Les enfants n’apprennent plus. En France, les résultats du rapport Pisa de 2022 sont alarmants. Nos enfants se retrouvent tout en bas du classement en français et en mathématiques, pourtant deux matières fondamentales. Depuis 2015, les recherches scientifiques sur l’apprentissage se multiplient et ne cessent d’apporter des éclairages sur le fonctionnement cérébral de l’acte d’apprendre. Parmi eux, les 4 piliers de l’apprentissage décryptés par l’équipe de chercheurs dirigée par Stanislas Dehaene, neuroscientifique et chercheur en sciences cognitives au Collège de France. Connaître les fondements de l’apprentissage et les appliquer au sein des écoles est essentiel pour recycler ou innover des approches pédagogiques efficaces et ajustées, améliorer la formation des enseignants et créer les écoles de demain. Les bases cérébrales de l’apprentissage chez l’enfant méritent d’être répandues pour ressusciter chez les enfants la curiosité et le bonheur d’apprendre.
C’est quoi « apprendre » ?
Apprendre est une série d’actes qui se fait tout au long de la vie. Dès son plus jeune âge, l’enfant apprend à marcher, à parler, à créer, à écrire, à entrer en relation. Il éprouve un engouement vif pour les nouveaux apprentissages. Son cerveau connaît des périodes intenses de plasticité cérébrale pendant lesquelles l’enfant développe intensément son intelligence.
Qu’est ce que la plasticité cérébrale ?
La plasticité cérébrale est la capacité du cerveau à se modifier au gré des expériences de vie. Le modelage du cerveau a lieu tout au long de la vie lors des apprentissages et des acquisitions de nouvelles compétences mais est très intense durant l’enfance, surtout entre 3 et 5 ans et au début de l’adolescence. Ce sont deux périodes dites sensibles.
Schématiquement, le cerveau est un ensemble de circuits neuronaux connectés entre eux qui interagissent grâce à des synapses. La plasticité cérébrale joue principalement au niveau de ces dernières. Si les synapses sont souvent utilisées, ces connexions vont se renforcer, se multiplier et peuvent s’automatiser. Si elles sont peu utilisées, elles deviennent « inutiles » et sont donc éliminées. C’est une formidable leçon sur les apprentissages où nous percevons déjà ici l’importance de répéter des actions pour consolider les connaissances. Nous n’apprenons pas à tricoter après deux leçons de tricot sans jamais retoucher aux aiguilles. A force de pratiquer, nos gestes deviennent de plus en plus précis, rapides, automatisés.
La plasticité cérébrale est comme une simplicité de parcours. Si vous devez vous rendre à Paris et que vous habitez le Nord de la France, auriez-vous envie de faire un grand détour par Lyon s’il n’y en a aucune utilité ? Le cerveau c’est la même chose. Il emprunte les autoroutes qui sont les connexions de neurones bien installées et sûres.
Les périodes sensibles d’apprentissage chez l’enfant et l’adolescent
La plasticité cérébrale n’est pas linéaire et équivalente à tous les âges. Les deux périodes dites « sensibles » entre 3 et 5 ans et au début de l’adolescence correspondent à des périodes de quelques années d’une forte plasticité fonctionnelle.
Connaître et comprendre la plasticité cérébrale permet de quitter des a-prioris. Le cerveau est préconçu pour l’apprentissage et tout enfant vient au monde avec une organisation cérébrale similaire. Le cerveau de l’enfant est structuré : ce n’est pas une ardoise vierge à la naissance qui évoluerait par étapes comme l’a théorisée Jean Piaget dans les années 1930. Au contraire ! Dès la naissance, le cerveau est organisé. Il a des connaissances innées. Des aires cérébrales sont déjà actives.
Il n’y a donc pas d’enfants nuls de naissance en mathématiques ou extrêmement bons dans d’autres matières. Ce sont les supports, les outils et les méthodes pédagogiques qu’il faut changer. Ne sous-estimons pas les enfants ! Apprenons et appliquons les bases fondamentales de l’apprentissage !
Les 4 piliers de l’apprentissage
Ce sont 4 fondements de l’apprentissage qui, respectés et renforcés, déterminent la vitesse et la facilité d’apprentissage.
