Apprentissage et sciences cognitives

Mieux connaître le cerveau aide à mieux enseigner

Les sciences cognitives s’appliquent de plus en plus au domaine de l’éducation. Les sciences cognitives et la neuroéducation constituent des outils utiles pour comprendre les situations de réussites ou d’échecs. Elles interviennent dans le repérage et la recherche de solutions dans les situations de difficulté scolaire des élèves.
Les sciences cognitives ne prescrivent pas de méthode unique d’enseignement. Elles peuvent, par contre, contribuer à évaluer scientifiquement l’efficacité de méthodes existantes.
Les sciences cognitives permettent de mieux comprendre le fonctionnement du cerveau et, notamment, ses mécanismes dans le traitement des informations et pour l’apprentissage. Ce domaine de recherche fournit ainsi des informations très utiles pour l’enseignement.

L’apprentissage cognitif, innovation pédagogique

L’apprentissage cognitif, comme innovation pédagogique, est le processus par lequel un individu, un apprenant, acquiert, conserve, utilise et applique des connaissances au cours d’une expérience d’apprentissage. Il est lié à la psychologie cognitive, qui est l’étude de la façon dont le cerveau traite l’information. De ce constat est née la méthode d’apprentissage cognitif.
Cette méthode place l’individu (l’apprenant) au centre du processus d’enseignement, en insistant sur le rôle actif qu’il joue dans l’acquisition de nouvelles connaissances. En effet, l’apprenant n’est pas simplement un réceptacle passif d’informations, mais un acteur qui interagit avec son environnement et utilise ses compétences cognitives pour apprendre. Que ce soit en cours, en classe ou en formation, la pédagogie de l’enseignant, et plus généralement, sa méthode d’apprentissage et d’enseignement, devra être adaptée à l’apprenant pour lui permettre d’apprendre activement et d’accroître ses connaissances.

Les dernières avancées de la recherche ont mis en exergue quatre piliers, établis par Stanislas Dehaene pour favoriser les apprentissages :

• l’attention : capter l’attention, la focaliser et la maintenir ;
• l’engagement actif : rendre l’élève acteur et lui permettre de s’engager dans les activités ;
• le retour d’information : permettre à l’élève d’expérimenter et d’ajuster si besoin ;
• la consolidation : favoriser les apprentissages en profondeur et dans la durée, les automatiser.

L’importance de la mémoire

Tout apprentissage, si l’on veut qu’il soit maintenu dans le temps, fait appel au processus de mémorisation. La mémoire fait partie des fonctions cognitives, dites de « haut niveau ». L’objectif est de vérifier si le développement des habiletés liées à une fonction cognitive peut en favoriser une autre, en étudiant les comportements des élèves. La problématique est en effet la suivante : en quoi développer les habiletés liées aux fonctions cognitives favorise la mémorisation dans les apprentissages ?

Comment enseigner la lecture ?

L’apprentissage de la lecture spécialise certaines aires du cortex visuel pour la reconnaissance des chaînes de lettres, et les relie aux codes des sons du langage.  Ce lien (le principe alphabétique) ne va pas de soi pour l’enfant : il faut lui en enseigner explicitement tous les détails. Les sciences cognitives convergent avec les sciences de l’éducation : l’apprentissage des correspondances graphème‐phonème est la manière la plus rapide d’acquérir la lecture et la compréhension. Une fois ces correspondances établies graphèmes sens ‐ Une fois ces correspondances établies, un auto‐enseignement se produit : l’enfant déchiffre les mots, les reconnait dans son lexique oral, et accède au sens – entraînant ainsi une seconde voie de lecture.

Le bébé, machine à apprendre

Le cerveau contient, dès la naissance, un algorithme d’apprentissage statistique extrêmement sophistiqué. L’enfant se comporte comme « un scientifique au berceau ». Le cerveau dispose, d’emblée, d’un jeu d’hypothèses hiérarchiques, qu’il projette sur le monde extérieur, et dont certaines sont très abstraites. Il sélectionne ces hypothèses ou schémas mentaux en fonction de leur plausibilité. L’attention, la récompense, l’erreur, la curiosité, le sommeil, sont des éléments importants de cet algorithme encore imparfaitement compris.
Le LPNC de Grenoble (de l’Institut Carnot Cognition) avec son babylab mène des études portant notamment sur le développement de la perception des visages chez le nourrisson, leurs capacités à différencier les langues, le développement de leurs habiletés cognitives et langagières, le rôle de la multimodalité et de l’expérience dans le développement du langage.

L’importance du sommeil dans les apprentissages

Le sommeil fait partie intégrante de notre algorithme d’apprentissage. Il intervient dans la consolidation des apprentissages : après une période d’apprentissage, une période de sommeil, même courte, améliore la mémoire. Durant le sommeil, notre cerveau rejoue (parfois à vitesse vitesse accélérée) les décharges neuronales éprouvées pendant la veille.
L’amélioration du sommeil peut être une intervention très efficace, notamment pour les enfants avec des troubles de l’attention.