Comment apprendre à apprendre ?

Vous souvenez-vous de votre cours sur les identités remarquables ? ou de votre cours de 4ème sur les Misérables ? 

Après plusieurs années loin des bancs de l’école, la plupart des choses que nous y avons apprises semblent avoir disparu de notre mémoire. Pourtant, nous ne manquions pas de cœur à l’ouvrage et, à l’époque, nous avions très bien appris nos leçons. Pourquoi n’arrivons-nous pas à nous souvenir de ce sur quoi notre cerveau a travaillé avec acharnement ? Où sont passées toutes les connaissances qui devraient être stockées dans notre mémoire ? 

C’est une des questions auxquelles Frédéric Guilleray, agrégé de SVT, formateur pour enseignants, chargé de mission au conseil scientifique de l’Éducation nationale et vice-président de Apprendre et Former avec les Sciences Cognitives (www.sciences-cognitives.fr), s’est intéressé. Lors du campus d’hiver (2 jours de formation aux vacances de février lors desquelles les enseignants du programme du Choix de l’école se retrouvent pour partager leurs expériences et améliorer leur pratique), il est venu présenter la place des sciences cognitives dans l’enseignement. A travers une conférence très modélisante, qui a déconstruit l’idée qu’un cours magistral rend les élèves passifs, il a présenté de nombreux outils facilement mobilisables par les enseignants pour engager leurs élèves dans les apprentissages.

Son intervention était ainsi structurée autour de trois points : la recherche en sciences cognitives, le fonctionnement du cerveau prédictif et la consolidation à long terme. 

La recherche en sciences cognitives

Frédéric Guilleray a commencé son propos en présentant les sciences cognitives. Elles regroupent les neurosciences, la psychologie cognitive et expérimentale et l’intelligence artificielle. Les sciences cognitives répondent à une véritable démarche scientifique qui se doit d’être rigoureuse pour pouvoir scientifiquement prouver que certaines stratégies fonctionnent et aident le cerveau à apprendre. La recherche en sciences cognitives a ainsi étudié le fonctionnement du cerveau sur de nombreux points, ce qui permet de déconstruire un grand nombre de neuromythes. Ces idées reçues sur le fonctionnement du cerveau peuvent parasiter les techniques d’apprentissage et guider les élèves vers de mauvaises pistes. 

Pour vous donner un aperçu, voici quelques idées communément répandues sur le cerveau. Selon vous, lesquelles sont vraies ? 

• Il existe une pyramide des apprentissages, qui permet de classifier les techniques d’apprentissage en fonction de leur efficacité. En haut de la pyramide se trouveraient ainsi les cours magistraux, dont les élèves ne retiennent que 5% après 24h. Ensuite vient la lecture, qui permet aux élèves de retenir 10% des informations. Puis l’audiovisuel, la démonstration, les groupes de discussion, l’apprentissage par la pratique et enfin le fait d’enseigner aux autres, qui serait le plus efficace pour l’apprentissage avec 90% du contenu mémorisé. (Pour en savoir plus sur la pyramide des apprentissages, vous pouvez consulter ce lien : https://par-temps-clair.blogspot.com/2018/06/la-pyramide-de-lapprentissage-un.html)
• Entremêler deux apprentissages perturbe les élèves. 
• Le cerveau fonctionne 24h/24.
• Chacun a un mode privilégié de mémorisation : visuel, auditif, kinesthésique.
• Dans le cerveau, un des hémisphères domine toujours : soit le droit (intuitif et émotionnel), soit le gauche (raisonnement logique et rationnel). 
• Il y a 8 grands types d’intelligence (logico-mathématique, verbo-linguistique, interpersonnelle, intrapersonnelle…) et chacun est plus à l’aise dans certains de ces types d’intelligence.
• Il est possible de réaliser deux tâches conscientes en même temps. 
• Les hommes ont un cerveau plus gros que les femmes. 
• On utilise environ 10% de notre cerveau. 

Vous pouvez essayer de deviner lesquelles de ces propositions sont vraies (prenez un temps de réflexion si besoin, avant de regarder la réponse🙃).