1er pilier de l’apprentissage : l’attention
Personne ne peut apprendre sans attention. Essayez d’apprendre un numéro de téléphone tout en étant attentif à autre chose et vous n’en retiendrez que quelques chiffres. L’attention est un filtre qui sélectionne les informations pertinentes de notre environnement et rejette celles qui ne sont pas utiles. Une expérience scientifique célèbre est celle du gorille invisible des chercheurs C. Chabris et D. Simons de l’Université de Harvard en 1999. L’objectif de cette étude est de mesurer l’impact de l’attention au quotidien. Pour cela, les participants à l’étude sont face à un écran où deux équipes distinctes par la couleur de leur T-shirt se font des passes avec un ballon. Les participants doivent compter justement les passes que se font les membres de l’équipe aux T-shirts noirs. Les participants sont tellement attentifs dans leur tâche que 54 % ne perçoit pas le gorille traversant le jeu en se tambourinant la poitrine. Les pièges de l’attention sont ici. Nous sommes tellement attentifs à une tâche que nous pourrions passer totalement à côté d’une autre. Jusqu’où peut aller les impacts de l’attention ?
L’expérience prouve que si l’enfant ne prête pas attention à ce qu’il fait mais se laisse distraire par son environnement, l’apprentissage en cours sera affecté. Sans attention, les informations recueillies restent bloquées au niveau des aires cérébrales sensorielles (je vois, j’entends…) mais ne parviennent pas aux aires plus complexes comme celle du raisonnement. L’enfant en plein exercice de mathématiques va se laisser distraire par les bruits ou les mouvements proches de lui et va devoir relire plusieurs fois la consigne avant de bien la comprendre et de mettre en place les stratégies intellectuelles permettant d’y répondre efficacement. Il peut être considéré, à tort, en difficulté, peut développer des a-prioris sur lui, perdre confiance et ne plus réussir à apprendre correctement.
Il est donc primordial de susciter l’attention d’un enfant avant toute chose et de s’assurer qu’elle est bien présente. Les difficultés rencontrées par un enfant lors d’un apprentissage quelconque doivent faire l’objet d’une analyse de son attention.
Il est nécessaire également de créer des matériaux attrayants qui ne les détachent pas de la tâche primaire, simples et sobres, consolider et captiver l’attention et ne surtout pas créer de double tâche.
2ème pilier de l’apprentissage : l’engagement actif
Un être passif n’apprend pas. Un être actif apprend. C’est un constat affirmé aujourd’hui par les recherches de Stanislas Dehaene et véhiculé depuis 1963 par l’expérience des chatons de Hein et Held. Cette expérience connaît des critiques aujourd’hui mais reste une référence dans l’argumentation de l’apprentissage actif ou passif.
Etre actif, c’est être engagé dans l’apprentissage, explorer et générer des hypothèses. Il est nécessaire qu’il y ait une interaction active dans l’engagement. La pédagogie Montessori le montre : l’enfant est amené à réaliser une série d’activités rationnelles, hiérarchisées, qui sont au préalable démontrées par l’adulte enseignant et reproduit, par la suite, par l’enfant sous les yeux bienveillants de l’adulte.
L’engagement actif demande de la curiosité. La curiosité est une qualité inhérente à l’être humain dès la naissance et n’est pas acquise par l’éducation. La curiosité est une recherche d’acquisition d’informations nouvelles qui a permis (ou qui permet encore) la survie de l’espèce grâce à l’exploration de l’environnement. La découverte d’une nouvelle information active le circuit de la dopamine qui est le circuit de la récompense. Nous retenons mieux les faits pour lesquels nous sommes curieux. Mais la curiosité peut s’éteindre si nous détectons que nous ne progressons pas assez vite dans un domaine choisi comme l’apprentissage d’un instrument de musique. Pour maximiser les apprentissages, il faut donc enrichir en permanence l’environnement d’objets nouveaux et assez stimulants, challengeants, pour ne pas être découragé et susciter la curiosité. L’intérêt est de proposer régulièrement de nouveaux jeux aux enfants et de varier les supports pédagogiques.
3ème pilier de l’apprentissage : le retour sur erreur
L’apprentissage est facilité par l’erreur. Toujours dans une interaction active, l’action notable de l’erreur sur l’apprentissage est indéniable. Deux conditions sont cependant essentielles : le feed-back rapide et l’effet de surprise.
