Une nouvelle étude de l'Université du Kansas explore le rôle de la mémoire de travail dans la résolution de problèmes des mots pour les étudiants avec et sans difficultés mathématiques. Les chercheurs ont découvert que l'utilisation d'interventions pour améliorer la mémoire de travail peut potentiellement profiter aux élèves qui ont du mal avec les mathématiques.
La mémoire de travail est une quantité limitée d'informations que les humains peuvent stocker tout en traitant d'autres informations et en exécutant d'autres tâches. Il joue un rôle central lorsque les élèves tentent de résoudre des problèmes de mots mathématiques. Pour l'étude, les chercheurs ont travaillé avec 207 élèves de troisième année avec et sans difficultés mathématiques pour voir comment la mémoire de travail a influencé leurs capacités à résoudre des problèmes de mots.
« Dans la résolution de problèmes, la mémoire de travail est le tableau mental où nous détenons temporairement et manipulons les informations nécessaires pour trouver une solution », a déclaré Michael Orosco, professeur agrégé de psychologie éducative à la Ku School of Education & Human Sciences et l'un des auteurs de l'étude.
« Nous examinons si la mémoire de travail est médiateur et modérateur dans les résultats mathématiques de résolution de problèmes, comparable à son rôle dans d'autres processus cognitifs. »
Les étudiants de l'échantillon ont été assignés au hasard à quatre conditions de traitement dans lesquelles ils ont utilisé différentes approches pour résoudre les problèmes de mots:
- Une stratégie de mise en avant verbale qui a enseigné aux étudiants à souligner les questions, à cercler les nombres ou à réduire les informations non pertinentes;
- Une stratégie d'accent visuel qui a enseigné aux élèves à utiliser des diagrammes représentant des relations partielles et des comparaisons de quantité;
- Une stratégie verbale et visuelle, qui combinait des éléments des deux premiers;
- Une stratégie uniquement des matériaux, qui a utilisé les mêmes matériaux mais sans activités motrices manifestes telles que la soulignement ou les diagrammes.
Les élèves ont participé à une intervention de huit semaines en utilisant les conditions attribuées et ont été testées avant et après sur leur capacité de résolution de problèmes de travail et de résolution de problèmes. Les résultats ont montré que la mémoire de travail prédisait la capacité de résolution de problèmes post-test et que les stratégies ont réduit la pression sur la mémoire de travail à mesure qu'ils acquièrent de l'expérience.
« Nous avons constaté qu'en utilisant ces conditions, vous pourriez améliorer la résolution de problèmes des mots des élèves en améliorant la mémoire de travail », a déclaré Orosco. « Ils ont aidé à réduire la charge cognitive, ou à libérer essentiellement de l'espace dans la mémoire de travail pour en savoir plus d'informations tout en travaillant pour résoudre les problèmes. »
L'étude, co-écrite avec H. Lee Swanson de l'Université de California-Riverside et Deborah Reed de l'Université du Tennessee, a été publiée dans la revue Neuropsychologie de l'enfant.
Les résultats des post-tests ont également confirmé l'importance de la mémoire de travail. Les élèves ayant une mémoire de travail plus élevée avaient également des scores plus élevés dans la résolution de problèmes de mots. Les stratégies qui comprenaient des indices manifestes tels que la soulignement des informations clés ou le nombre de phrases non pertinentes ont diminué les demandes de mémoire de travail et celles qui ont progressivement augmenté la complexité des problèmes amélioraient la mémoire de travail chez les élèves ayant des difficultés mathématiques. Cependant, malgré les avantages des interventions, les étudiants sans difficulté mathématique ont toujours surpassé les personnes ayant des difficultés mathématiques.
Les recherches futures pourraient explorer davantage les fonctions exécutives telles que la mémoire de travail dans la résolution de problèmes des mots et le rôle de l'intelligence artificielle pourraient jouer dans la compréhension des fonctions ainsi que dans le développement d'interventions, a déclaré Orosco, qui dirige un programme de certificat de diplômés à l'esprit, le cerveau et l'éducation à KU.
Orosco a déclaré que l'étude ajoute à la fois à la littérature sur l'importance de la mémoire de travail et s'appuie sur l'ensemble des connaissances dans la science des mathématiques. Dans les deux cas, la recherche peut aider à améliorer l'enseignement pour les étudiants qui font et ne luttent pas avec les mathématiques. Il y aura toujours des élèves qui ne répondront pas à l'enseignement général, et donner aux enseignants de meilleurs outils pour les aider, c'est en avoir des avantages pour tous les élèves, a-t-il ajouté.
« S'il y a un domaine que nos enseignants ne reçoivent souvent pas au début, ce sont les neurosciences éducatives, car ils ne suivent tout simplement pas de formation », a déclaré Orosco.
« Ce sont des études expérimentales difficiles à faire, mais nous constatons que lorsque vous prenez le temps de parler avec les enseignants, ils l'obtiennent et comprennent les avantages. Comprendre la mémoire de travail en tant que fonction exécutive et réduire la charge cognitive des élèves qui luttent souvent avec les mathématiques aident à faire progresser les sciences des mathématiques pour nos enseignants. »
