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Les neurosciences cognitives sous le feu des projecteurs

Temps de lecture : 16 minutes
Les neurosciences cognitives sous le feu des projecteurs

Y voir plus clair sans être ébloui : un éclairage utile.

Loin de moi l’idée de développer un engouement aveugle pour les neurosciences cognitives dans le contexte des formations continues, sous le prétexte d’une quelconque « innovation pédagogique » de plus, ou d’un « effet tendance ».

Beaucoup plus simplement que cela, je voudrais montrer que la recherche dans ce domaine nous apporte un éclairage utile, pourvu que son faisceau soit correctement orienté de façon à y voir plus clair, sans être ébloui. Alors allumons l’interrupteur …

Des neuroscientifiques usent de métaphores avec brio, au service de l’enseignement

Aristote disait : « La métaphore, perception des ressemblances dans les différences est le signe du génie. »

Une première métaphore pour expliquer le concept d’apprentissage : le cerveau est comme une forêt…

Pour mieux nous aider à comprendre (ou à réactiver) le concept d’apprentissage, le neuroscientifique canadien Steve MASSON[1] explique que le cerveau est comme une forêt[2] dans laquelle le passage répété du marcheur crée progressivement un sentier qui est de plus en plus facile à emprunter. S’il n’emprunte plus le sentier pendant un certain temps, la végétation y reprend lentement sa place et le sentier disparait progressivement.

Au cours d’un apprentissage, des processus similaires prennent place dans le cerveau. Il est difficile pour un élève d’accomplir une nouvelle tâche parce qu’il n’a pas encore développé ses « sentiers », c’est-à-dire les connexions neuronales requises. Mais à chaque fois qu’il tâtonne, qu’il ose, qu’il tente des réponses, et que l’enseignant l’accompagne par des feed-backs encourageants, des neurones se connectent progressivement ensemble et augmentent l’efficacité de leurs connexions. Après plusieurs activations cérébrales, ces neurones deviennent de plus en plus connectés, ce qui permet aux influx nerveux de circuler dans le cerveau de plus en plus aisément et efficacement. Tout comme les sentiers d’une forêt peuvent disparaitre s’ils ne sont pas entretenus, les réseaux de neurones peuvent se défaire s’ils ne sont plus mobilisés.

« Ce mécanisme sert à redéfinir le concept d’apprentissage. Au niveau cérébral, apprendre, c’est donc modifier ses connexions neuronales. Ainsi, ce n’est pas parce qu’un élève est incapable de répondre à une question ou résoudre un problème qu’il n’a rien appris (…) c’est peut-être que les réseaux de neurones qui ont commencé à s’établir dans son cerveau ne sont pas assez consolidés pour que l’on puisse observer des changements dans sa façon de répondre ou d’accomplir une tâche. »

Cette belle randonnée forestière permet de bien comprendre le rôle déterminant de la répétition et de la réactivation d’un apprentissage dans le contexte scolaire (ou pas). Plus largement, elle questionne le rapport au temps d’un apprentissage, de sa nécessaire application dans différents contextes, mais également la notion de rythme chez chaque apprenant. Enfin, elle initie le débat autour de l’évaluation sommative, souvent réalisée trop tôt dans le processus d’apprentissage. Pour rappel, l’imagerie cérébrale fonctionnelle confirme que la trace mnésique est fragile tant qu’elle n’est pas suivie d’un ou plusieurs épisodes de sommeil.

Une seconde métaphore pour expliquer ce qu’est l’attention : le cerveau funambule[3]

Pour nous aider à comprendre ce qu’est l’attention et sa maîtrise, le neuroscientifique Jean-Philippe LACHAUX[4] utilise la métaphore de la poutre sur laquelle chemine le funambule. Cela nous aide à comprendre que les distractions agissent comme des forces qui déséquilibrent notre attention. Comprendre le sens de l’équilibre attentionnel, identifier ce qui se passe lorsqu’on perd cet équilibre, savoir y réagir en freinant son impulsivité se conscientise, s’apprend, et bien évidemment s’entraine.

Être enseignant et mieux connaître son propre fonctionnement est déjà un bon début…

Un des enjeux de la recherche en neurosciences cognitives est de mieux connaître comment l’on fonctionne, dans la perspective d’une vie sociale, familiale, professionnelle plus harmonieuse. Ainsi, en prenant conscience de notre propre fonctionnement et du pilotage de nos comportements par la mise en œuvre de quelques procédures simples, on gagne en efficacité et en bien-être, surtout au travail.

Par le jeu de cette introspection et grâce à l’apport de la recherche en neurosciences cognitives, l’enseignant qui comprend comment le sommeil agit sur son cerveau, comment il peut optimiser sa mémorisation, comment maitriser ses capacités attentionnelles mais aussi ses émotions face à une situation de crise en classe… à la lumière des mécanismes neuronaux qui les dirigent, sera bien mieux « équipé » pour observer ses élèves puis les accompagner tout au long de leur parcours. A ceci s’ajoutera une vigilance sur l’idée que d’autres personnes peuvent aussi fonctionner différemment.

