L’impact du jonglage sur les compétences en mathématiques des collégiens

Et si une activité physique pouvait aider les collégiens à améliorer leurs performances en mathématiques ? C’est ce que suggèrent de nombreuses études en sciences cognitives qui mettent en évidence les liens entre les capacités spatiales, la coordination motrice et les compétences mathématiques.

Une récente recherche portant sur l’influence du jonglage sur la rotation mentale et les performances en mathématiques vient appuyer cette idée. Dans cet article, nous verrons comment la pratique du Brain Ball peut être un levier intéressant pour améliorer les compétences en mathématiques des collégiens.

Comprendre la rotation mentale

La rotation mentale est une capacité cognitive essentielle qui permet de manipuler mentalement des objets en 2D ou 3D. Ce processus est fondamental pour de nombreuses tâches du quotidien, mais aussi pour la réussite en mathématiques et en sciences. La rotation mentale est notamment sollicitée lorsqu’il s’agit de comprendre des graphiques, d’effectuer des calculs géométriques ou encore de résoudre des problèmes spatiaux.

Les études en neurosciences montrent que la rotation mentale engage plusieurs régions du cerveau, notamment le cortex pariétal (Alivisatos, 1997), impliqué dans le traitement spatial, et le cortex prémoteur (Windischberger, 2003), qui participe à la planification des mouvements. Des expériences en neuro-imagerie ont également révélé que les aires cérébrales activées lors d’une tâche de rotation mentale sont similaires à celles sollicitées lors de l’exécution d’un mouvement réel. Cela suggère un lien étroit entre les habiletés motrices et les compétences cognitives.

Une étude montre l’impact du jonglage sur les performances en mathématiques

Une étude menée par Hofer et Correia Da Silva (2021) a examiné l’impact d’un entraînement au jonglage sur la rotation mentale et les compétences mathématiques de collégiens âgés de 12 à 14 ans. Pour ce faire, deux groupes d’élèves ont été constitués :

• Groupe expérimental : 18 élèves ont suivi un programme de jonglage de 5 semaines, avec des séances quotidiennes de 5 minutes et une séance hebdomadaire de 15 minutes en cours d’éducation physique.
• Groupe contrôle : 19 élèves ont suivi un programme standard d’athlétisme sans mouvements sollicitant la rotation mentale.

Les chercheurs ont évalué les élèves avant et après l’entraînement en utilisant :

• Un test de rotation mentale inspiré du Vandenberg & Kuse Mental Rotation Test (VMRT).
• Trois tests mathématiques : comparaison de nombres, positionnement de nombres sur une ligne numérique et calculs à trous.

Les résultats ont révélé que le groupe expérimental a significativement amélioré ses performances en rotation mentale et dans le placement des nombres sur une ligne numérique. En revanche, aucun effet notable n’a été observé sur les calculs à trous et la comparaison de nombres. Ces résultats confirment que l’entraînement à la manipulation d’objets en mouvement dans l’espace améliore les capacités visuospatiales, qui sont elles-mêmes corrélées aux compétences mathématiques.

Quelles sont les 6 compétences en mathématiques attendues au collège ?

Au collège, le programme de mathématiques repose sur six compétences fondamentales, définies par l’Éducation nationale, qui permettent aux élèves de développer des savoir-faire essentiels pour résoudre des problèmes et raisonner de manière rigoureuse. 

• Chercher

Les élèves apprennent à explorer un problème, tester des stratégies et ajuster leur approche. Cette compétence développe la persévérance et la capacité à mobiliser ses connaissances face à la difficulté. 

• Modéliser

Il s’agit de traduire une situation réelle en langage mathématique en identifiant les éléments clés et en choisissant les outils adaptés (équations, graphiques…). Cela permet d’interpréter et de valider un modèle. 

• Représenter

Les élèves utilisent diverses formes (graphiques, schémas, tableaux…) pour visualiser et manipuler des concepts mathématiques, facilitant ainsi la compréhension et la résolution des problèmes. 

• Raisonner

Cette compétence consiste à enchaîner des arguments logiques pour démontrer un résultat, justifier ses choix et structurer son raisonnement avec rigueur. 

• Calculer

Les élèves automatisent les techniques de calcul numérique et algébrique (opérations, fractions, puissances…) pour éviter les erreurs et se concentrer sur le raisonnement global. 

• Communiquer

Savoir expliquer clairement une démarche, utiliser un vocabulaire précis et rédiger une solution complète sont essentiels pour transmettre ses idées en mathématiques.

Pourquoi le Brain Ball est une activité idéale pour améliorer les compétences en mathématiques ?

Le Brain Ball est une méthode qui combine mouvement, coordination et stimulation cognitive. Il repose sur des exercices rythmiques et des manipulations d’objets en mouvement, ce qui mobilise fortement les capacités spatiales et la concentration. Voici pourquoi il constitue une activité pertinente pour aider les collégiens à renforcer leurs compétences en mathématiques :

• Amélioration de la rotation mentale

Tout comme le jonglage, la pratique du Brain Ball sollicite la capacité à suivre et anticiper les trajectoires des balles en mouvement. Cette mobilisation régulière favorise le développement des compétences en rotation mentale, qui sont directement liées à la représentation et la manipulation des nombres.

• Renforcement des compétences en estimation et comparaison de nombres

L’étude sur le jonglage a montré que les élèves ayant suivi un programme d’entraînement spécifique ont mieux réussi les tests de positionnement de nombres sur une ligne numérique. Cela s’explique par le fait que le cerveau associe naturellement les distances et les proportions spatiales aux nombres, une compétence que le Brain Ball sollicite en permanence lors des exercices de manipulation des balles.

• Augmentation de la concentration et de l’attention

Le Brain Ball demande une forte implication cognitive et une attention soutenue. Cette stimulation renforce les fonctions exécutives, essentielles pour la résolution de problèmes mathématiques et le raisonnement logique.

• Un outil ludique pour motiver les élèves

L’un des enjeux majeurs de l’apprentissage des mathématiques est de maintenir l’engagement des élèves. Le Brain Ball apporte une dimension ludique qui motive les jeunes à pratiquer régulièrement une activité physique tout en stimulant leurs capacités cognitives.

Conclusion

Les recherches sur la relation entre activités physiques, rotation mentale et performances en mathématiques montrent que des activités comme le jonglage ou le Brain Ball peuvent constituer un véritable atout pour l’apprentissage. En intégrant cette pratique dans le cadre scolaire, il est possible d’améliorer les compétences mathématiques des collégiens de manière ludique et efficace.