Cognition, cerveau, éducation. Une sélection de contributions et d'idées entre recherche et application

Séminaire Sciences cognitives et éducation (Ministère de l'Education Nationale/Collège de France)
Auteurs : Equipe La main à la pâte(plus d'infos)
Résumé :
Pour articuler son action de formation à la recherche, le Ministère de l'éducation nationale a organisé, en partenariat avec le Collège de France, un colloque "Sciences cognitives et éducation", les 20 et 21 novembre 2012 à Paris. Cette page propose les vidéos des interventions au colloque, mises en ligne par le Collège de France, et le programme du colloque. Suivis par une réflexion de Stanislas Dehaene (Collège de France, Chaire de Psyshcologie Expérimentale, Directeur de l'Unité de neuroimagérie cognitive à Neurospin) sur l'opportunité d'un tel colloque, et plus en général sur l'importance d'articuler recherche en sciences cognitives et éducation.
Publication : 3 Octobre 2013
Matériel :

 

 

 

 

Sciences cognitives et éducation. Journées organisées par le Ministère de l'EducationNationale avec la Chaire de Psyshcologie Expérimentale du Collège de France

La recherche accorde une place de plus en plus importante à l'appréhension des mécanismes cognitifs appliqués à l'éducation et il paraît essentiel de confronter les résultats majeurs de ces études scientifiques aux pratiques d'enseignement en classe. En effet, connaître le fonctionnement psychique et cognitif de l'élève est fondamental pour l'enseignant en ce que cela lui permet d'adapter son enseignement et de créer des conditions optimales d'apprentissage.

Consulter la page dédiée au séminaire sur le site web du CRDP de Paris

 


Sciences cognitives et éducation. Première journée

Programme

Quels sont les mécanismes par lesquels l’éducation modifie le cerveau de l’enfant? Je tenterai de résumer quelques grands principes issus des sciences cognitives et applicables à la salle de classe. La psychologie cognitive et l’imagerie cérébrale soutiennent deux idées fortes : 1. L’enfant possède une vaste gamme d’intuitions précoces, notamment dans le domaine du langage et des mathématiques, qui servent de fondation aux apprentissages ultérieurs; 2. Dès la toute petite enfance, le cerveau est doté d’un algorithme sophistiqué d’apprentissage dont quelques composantes essentielles sont l’attention, l’engagement actif, la récompense, la détection d’erreur, l’automatisation et le sommeil. L’enseignement peut être considérablement amélioré lorsque l’enseignant tire le meilleur parti de ces ressources de l’enfant

  • Les difficultés d'apprentissage de l'enfant et leurs origines (Franck Ramus) vidéo support

Les troubles spécifiques des apprentissages ont fait l’objet de nombreuses recherches scientifiques et commencent à être de mieux en mieux compris. Nous illustrerons les principaux résultats de ces recherches dans le cas particulier de la dyslexie développementale

  • Questions et débat vidéo
  • Ressources cognitives et mémoire (Patrick Lemaire) vidéo

Notre système cognitif se caractérise par une double contrainte. D'une part, il dispose de ressources de traitement en quantités limitées, et est organisé en différentes mémoires relativement indépendantes. D'autre part, cette double contrainte évolue au cours du développement cognitif de l'enfant. Nous présenterons donc l'état actuel de nos connaissances sur cette double contrainte. Nous détaillerons en particulier comment évoluent certaines ressources de traitement (comme le contrôle cognitif, l'attention, l'inhibition, stratégies) et nos mémoires (comme la mémoire de travail et la mémoire à long terme, ainsi que leurs sous-systèmes respectifs) impliquées dans les apprentissages scolaires

  • L'importance de la métacognition (Joëlle Proust) vidéo support

Nous nous intéresserons à la métacognition des apprenants, c’est-à-dire leur capacité de s’auto-évaluer, tant sur le mode prédictif de ce qu’ils pourront se rappeler, des problèmes qu’ils pourront résoudre, etc. que sur le mode rétrospectif (ai-je bien perçu, me suis-je bien rappelé, ai-je bien compris, n’ai-je pas commis d’erreur ?)