… Pour accompagner les élèves à mieux comprendre et utiliser leur cerveau

On peut être sceptique sur l’apprentissage aux élèves de leur fonctionnement cognitif et neurocognitif pour permettre la construction des connaissances et des compétences à l’école.
Mais alors, on peut aussi se demander à quoi sert l’apprentissage de la maîtrise de ses pulsations cardiaques en EPS, de la pratique de la pleine conscience des muscles étirés en fin de séance afin de les relâcher, ou du rôle d’une alimentation équilibrée en SVT, sous l’angle de la biologie…

Dans le domaine de l’attention/concentration, l’élaboration de séances d’apprentissage en classe par le programme ATOLE[5], permet aux élèves de comprendre comment fonctionne leur attention dans un premier temps, puis à identifier les distractions qui peuvent les pousser à rompre le contact avec leur objet d’attention. Ils comprennent alors que les distractions agissent comme des forces qui déséquilibrent leur attention (comme pour le funambule sur sa poutre) pour apprendre à maitriser leur manière d’agir. Ce programme explicite fait l’objet d’un enjeu sociétal de taille, dans ce monde où l’abondance de stimulations sonores et visuelles rend difficile la volonté de ne faire qu’une seule chose à la fois.

Dans un même ordre d’idée, trois chercheuses en neurosciences cognitives ont publié un ouvrage[6] qui propose cinq séquences pédagogiques pouvant contribuer à de meilleurs apprentissages chez tous les élèves dès le plus jeune âge. On y retrouve la formation des élèves au fonctionnement cérébral, l’apprentissage à mobiliser leur attention, la découverte de la capacité d’inhibition (L’inhibition cognitive[7] permet de résister aux distracteurs et interférences pendant la réalisation d’une tâche), comment faire preuve de flexibilité pour être plus efficace (la flexibilité, c’est la capacité à changer de tâche, de stratégie à une autre. C’est se désengager d’une tâche pour en réaliser une autre.)

On peut également décliner les travaux de recherches en neurosciences cognitives sur le statut de l’erreur, sur le rôle majeur des émotions dans l’apprentissage et sur la mémoire (rôle contextuel), sur la consolidation des connaissances (conditions d’encodage suscitant un bon traitement des éléments à mémoriser) etc.

Peut-être est-ce le risque d’une relation asymétrique entre les chercheurs en neurosciences cognitives et les enseignants qui entraine méfiance, réticences, voire résistance. C’est la raison pour laquelle le processus de co-construction entre les scientifiques et les enseignants est fondamental, dans une logique d’horizontalité, de reconnaissance réciproque et de complémentarité de compétences.

Cet écrit a commencé par deux métaphores et se terminera de la même façon, en empruntant à la philosophe Elena Pasquinelli[8] celles du GPS et de la boussole. « La science peut fournir une sorte de GPS avec l’adoption de stratégies qui ont prouvé leur efficacité pour l’enseignement et des situations où la connaissance scientifique constitue une boussole capable d’orienter la pratique, sans donner des indications précises sur les activités à entreprendre. »

Alternatif ou continu, le courant de la recherche en neurosciences cognitives ne fait que commencer. À nous de jouer la carte de la créativité, de l’esprit critique, et de réfléchir à la façon d’optimiser le développement de son potentiel… d’action.
 

[1] Steve MASSON est professeur à la faculté des sciences de l'éducation de l'Université du Québec à Montréal (UQAM) et directeur du Laboratoire de recherche en neuroéducation.
[2] Cahiers pédagogiques n°527 février 2016, Neurosciences et pédagogie.
[3] J-Ph LACHAUX, Le cerveau funambule, Odile Jacob, 2015.
[4] Jean-Philippe LACHAUX est directeur de recherche en neurosciences cognitives au sein de l’unité Inserm « Dynamique cérébrale et cognition » à Lyon.
[5] Programme ATOLE : ATtentif, à l’écOLE. Développement en milieu scolaire d'ateliers d'apprentissage de l'attention déduits des neurosciences cognitives (sous la forme de 10 fiches d’activités pour les enseignants), J-Ph LACHAUX. Financeurs et Partenaires initiaux : Agence Nationale de la Recherche (ANR), Centre de Recherche en Neurosciences de Lyon (Inserm / CNRS / Université Lyon 1), Institut Supérieur de Formation de l’Enseignement Catholique Saint-Julien (Caluire-et-Cuire), Collège Externat Notre Dame (Grenoble)
[6] Céline LANOË, Sandrine ROSSI, Amélie LUBIN, Laboratoire de Psychologie Caen Normandie (LPCN, EA 4649)
Découvrir le cerveau à l’école, CANOPÉ éditions, 2017
[7] Olivier HOUDÉ, Apprendre à résister, Éditions le Pommier, 2014
[8] Elena PASQUINELLI, chercheuse en philosophie et sciences cognitives, professeure à l’ENS de Paris, membre de « la main à la pâte »

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