Il se trouve que seules deux de ces propositions sont vraies : le cerveau fonctionne 24h/24 et le cerveau des hommes est plus gros que celui des femmes (comme le reste du corps, qui est en moyenne plus grand chez les hommes que chez les femmes). 

Il faut donc faire attention car ces mythes induisent de fausses croyances et des techniques inappropriées pour apprendre. De quoi le cerveau a-t-il vraiment besoin pour apprendre ? 

Le cerveau a besoin de 4 éléments : 

1. l’attention 
2. l’engagement actif
3. le retour d’information 
4. la consolidation mnésique

Le deuxième et le troisième éléments sont les étapes au cours desquelles la compréhension se fait plus particulièrement. La régulation de ces quatre étapes est appelée la métacognition.

Encadré : Les conseils pratiques à appliquer “L’écriture au tableau” : 

Quand on veut que les élèves copient le cours dans leurs cahiers : 

• Ecrire une phrase au tableau. 
• La lire. 
• L’effacer. 
• Demander aux élèves d’écrire dans leurs cahiers. 
• Vérifier que tout le monde a bien écrit. 

→ Cela permet d’être plus actif et de réfléchir à ce qu’on écrit. 

Le fonctionnement du cerveau prédictif 

Contrairement à ce qu’on pourrait croire, le cerveau ne se contente pas d’enregistrer ce qui se passe autour de nous. En réalité, il passe son temps à anticiper. Avant même de recevoir une information, il formule déjà une hypothèse sur ce qu’il va percevoir. Pour cela, il s’appuie sur tout ce qu’il a vécu, appris et construit auparavant (et qui forme un modèle interne).

Ces prédictions sont ensuite confrontées à ce que les sens captent réellement. 

✅Si la réalité colle à l’attente, le modèle se renforce en l’état. Le cerveau n’a rien de nouveau à apprendre. 

❌En revanche, quand il y a un écart entre la prédiction et la réalité, le signal d’erreur agit comme un déclencheur, il pousse le cerveau à revoir son hypothèse et à affiner sa représentation du monde. Ce signal d’erreur devient un levier d’apprentissage. Le cerveau s’en sert pour ajuster et affiner son modèle interne qui pourra générer de meilleures prédictions à l’avenir.

Apprendre, c’est ainsi se tromper. L’erreur n’est pas un échec, mais le moteur même de la mise à jour cérébrale.

Voici un schéma qui récapitule le fonctionnement de la théorie du cerveau prédictif : 

Le cerveau est donc fait pour détecter les erreurs. 

A partir de ce constat, que pouvons-nous faire pour aider le cerveau à travailler selon son fonctionnement naturel ? 

Frédéric Guilleray identifie 3 leviers pour faciliter le travail du cerveau : 

1. Encourager l’engagement actif : les élèves doivent être actifs, que ce soit lors de travaux de groupes ou de temps plus magistraux. Il faut trouver des moyens d’engager tous les élèves (interroger au hasard, demander à tous les élèves de donner discrètement leur réponse, temps individuel avant un travail de groupe…)
2. Donner un feedback immédiat : cela aide les élèves à conscientiser l’écart entre leur modèle interne actuel et l’entrée reçue du monde extérieur. Il peut ainsi être utile de garder un temps pour corriger une évaluation juste après sa réalisation ou d’impliquer les élèves dans une correction immédiate.
3. Positiver l’erreur : il est important de souligner les erreurs qui ont été commises et de mettre en avant l’apprentissage qu’elles ont apporté. En tant qu’enseignant, il faut veiller à être particulièrement modélisant à propos des erreurs : l’enseignant peut se tromper et doit lui-même montrer qu’il apprend en se trompant.

La consolidation à long terme

Les trois stratégies souvent utilisées par les élèves pour apprendre sont en réalité les moins efficaces. En effet, résumer un cours, surligner des passages ou relire une leçon en boucle n’est pas très utile pour la mémorisation à long terme. A court terme, ces méthodes peuvent être efficaces mais dans le temps long, peu d’informations sont véritablement enregistrées par le cerveau. 

