Contribution des fonctions ‘domaine-générales’ au développement de la cognition numérique – DFCDNC

Le projet comprenait trois parties qui devaient permettre d'évaluer de manière exhaustive les facteurs généraux et spécifiques contribuant au développement des compétences numériques à une période clé du développement de l'enfant.

La partie 1 a été conçue comme une étude longitudinale accélérée visant à tester la contribution de différentes facettes des facteurs généraux (c'est-à-dire le contrôle inhibiteur et l'attention) et spécifiques au domaine au développement des compétences mathématiques chez les enfants âgés de 3 à 9 ans.

La partie 2 a été conçue comme une étude longitudinale par IRMf explorant les corrélats neuronaux de l'arithmétique approximative, de l'attention spatiale et de l'inhibition chez deux groupes d'enfants (groupe 1 : enfants de 5 ans ; groupe 2 : enfants de 7 ans) et suivant ces enfants sur une période de deux ans.

La partie 3 a été conçue comme une étude transversale visant à explorer le rôle de l'inhibition dans le développement des capacités numériques chez deux groupes de nourrissons (âgés de 9 et 12 mois).

Écarts par rapport au plan d'étude initialement prévu.

Partie 2. L'ensemble du projet a été fortement compromis par l'épidémie de COVID-19. En 2020, la collecte de données pour les cohortes 2 à 4 avait commencé (de janvier à mars 2020) lorsque les écoles ont été fermées pendant environ six semaines en France. Même après la réouverture des écoles, les chercheurs n'ont pas été autorisés à poursuivre la collecte de données pendant deux à trois mois supplémentaires, ce qui nous a empêchés d'entrer dans les écoles jusqu'aux vacances d'été 2020. Toutes les données présentées dans la partie 2 ont été collectées dans les écoles. Le COVID-19 a donc considérablement perturbé la collecte de données. Même après le « retour à la normale », nous n'avons pas pu simplement reprendre la collecte de données, car les enfants d'une cohorte donnée qui ont été testés après la crise de la COVID-19 n'étaient pas comparables à ceux qui avaient été testés avant la crise (en termes d'âge et d'expérience scolaire). Nous avons donc dû recommencer la collecte de données à partir de zéro en 2021.

Cela a également eu des conséquences sur la partie 2, qui devait commencer en 2021. De plus, nous avons été confrontés à des problèmes techniques liées à l'installation d'un nouveau scanner CANON au centre d'imagerie. Nous avons dû réduire le plan d'étude longitudinal à une évaluation transversale de deux groupes d'élèves (âgés de 5 et 7 ans).

Une étude transversale menée auprès d'enfants âgés de 3, 5 et 7 ans vise à identifier la contribution différentielle des facteurs spécifiques à un domaine et généraux à un domaine dans le domaine des mathématiques et à décrire leur dynamique de développement. Nos résultats révèlent un rôle constant de la comparaison non symbolique des grandeurs dans tous les groupes d'âge, de l'arithmétique non symbolique à partir de l'âge de 5 ans et de la mémoire visuo-spatiale uniquement chez les enfants de 5 ans. Ces résultats soutiennent l'idée que les mathématiques ne peuvent être conçues comme une compétence cognitive unitaire et fournissent une analyse fine des exigences cognitives des compétences mathématiques à différents âges. D'une manière plus générale, ils sont conformes à l'idée que le système de reconnaissance automatique (ANS) fournit un échafaudage essentiel au développement des compétences mathématiques, mais remettent en question l'idée que toutes les mesures de l'ANS exploitent le même processus sous-jacent.

Il a été suggéré que l'inhibition contribue au traitement symbolique et non symbolique des quantités, mais les conclusions restent incohérentes. À l'aide d'un modèle d'équations structurelles chez des enfants français âgés de 5 et 7 ans, principalement blancs (N = 331, dont 169 filles), nous avons constaté un manque de soutien pour un concept d'inhibition unitaire ou binaire (inhibition de la réponse et suppression des distracteurs). Les résultats suggèrent un lien dans les deux groupes d'âge entre la tâche Stop-Signal et l'arithmétique symbolique, et un lien entre la tâche Flanker et l'arithmétique non symbolique uniquement chez les enfants de 7 ans.

Les résultats remettent en question l'existence d'un concept d'inhibition unifié. Nous pouvons conclure que 1) le rôle de l'inhibition varie en fonction du format mathématique testé, 2) les contributions de l'inhibition changent en fonction de l'âge des participants, et 3) elles dépendent fortement de la mesure de l'inhibition.

L'effet de momentum opérationnel (OME) décrit la tendance à surestimer les résultats des problèmes d'addition tout en sous-estimant les résultats des problèmes de soustraction. Il a été considéré comme un indice de l'implication de l'attention spatiale dans le calcul mental et de l'association de l'espace avec les nombres. Afin d'étudier la trajectoire développementale de l'OME, nous avons soumis des problèmes d'addition et de soustraction non symboliques à des enfants âgés de 3, 5 et 7 ans (N = 387, 199 filles, échantillon français, origines ethniques diverses, données collectées entre janvier 2020 et juin 2022). Les résultats n'ont révélé aucune OME cohérente pour aucun groupe d'âge. Cela suggère que l'OME apparaît plus tard dans l'enfance, vraisemblablement sous l'effet d'un apprentissage formel des mathématiques ou de la spatialisation de la représentation de la magnitude numérique.

La richesse de l'ensemble de données permettra d'effectuer davantage d'analyses, qui sont en cours mais dépendent des ressources disponibles. Les résultats actuels démontrent que le rôle de l'inhibition dans l'acquisition des compétences arithmétiques est plus complexe qu'on ne le pensait auparavant. D'une part, ils dépendent de la facette de l'inhibition qui est mesurée, de la compétence arithmétique et de l'âge des enfants. Définir les régularités de cette trajectoire de développement reste un élément important qui peut informer les enseignants et les éducateurs. Nous avons également observé que l'OME semble évoluer tardivement au cours de la scolarité. Cela indique un recrutement tardif des processus attentionnels lors du calcul mental, ce qui contredit quelque peu l'idée selon laquelle l'OME est liée aux capacités arithmétiques approximatives innées. La découverte des mécanismes qui sous-tendent ce biais cognitif constituera un axe de recherche intéressant pour l'avenir.