  • Questions et débat vidéo
  • Les débuts de l'apprentissage de la lecture (Liliane Sprenger-Charolles) vidéo support

Présentation des résultats majeurs d’études provenant de différentes disciplines (psycholinguistique, neurosciences et sciences de l’éducation) centrées sur les principales capacités impliquées dans l’apprentissage de la lecture (identification des mots écrits et compréhension en lecture) et sur leurs relations. Une attention particulière sera portée aux résultats les plus robustes et à ceux qui ouvrent de nouvelles pistes pour la recherche, en soulignant les liens avec les applications pédagogiques

Apprendre l'orthographe. Les caractéristiques du système orthographique du Français le rendent particulièrement difficile à apprendre. La présente communication présentera les principales difficultés. Elle cherchera ensuite à décrire et expliquer les principales erreurs relevées chez les enfants et adultes. Elle s'attachera enfin à proposer des modalités d'intervention, dont certaines ont déjà été expérimentées en classe

Plusieurs stéréotypes de sexe dont l'influence sur le comportement est repérable assez tôt au cours du développement cognitif font in fine obstacles à l'insertion des filles et des femmes dans les filières scientifiques et techniques. Certains travaux issus des sciences du comportement, en particulier ceux de la psychologie sociale expérimentale, montrent cette influence chez des enfants en situation scolaire et chez de jeunes femmes en école d'ingénieurs ou issus de classes préparatoires option mathématiques, dont la réussite dans les domaines stéréotypés est évidente mais qui néanmoins demeurent vulnérables aux stéréotypes en question. Ces travaux non seulement contribuent à falsifier l'hypothèse d'une supériorité masculine dans les domaines considérés (mathématiques, capacités visuo-spatiales, raisonnement), mais apportent aussi un nouvel éclairage s'agissant de la désaffection des filles et des femmes pour les filières scientifiques et techniques. Des pistes de réflexion pour l'action dans les domaines de la formation et de l'orientation scolaire et professionnelle seront proposées

 

La page web de la journée sur le site du Collège de France


 

Accueil du portail éduscol, ministère de l'éducation nationale

Séminaire national Sciences cognitives et éducation

Conférences plénières

  • Sciences cognitives, innovation et ingénierie pédagogique (André Tricot) vidéo

L'ingénierie pédagogique est une des modalités d'utilisation des connaissances issues des sciences cognitives en enseignement. Il s'agit de concevoir des innovations (nouveaux supports, dispositifs, tâches) en tenant compte des contraintes liées aux situations d'enseignement et en utilisant des connaissances issues des sciences cognitives. On teste généralement l'efficacité de l'innovation en distribuant aléatoirement les élèves en deux groupes, ceux qui utilisent l'innovation et ceux qui ne l'utilisent pas, tout le reste étant égal par ailleurs. Si les problèmes méthodologiques de cette approche sont redoutables, elle produit des résultats, qui, après plusieurs réplications, peuvent être considérés comme présentant une certaine validité. Quelques exemples seront présentés.

  • Des sciences cognitives à l’enseignement : introduction au travail en atelier (Edouard Gentaz) vidéo

Même si les buts des techniques pédagogiques utilisées par les enseignants (élaborer des techniques qui fonctionnent) et ceux des recherches des sciences cognitives en éducation (non seulement d’évaluer scientifiquement les effets de ces techniques mais aussi de comprendre, expliquer) diffèrent, nous défendons l'idée que ces deux approches sont indispensables et complémentaires.
Le travail en atelier a pour objectif de développer une interaction vertueuse entre ces deux approches et de discuter de certaines lignes conduites pour enseigner suggérées par les précédentes interventions.

