. Nous enregistrions alors le temps que les nouveau-nés passaient à regarder ces images. Le résultat a été très éloquent : les bébés passaient beaucoup plus de temps à examiner les images qui correspondaient en nombre aux séquences sonores, comme interloqués par la correspondance entre les stimuli vus et entendus.

 

 

Un petit film montrant les stimuli que nous avons utilisés

 

 

Nous avons également réalisé des recherches pour étudier la compréhension du nombre dans un groupe d’Amazonie, les Mundurucu. Ces recherches ont été menées en collaboration avec Pierre Pica, linguiste dans l’unité « Structure Formelle du Langage » du CNRS et de l’Université Paris 8. Dans les villages les plus reculés du territoire Mundurucu, les membres de la communauté n’ont pas tous eu accès à la scolarisation. De plus, la langue Mundurucu possède un vocabulaire numérique beaucoup moins étoffé que le nôtre : les Mundurucu n’ont des mots que pour les nombres de 1 à 5. Néanmoins, nous avons pu montrer qu’ils étaient capables de manipuler mentalement des quantités, même pour des images qui contenaient jusque 80 objets.

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Dans un village Mundurucu, une enfant participe à une expérience sur ordinateur sous la supervision de Pierre Pica. Crédit photo : CNRS & Pierre Pica

 

Véronique Izard a reçu le Prix de La Recherche 2012 pour son travail.

 

 

Le laboratoire poursuit les recherches dans le domaine des nombres, et effectue aussi des recherches sur la géométrie.