Les mathématiques ne sont pas la matière préférée de tous les élèves, c’est le moins qu’on puisse dire. En effet, pour nombre de gens, la perspective de devoir résoudre un problème de maths peut susciter de véritables tensions et anxiétés.
C’est ce qu’on appelle l’anxiété mathématique – et ce sentiment d’échec en maths peut affecter l’estime de soi des gens bien au-delà de leur scolarité.
Pour ceux qui en souffrent, il peut être difficile de passer de cette représentation d’échec à une attitude plus positive lorsqu’il s’agit de se confronter aux chiffres. C’est pourquoi, pour de nombreuses personnes, l’anxiété mathématique peut devenir un problème à long terme.
Mais la recherche montre que, si les enseignants s’attaquent de front à ces problèmes d’anxiété mathématique en classe et encouragent leurs élèves à aborder autrement les problèmes, l’expérience peut devenir stimulante. C’est le cas en particulier pour les élèves issus de milieux défavorisés.
Théorie de l’état d’esprit
Carol Dweck, professeure de psychologie aux États-Unis, a proposé une « théorie de l’état d’esprit ». Dweck s’est rendu compte que les gens se divisent en deux groupes : ceux qui croient qu’ils sont mauvais dans un domaine et qu’ils ne peuvent rien y changer, et ceux qui pensent que leurs capacités peuvent croître et s’améliorer.
Au fondement de sa théorie, il y a la croyance entretenue par certains que leurs aptitudes seraient gravées dans le marbre et ne pourraient évoluer. Elles ont un « état d’esprit fixe ». D’autres ont un « état d’esprit de développement », ce qui signifie qu’elles croient que leurs capacités peuvent changer et s’améliorer avec le temps, à force d’investissement personnel et de pratique.
Jo Boaler, auteure britannique sur l’éducation et professeure d’enseignement des mathématiques, a appliqué la théorie de l’état d’esprit aux mathématiques, nommant ses recommandations états d’esprit mathématiques.
Elle l’a utilisée pour encourager les apprenants à développer une logique de progression dans le contexte des mathématiques. L’idée est que les problèmes eux-mêmes peuvent aider à promouvoir un tel état d’esprit chez les élèves – sans qu’ils aient même besoin de se mettre en condition.
De nouvelles façons de raisonner
Même si tout cela sonne fort bien, l’un des problèmes avec la théorie de l’état d’esprit est qu’elle est souvent présentée en termes de plasticité du cerveau ou de capacité du cerveau à croître. Cela a mené à des objections quant au manque de preuves neurologiques à l’appui de la théorie de l’état d’esprit. Notre plus récente recherche visait à combler ce manque de recherche en neurologie.
En général, chaque problème en mathématiques peut être résolu de plusieurs façons. Si quelqu’un vous demande combien font trois multipliés par quatre, vous pouvez calculer la réponse en additionnant 4+4+4 ou 3+3+3+3, selon votre préférence. Mais si vous n’avez pas développé une maturité mathématique suffisante ou si vous souffrez d’anxiété mathématique, cela peut vous empêcher d’envisager les multiples façons d’aborder des problèmes. Notre nouvelle étude démontre qu’une telle logique de progression peut renvoyer l’anxiété mathématique aux mauvais souvenirs.
Nous avons mesuré la motivation des participants à résoudre des problèmes de maths en les interrogeant sur leur motivation avant et après la présentation de chaque problème. Nous avons également mesuré leur activité cérébrale, en particulier les zones associées à la motivation, pendant qu’ils résolvaient un problème. Ceci a été fait à l’aide d’un électroencéphalogramme (EEG) qui enregistre les schémas d’activation à travers le cerveau.
Dans notre recherche, nous avons formulé les questions de différentes façons afin d’évaluer comment leur structure peut affecter à la fois la capacité des participants à y répondre et leur motivation lorsqu’ils abordent des problèmes mathématiques.
Chaque question se présentait sous deux formes : l’une issue des enseignements de maths classiques et l’autre adhérant aux recommandations de la théorie de l’état d’esprit mathématique. Les deux questions revenaient aux mêmes enjeux et réponses, comme dans l’exemple simplifié suivant :
« Trouver le nombre qui est la somme de 20 000 et 30 000 divisée par deux » (un problème mathématique typique) et « Trouver le nombre médian entre 20 000 et 30 000 » (un problème adhérant aux recommandations de la théorie de l’état d’esprit).
Des attitudes réversibles
Notre étude présente deux conclusions importantes.
La première est que la motivation des participants était plus grande lorsqu’il s’agissait de résoudre des problèmes de maths adhérant aux recommandations de la théorie de l’état d’esprit qu’avec des versions standards – telle que mesurée par la réaction de leur cerveau lorsqu’ils résolvaient les problèmes. On suppose que le libellé de la question adhérant à l’état d’esprit mathématique encourage les élèves à traiter les nombres comme des points dans l’espace et à manipuler les constructions spatiales.
La deuxième conclusion est que la motivation des participants a diminué de façon significative lorsqu’ils ont répondu aux questions plus standards.
Notre recherche a des applications immédiates. Et elle démontre comment le fait de s’ouvrir à de multiples méthodes pour résoudre des problèmes, ou d’ajouter une composante visuelle, permet de transformer l’apprentissage en expérience positive pour tous les élèves.
Si vous souffrez d’anxiété mathématique, vous serez soulagé d’apprendre que vous n’êtes pas naturellement « mauvais » en maths et que vos capacités ne sont pas figées dans le temps. Vous avez seulement développé de mauvaises habitudes suite à de mauvaises méthodes d’enseignement. Et la bonne nouvelle, c’est qu’on peut revenir en arrière.