Les humains ont-ils une capacité de base pour comprendre les fractions?

Nous savons qu'il existe des différences individuelles en mathématiques, même à un jeune âge, mais quels sont les outils cognitifs de base qui nous permettent de savoir si nous sommes doués pour les chiffres? Et spécifiquement, quelles capacités de base influencent notre capacité à faire des fractions? Beaucoup considèrent que les fractions de l'éducation mathématique constituent un goulot d'étranglement central avec lequel beaucoup d'élèves ont des problèmes, alors que beaucoup de recherches ont porté sur la compréhension des capacités de base essentielles à la compréhension de la fraction.

Maintenant, une série d'études de recherche par Percival Matthews à l'Université du Wisconsin Madison et ses collaborateurs peuvent faire la lumière sur pourquoi certaines personnes peuvent être mieux que d'autres à faire des fractions. Considérez les deux panneaux suivants:

Source: Percival Matthews, utilisé avec permission

La plupart d'entre nous pensent à des fractions entièrement en termes de panel b, ce qu'on appelle un «traitement symbolique». Mais Matthews et Dana Chesney ont exploré l'importance du «traitement non-symbolique» des fractions, ce que vous voyez dans le panel a année publiée en psychologie cognitive. Par exemple, on a demandé aux gens de comparer les rapports des aires des cercles (à gauche) avec les rapports des matrices de points (à droite) pour décider lequel était le plus grand. Les chercheurs ont constaté que les participants accomplissaient les tâches non symboliques du panel un plus rapidement que les comparaisons numériques (5/6 à 2/3) du panel b. Cela était vrai même si les ratios non symboliques étaient comparés entre deux formats différents. Ils ont conclu que des comparaisons abstraites de «rapports non-symboliques sont faites sans convertir les rapports en forme symbolique». Essentiellement, le traitement non-symbolique peut être une capacité fondamentale plus fondamentale des humains.

Dans une étude plus récente publiée dans Psychological Science, Matthews, Mark Lewis et Edward Hubbard ont franchi une étape critique en examinant si une variété de tâches de comparaison de ratios non-symboliques était réellement liée à la connaissance de la fraction du monde réel et aux performances de l'algèbre. échantillon d'étudiants universitaires de premier cycle. L'idée était d'examiner si les humains ont un système de traitement de base (RPS) non-symbolique de base. On a demandé aux participants d'évaluer le rapport entre les points blancs et les points noirs ou les lignes blanches et les lignes noires pour déterminer si les stimuli gauche ou droit de chaque panel étaient plus grands. Les tâches de contrôle (panneaux e et f) demandaient simplement aux participants de comparer le nombre de points noirs et la longueur des lignes individuelles.

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Source: Percival Matthews, utilisé avec permission

Ce que les chercheurs ont trouvé est que RPS prédit la performance algébrique réelle et la connaissance de la fraction, ce qui suggère un lien entre le RPS et les capacités mathématiques symboliques, et peut-être même une pensée plus avancée comme l'algèbre.

Matthews a noté dans une interview que ce RPS semble être «une capacité primitive qui peut aider les concepts de fraction de base et que nous n'essayons pas actuellement de l'exploiter.» Ce nouveau système de traitement de ratio de base pourrait être quelque chose que nous avons tous degrés, et pourrait faire partie intégrante de notre capacité à apprendre des fractions et donc des mathématiques de plus haut niveau. "Nous manquons les contributions qu'elle pourrait apporter. Les différences individuelles pourraient modérer l'effet des tentatives pour en tirer parti, mais il se peut que même les gens les plus modestes en profitent un peu. »Bien sûr, il avertit aussi que« nous avons un long chemin à parcourir avant de savoir à quel point ces découvertes sont-elles utiles. "

Matthews soutient également que nous pourrions même manquer un certain nombre d'étudiants talentueux qui ont d'incroyables capacités de traitement des ratios, mais qui manquent d'identification et donc de développement de tels talents. Étant donné que la capacité d'effectuer des fractions semble critique non seulement pour l'enseignement des mathématiques, mais aussi pour la performance dans de nombreux domaines STEM, la découverte de ce nouveau système pourrait permettre de mieux comprendre comment nous pouvons développer des interventions pour aider tous les élèves à améliorer leurs capacités.

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