  • Conférences conclusives et synthèse  vidéo

Présentation de posters

Les enfants, le cerveau ... et l'enfant
Un projet pédagogique de La main à la pâte

ALOE : Apprentissage de la Langue Orale et Ecrite
Un nouvel outil pédagogique, en accord avec la littérature scientifique actuelle
(2 versions : ALOE et ALOE-ASH)
Conception : Brigitte Roy, Orthophoniste, professeur spécialisé CAPEJDA
Marie-Odile Martin, professeur spécialisé CAPEJDA
Marie Staebler, orthophoniste et illustratrice, édition COMMEDIC

Groupes de travail en parallèle


 

 

 


3 questions pour Stanislas Dehaene

CRDP de Paris : « Sciences cognitives et éducation », pourquoi un tel colloque en 2012 ?

Stanislas Dehaene : L’idée du colloque « Sciences cognitives et éducation » est née d’une rencontre entre des chercheurs en sciences cognitives et des spécialistes de l’éducation. À la direction générale de l’enseignement scolaire, on s’est rendu compte que les avancées des sciences cognitives dans les vingt dernières années permettaient, dans une certaine mesure, d’éclairer les apprentissages chez l’enfant. D’abord parce qu’on commence à comprendre l’organisation du cerveau de l’enfant, et notamment comment il est organisé pour apprendre à lire, comment il est organisé lorsqu’il apprend à calculer. Et aussi dans des aspects plus généraux. Comment fonctionnent d’une manière générale les algorithmes d’apprentissage dans le cerveau d’un jeune enfant. Et puis, d’un autre côté, il y a cette demande de formation, qui est très réelle, des enseignants. Essayer d’optimiser l’enseignement, de faire le mieux possible, pour que tous les enfants, et j’insiste beaucoup sur ce fait, tous les enfants, quel que soit leur milieu socio-économique, quel que soit le fait que la langue française soit leur première langue ou pas, essayer de maximiser la capacité d’apprentissage des enfants en classe.

CRDP de Paris : Les connaissances scientifiques sont-elles suffisamment stabilisées aujourd’hui pour qu’on puisse envisager d’en faire bénéficier la communauté éducative ?

Stanislas Dehaene : Les sciences cognitives disposent d’un certain nombre de connaissances

scientifiques stabilisées. Pas toutes, c’est un domaine qui est en pleine expansion. Mais disons que sur le grand socle de ce qui se passe en particulier au primaire, je pense que là nous avons des connaissances très importantes à la fois sur les systèmes cérébraux spécialisés, pour la lecture, pour le calcul, pour l’attention, pour l’orthographe.

Et puis nous avons une certaine connaissance aussi des mécanismes plus génériques, mais qui sont peut-être les plus importants pour les apprentissages. Qu’est-ce que c’est que l’attention. Comment elle fonctionne chez l’enfant. Qu’est-ce que c’est que le contrôle de soi. Ce qu’on appelle la métacognition, c’est-à-dire la capacité de se représenter ses propres connaissances, et de savoir s’il faut réviser ou pas. Alors dans tous ces domaines, il y a quand même une connaissance qui est assez forte, maintenant, ce qui ne veut pas dire qu’elle est complète, il faut être très prudent. Mais l’idée de ce colloque, c’est précisément de créer une rencontre. Pas forcément unidirectionnelle, certainement pas, j’espère que les enseignants auront aussi beaucoup de questions qui suggéreront des pistes de recherche pour les chercheurs. Mais une première rencontre qui fournisse des contenus de formation.