La surprise, c’est la perception du décalage entre la prédiction du résultat et la réalité. En quelque sorte c’est repérer soi-même que l’on s’est trompé. L’enfant doit être encouragé à repérer lui-même ses erreurs. Lui notifier ses erreurs à coup de stylos rouges le lendemain d’un exercice voire des jours plus tard sans véritables explications claires rapides ne sert pas à grand chose. Mais il faut percevoir la nuance : il n’est pas impératif de se tromper pour apprendre. Si l’enfant réussit un acte du premier coup, il en sera surpris et il y aura donc un apprentissage produit.
L’erreur ne doit plus être une sanction mais doit devenir un des moteurs de l’apprentissage.
4ème pilier de l’apprentissage : la consolidation
La consolidation, c’est passer d’un traitement lent, conscient avec effort d’une information, à un automatisme. L’apprentissage de la lecture à l’aide de la méthode phonique (apprendre le son des lettres) est un parfait exemple de la consolidation de l’information. L’enfant passe d’un traitement séquentiel des sons des lettres à l’identification simultanée de toutes les lettres d’un mot (et donc de sa phonétique).
Il n’y a pas de méthode unique d’apprentissage de la lecture mais celle de l’apprentissage des correspondances graphèmes/phonèmes est la méthode la plus rapide. Il est important d’y inclure une routine afin de solliciter d’autres aires cérébrales rendant l’apprentissage automatique et rapide.
Le sommeil participe à la consolidation de l’information
Le sommeil est une fonction physiologique qui participe activement, s’il est de qualité, à la consolidation des informations et rend ainsi l’apprentissage efficace.
Contrairement à ce qu’on pense, le sommeil n’est pas juste une phase de nettoyage des informations accumulées pendant la journée. C’est une période de tri et de classement des informations. Pendant que l’enfant dort, le cerveau répète les évènements importants qu’il a enregistrés pendant la journée et les transfère progressivement dans une zone plus efficace de la mémoire. Il est indispensable de préserver le sommeil chez les enfants et particulièrement la sieste chez les tout-petits en maternelle pour faciliter les apprentissages.
Le sommeil contribue aux capacités d’attention chez les enfants
Des études encore timides montrent qu’une fraction non négligeable d’enfants hyperactifs et atteints de troubles de l’attention peuvent finalement ne souffrir que d’un manque de sommeil. Chez certains, ce sont des troubles de la respiration qui empêchent de bien dormir (Karen Bonuck, 2012). Chez les adolescents, c’est le changement de rythme biologique du sommeil qui n’est pas respecté. Qui n’a jamais entendu « mon fils de 14 ans se couche tard et a des difficultés pour se lever le matin pour l’école ». L’abus des écrans chez les adolescents est une réalité mais le changement du rythme de sommeil est à prendre en compte. Les collèges et les lycées ont tout à y gagner à adapter leurs horaires à leurs élèves pour renforcer l’apprentissage.
Quels changements intégrer à l’école pour avoir des enfants apprenants ?
Face au monde qui bouge, il vaut mieux penser le changement que changer le pansement
Francis Blanche
Des fonctions exécutives au service de la réussite scolaire
Grâce aux sciences cognitives, l’acte d’apprendre n’a plus de secret. Appliquer les 4 piliers de l’apprentissage au sein de l’enseignement révolutionnera l’école et améliorera sans aucun doute le niveau scolaire des enfants. Et que diriez-vous d’installer chez les enfants autonomie, compétences réflexives sur des concepts complexes, entraide, enthousiasme, initiative, réussite ? La maternelle est la période scolaire idéale pour développer les fonctions exécutives chez les enfants (lire mon article sur Céline Alvarez). Focalisons tous nos efforts sur le développement de ces compétences exécutives à la maison et à l’école chez les enfants. Grâce à cet investissement, les écoles de demain ouvriront leurs portes : enseignants en pleine forme, élèves épanouis, meilleur classement PISA, réussite scolaire, chute de la violence, entraide et respect mutuel. Et nouvelle société !
Références
Collège de France – Stanislas Dehaene
Stanislas Dehaene : Apprendre. Les talents du cerveau. Le défi des machines, 2018
Expérimentation sur l’attention
Expérience des chatons de Hein et Held (1963)
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