Quelles caractéristiques individuelles influencent les compétences des enfants en résolution de problèmes mathématiques ? Une revue systématique et une méta-analyse.

Billet rédigé par Philippine Demouy de Kergrist, étudiante en 4e année d'orthophonie à l'Université Claude Bernard Lyon 1, stagiaire recherche au Laboratoire de Psychologie et NeuroCognition de l'Université Savoie Mont Blanc, et par Anne Lafay.

Référence de l’article

Vessonen, T., Dahlberg, M., Hellstrand, H., Widlund, A., Söderberg, P., Korhonen, J., ... & Laine, A. (2025). Individual characteristics associated with elementary school children's mathematical word problem‐solving skills: A systematic review and meta‐analysis. Review of Education, 13(1), e70045. https://doi.org/10.1002/rev3.70045

Pourquoi est-il essentiel de comprendre les caractéristiques individuelles pour mieux expliquer la réussite en résolution de problèmes ?

La résolution de problèmes mathématiques est une compétence centrale dans les programmes scolaires, mais également dans la vie quotidienne. Elle consiste à comprendre une situation décrite verbalement, à identifier les informations pertinentes, puis à mobiliser les outils mathématiques pour résoudre le problème. Cette tâche mobilise à la fois des compétences mathématiques (numériques et arithmétiques), cognitives, linguistiques et affectives. L’étude cherche ainsi à comprendre ce qui rend certains enfants plus compétents que d’autres dans la résolution de problèmes verbaux mathématiques.

Or, de nombreux élèves du primaire rencontrent des difficultés dans la résolution de problèmes, et celles-ci s’accentuent au fil de la scolarité. Si des recherches antérieures ont mis en évidence certains facteurs d’influence (ex : compréhension en lecture, calcul), la littérature était jusqu’à présent fragmentée, et certains aspects comme la motivation, les processus numériques de base (ex : estimation sur une ligne numérique) ou la qualité des études elles-mêmes étaient souvent négligés.

Vessonen et al. (2025) ont donc cherché à :

1. Identifier l’ensemble des caractéristiques individuelles (cognitives, affectives, numériques et arithmétiques) associées aux compétences de résolution de problèmes chez les enfants de l’école primaire.

2. Évaluer la qualité des études disponibles sur le sujet, afin de guider les futures recherches vers des méthodes plus rigoureuses.

Méthode utilisée

Les chercheurs ont réalisé une revue systématique (ils ont rassemblé toutes les études sur le sujet) et une méta-analyse (ils ont regroupé et analysé statistiquement les résultats). Ils ont cherché dans cinq grandes bases de données scientifiques tous les articles publiés en anglais, avec des enfants du CP à la sixième (1e à 6e année du primaire, 7-12 ans) et étudiant le lien entre au moins une caractéristique individuelle (ex : mémoire, langage, motivation) et la résolution de problèmes.  Au total, 139 études ont été retenues, portant sur plus de 38 000 élèves.

Résultats

L’étude montre que la résolution de problèmes est une tâche complexe qui mobilise de nombreuses compétences.

Les enfants qui réussissent mieux en résolution de problèmes ont un bon niveau général en mathématiques et savent bien calculer et manipuler des nombres (ex : comparer des quantités, estimer sur une ligne numérique).

Les plus forts liens ont été trouvés avec des compétences cognitives générales comme la compréhension orale et écrite, la mémoire de travail, la vitesse de traitement et le raisonnement. Pour comprendre un énoncé mathématique, il faut d’abord bien comprendre le langage utilisé. Les enfants à l’aise avec la lecture et le vocabulaire sont souvent plus performants.

Les enfants motivés, confiants en leurs capacités et moins anxieux face aux mathématiques réussissent mieux, même si l’effet est plus faible que celui pour les compétences cognitives.

Au niveau de l’évaluation de la qualité des études, les objectifs étaient généralement bien posés, mais la description des participants et des outils utilisés était parfois incomplète. Malgré cela, les résultats restent solides, même quand la qualité méthodologique varie.

Conclusion

La réussite en résolution de problèmes dépend de nombreuses compétences. Les compétences cognitives (comme la compréhension orale, la mémoire ou l’attention), numériques et arithmétiques sont les plus liées à la performance. Résoudre un problème mathématique, c’est un travail d’équipe… dans la tête de l’enfant ! Langage, mémoire, attention, émotions : tous ces éléments doivent fonctionner ensemble.

Les résultats sont solides, même si la qualité méthodologique des études varie. Toutefois, les chercheurs soulignent qu’il est important d’améliorer la description des participants et la précision des mesures utilisées dans les recherches futures.

Implications pratiques dans ma classe ou dans mon bureau d’orthophoniste

Ces résultats soulignent l’importance d’une approche globale qui prenne en compte les dimensions numériques, arithmétiques, cognitives générales (langagières, attentionnelles, émotionnelles et motivationnelles) dans l’apprentissage de la résolution de problèmes. Les difficultés rencontrées par un enfant dans ce domaine ne traduisent pas systématiquement un trouble spécifique des apprentissages en mathématiques : un vocabulaire restreint, une faible estime de soi ou encore une anxiété marquée peuvent freiner ses performances. Il est donc pertinent de renforcer, dès les premières situations d’apprentissage, à la fois les compétences langagières et le sentiment de compétences.

En orthophonie, ces données rappellent que la compréhension orale et écrite est étroitement liée à la réussite en résolution de problèmes. Ainsi, une prise en charge ciblée du langage pourrait ainsi contribuer à prévenir ou atténuer les difficultés en mathématiques, notamment chez les enfants à risque. Il peut être pertinent de proposer systématiquement une épreuve de langage (épreuve maison pour analyse qualitative) lors d’un bilan en cognition mathématique, afin de dépister un éventuel trouble sous-jacent.

En classe, ces conclusions invitent à adapter les situations d’apprentissage au profil des élèves, à détecter précocement les difficultés de compréhension et à instaurer un climat pédagogique qui valorise l’erreur et encourage la persévérance. L’objectif est d’accompagner les élèves dans l’élaboration de stratégies efficaces, tout en tenant compte des facteurs individuels qui influencent leurs performances.

Grâce à cette méta-analyse rigoureuse, les enseignants et les professionnels peuvent mieux repérer où se situent les freins et comment accompagner chaque élève de manière plus ciblée.

Points clés à retenir

• Un enjeu transversal pour les enseignants :  La résolution de problèmes ne relève pas uniquement des compétences mathématiques. Elle mobilise des capacités variées : lecture, langage, mémoire, raisonnement, émotion. Un élève performant en calcul peut échouer s’il ne comprend pas l’énoncé par exemple.

• Détection précoce des difficultés : Les élèves présentant des fragilités en lecture ou en compréhension orale doivent être accompagnés également en mathématiques.

• Prise en compte des dimensions affectives et motivationnelles : Il est essentiel de créer un environnement qui valorise l’erreur et soutient la persévérance face à la complexité des tâches proposées.