Quelques principes fondamentaux de sciences cognitives pour la pédagogie

Les neurosciences et sciences cognitives sont sous le feu des projecteurs avec la réforme de l'éducation nationale pilotée par Jean-Michel Blanquer. Ses détracteurs y voient surtout des preuves scientifiques de convenance qui viennent servir a posteriori les réformes souhaitées. Mais loin de nous la volonté de faire de la politique ! Triboutchou revient simplement sur les piliers fondamentaux des neurosciences qui peuvent avoir un intérêt dans l'éducation des enfants ou notre pédagogie à la maison. Vaste programme ! 🙂

Stanislas Dehaene, psychologue cognitif et neuroscientifique et professeur au Collège de France, affirme que le cerveau, dès la naissance, contient un algorithme d'apprentissage statistique très sophistiqué. Contrairement à la théorie de Jean Piaget qui dominait jusque dans les années 1980, selon laquelle l'apprentissage se faisait par stades, et que des paliers d'apprentissage ne s'atteignaient qu'avec l'âge, la science cognitive a récemment démontré que le cerveau humain disposait des capacités nécessaires au raisonnement mathématique, logique, physique et au développement du langage; très tôt, dans les premiers mois de la vie.

Par exemple, un bébé va fixer beaucoup plus longtemps un résultat qu'il considère erroné, peu probable, ou impossible.

Partant de ce constat, la difficulté vient alors, pour l'enfant (puis plus tard pour l'adulte), selon Olivier Houdé, Professeur de psychologie du développement à l'Université Paris Descartes, Directeur du LaPsyDÉ au CNRS, d'être capable d'inhiber la pensée automatique et intuitive, dite heuristique, pour lui substituer une pensée algorithmique, plus longue et réfléchie.

Lorsque l'on présente à un enfant 2 rangées de billes contenant strictement le même nombre de billes, mais plus espacée dans la seconde rangée, l'enfant conclura que la 2eme rangée contient plus de billes.

Dans le cas des billes, comme dans beaucoup d'autres exemples, l'heuristique est tellement rapide qu'elle nous empêche d'être logiques, rationnels. Il faut qu'un troisième système intervienne pour résister aux heuristiques et activer nos algorithmes : l'inhibition.

D'où l'importance, dans l'apprentissage, d'entrainer l'inhibition cérébrale pour dépasser les erreurs persistantes. Comment s'y prendre concrètement ?

• Prévenir les élèves des pièges, ou s'attarder sur les pièges autant que sur les solutions.
• Jouer à des jeux de contrôle (1, 2, 3 soleil, jeu des chaises musicales, Jacques a dit, etc...)

Des études auraient par ailleurs démontré qu'avoir une activité physique et parler plusieurs langues couramment permettaient de développer plus facilement les mécanismes d'inhibition.

Stanislas Dehaene revient par ailleurs sur les facteurs déterminants pour la vitesse d'apprentissage, afin de parfaire l'algorithme inné dont disposent tous les enfants :

1. L'attention

Concernant l'attention, vous pouvez faire cette expérience, si vous ne la connaissez pas encore. Regardez cette vidéo attentivement et comptez le nombre de passes faites entre les membres de l'équipe blanche. Prêts ?

https://www.youtube.com/watch?v=vJG698U2Mvo

Alors ?

Et le gorille, l'avez-vous vu ? Probablement pas 🙂 C'est ce qu'on appelle la cécité inattentionnelle : le cerveau, lorsqu'il est engagé dans une tâche donnée, peut complètement occulter des stimuli non pertinents. Le cerveau, plus généralement, ne peut réaliser deux tâches simultanément. Ce qui conduit à une conclusion déjà communément admise : le talent d'un enseignant consiste principalement à captiver ses élèves, et ce, à chaque instant. Il doit donc aussi veiller à ne pas multiplier les sources de stimuli (matériaux attrayants mais distrayants, etc...).

2. L'engagement actif

Des expériences menées par Henry Roediger ( Psychological science, Research Article,Test-Enhanced Learning), montrent que même si l'apprentissage basé sur la répétition de l'étude est le plus efficace à très court terme (5 minutes), le test régulier de ses connaissances en cours d'apprentissage est, lui, déterminant pour l'apprentissage à long terme.

C'est la méthode d'apprentissage qui a le plus recours au test qui s'avère la plus efficace pour la rétention à 1 semaine, et non le nombre de périodes d'étude.

3. Le retour d'information

Le retour d'information rejoint la théorie de l'inhibition d'Olivier Houdé : c'est en découvrant le décalage entre la prédiction intuitive et le résultat observé (ou indiqué par le professeur) que l'enfant va ajuster ses modèles mentaux et les corriger peu à peu, pour créer de nouveaux chemins neuronaux.

4. La consolidation

Le cerveau, lorsqu'il découvre un nouveau modèle mental, mobilise fortement le cortex préfrontal, il s'agit d'un traitement conscient, qui requiert un effort. Progressivement, à la répétition de ces modèles mentaux, le cerveau transfère les connaissances vers des réseaux non conscients, ce qui permet de libérer des ressources. D'où l'importance de la répétition dans l'apprentissage, afin de construire ces nouveaux chemins neuronaux et de les rendre " automatiques ".

Le sommeil a d'ailleurs un rôle déterminant dans la phase de consolidation : après une période d'apprentissage, une période de sommeil, même courte, permet de fixer les chemins neuronaux nouvellement créés, ce qui plaide également pour un apprentissage distribué.

En bref, le cerveau de l'enfant, dès la naissance, est structuré et doté de puissants algorithmes d'apprentissage. Charge à nous, parents et enseignants, de créer un environnement stimulant, riche en interactions, et bienveillant, pour développer au maximum ses facultés et déjouer les erreurs persistantes naturelles !