De nombreuses études se sont intéressées aux manières de mémoriser, pour évaluer lesquelles sont les plus utiles. 

Parmi les techniques les plus efficaces pour ancrer durablement les connaissances, deux se distinguent nettement : le testing et la pratique distribuée. 

Le testing consiste à se forcer à retrouver une information sans l’avoir sous les yeux, plutôt que de la relire passivement. L’effort que fournit le cerveau pour aller chercher une information renforce considérablement la trace mémorielle. Concrètement, cela peut prendre la forme d’un quiz en début de séance, d’un exercice de rappel libre ou de simples questions posées aux élèves sur la leçon précédente ou des leçons plus anciennes. 

La pratique distribuée, quant à elle, repose sur le principe qu’il vaut mieux réviser plusieurs fois sur une longue période que de tout concentrer en une seule session intensive. Travailler un contenu le lundi, y revenir le jeudi, puis la semaine suivante, permet au cerveau de consolider progressivement la trace mémorielle à chaque nouvelle sollicitation. Pour les enseignants, cela doit amener à une réflexion sur la progression annuelle. Il est conseillé d’aborder les sujets les plus importants dès le début de l’année, pour pouvoir ensuite remobiliser les connaissances tout au long de l’année. Cela permet de consolider les apprentissages, en laissant le temps au cerveau d’enregistrer l’information.

Ces deux techniques ont en commun de s’appuyer sur le fonctionnement naturel du cerveau. Elles l’obligent à travailler activement, à générer des erreurs et à les corriger. C’est exactement ce que décrit le modèle du cerveau prédictif.

Conclusion 

Les sciences cognitives nous offrent donc des clés concrètes pour mieux comprendre comment le cerveau apprend. Loin des neuromythes et autres croyances, la recherche nous montre qu’apprendre ne se résume pas à relire ses notes ou surligner son cours. C’est avant tout un processus actif, qui se construit dans l’erreur et dans la durée. Pour les enseignants, ces quelques principes (engager les élèves, valoriser l’erreur, espacer les révisions) sont autant de leviers simples à actionner pour que les connaissances, cette fois, restent vraiment gravées dans les mémoires. 

Les conseils pour guider au mieux ses élèves dans les apprentissages : 

À faire en classe

• Quand on demande aux élèves de copier un contenu dans leurs cahiers : demander aux élèves de ne pas écrire en même temps, écrire une phrase au tableau, la lire, l’effacer, puis demander aux élèves de l’écrire dans leur cahier. Ils ne copient pas bêtement mais commencent à retenir le contenu.
• Interroger les élèves au hasard pour maintenir l’engagement de tous.
• Quand on pose une question à l’ensemble de la classe, demander à chaque élève de donner sa réponse discrètement (sur ardoise, sur un papier, réponse sur les doigts…)
• Avant un travail de groupe, prévoir un temps individuel de réflexion pour que tous les élèves puissent réfléchir à la vitesse qui leur convient. 
• Corriger une évaluation immédiatement après sa réalisation pour que le feedback soit immédiat, et que les élèves puissent corriger mentalement leur erreur. 
• Pour impliquer les élèves dans la correction immédiate, prévoir des dispositifs : fiches d’autoévaluation, correction de sa copie avec un stylo d’une autre couleur…
• Valoriser et commenter les erreurs commises plutôt que de les sanctionner : il faut mettre en avant ce que ces erreurs ont permis d’apprendre
• Se tromper soi-même devant les élèves et montrer qu’on apprend de ses erreurs
• Laisser un temps en début de séance pour que les élèves remobilisent ce dont ils se souviennent de la séance précédente.

Dans la progression annuelle

• Aborder les sujets les plus importants dès le début de l’année
• Prévoir de remobiliser régulièrement les connaissances tout au long de l’année plutôt qu’une seule fois

À éviter

• Demander aux élèves de simplement relire leur cours
• Leur conseiller de surligner ou de résumer comme technique principale de révision
• Concentrer toutes les révisions d’un sujet en une seule session intensive