Il n’y a aucun doute qu’il y a un minimum de bagage de sciences cognitives dans tous ces domaines, qui est en quelque sorte ce qu’on ne peut pas ne pas savoir. Je voudrais vous donner quelques exemples très simples de connaissances en sciences cognitives qui font partie à mon sens de ce bagage minimal de l’enseignant. L’un des exemples dont nous parlerons dans le colloque c’est celui de l’apprentissage de la lecture, qui commence à être bien compris, maintenant, dans le cerveau de l’enfant. On a décrit un certain nombre de circuits qui sont modifiés, dans le cerveau, qui doivent être modifiés, lors de l’apprentissage de la lecture. La lecture est essentiellement une transformation des informations visuelles, par le biais d’une région spécialisée, que j’ai appelée la boîte aux lettres du cerveau, pour entrer par le biais de la vision dans le domaine du langage et, en particulier, transformer les chaînes de lettres en chaînes de phonèmes, en chaînes de sons du langage, par le biais de cette représentation dans la région qu’on appelle le planum temporale. Alors on sait maintenant que l’apprentissage doit se focaliser au tout départ, en tout cas, sur ces correspondances entre graphèmes et phonèmes. Beaucoup d’expérimentations ont montré qu’on peut développer ces circuits en focalisant l’enseignement, jour après jour, sur l’apprentissage, l’une après l’autre, des correspondances qui relient les lettres avec les sons.

Chez les enfants dyslexiques, nous savons que ce circuit de la lecture n’est pas organisé normalement. Il se peut qu’il y ait des micro-anomalies, qui surviennent vraisemblablement avant même la naissance, qui désorganisent légèrement ces circuits corticaux, et nous savons que, néanmoins, ces réseaux peuvent se réorganiser. Les enfants dyslexiques ont besoin d’un apprentissage en quelque sorte renforcé des correspondances entre graphèmes et phonèmes. Lorsqu’ils ont un enseignement renforcé, en particulier avec l’aide, parfois, de logiciels ou de jeux, qui permettent de jouer avec les sons du langage et de jouer avec les lettres, ce circuit qui est au départ légèrement désorganisé va pouvoir se mettre en place malgré tout. Parfois avec l’aide aussi de l’hémisphère droit. C’est un exemple de connaissances que nous avons maintenant, qui nous rendent très optimistes sur l’enseignement, en particulier sur l’enseignement de la lecture. Il n’y a pas d’enfants, même très sévèrement dyslexiques, qui ne puissent pas réapprendre, dans la mesure où les circuits du cerveau de l’enfant sont éminemment plastiques, dans cette période, vers six – sept ans, où nous leur apprenons à lire.

C’est cela que nous allons essayer de synthétiser. Alors, évidemment, ce sera trop court, ce sera une première journée de rencontres scientifiques, suivie d’une deuxième journée de synthèse, pour s’emparer de ces connaissances et les amener à une sorte de plan de formation pour les enseignants.

CRDP de Paris : Quels contenus pour ces deux journées de formation ?
Stanislas Dehaene : L’idée à laquelle on est arrivé, c’est qu’il y aura une première journée, qui se tiendra au Collège de France, où on écoutera un certain nombre d’exposés scientifiques, et une deuxième journée qui sera plus dans le domaine de la rencontre enseignants – chercheurs, où les enseignants tenteront de s’emparer de ces questions et de voir comment les transformer en un vrai plan de formation dans les classes.

Première journée, donc. Dans la matinée on abordera tout ce qui concerne les mécanismes généraux d’apprentissage dans le cerveau, comment fonctionne l’apprentissage. Certains enfants rencontrent des difficultés. D’où peuvent provenir ces difficultés. Franck Ramus nous parlera de la part de la génétique, mais aussi des difficultés que rencontrent tous les enfants. C’est normal d’avoir des difficultés dans l’apprentissage. Nous aurons un exposé de Patrick Lemaire sur la mémoire et l’attention. Deux mécanismes indispensables sur lesquels on connaît maintenant un certain nombre de facteurs importants. Par exemple le rôle du sommeil dans les apprentissages. Et puis un exposé de Joëlle Proust sur la métacognition, c’est-à-dire la compréhension que l’enfant a de ses propres apprentissages, et la manière dont il peut lui-même, en révisant, en se rendant compte qu’il n’a pas tout compris, contrôler et maximiser ses propres apprentissages.

L'après-midi sera consacré à des domaines plus spécifiques du savoir en sciences cognitives. D’abord la lecture, qui est un grand domaine, dans lequel on comprend maintenant beaucoup de choses, les circuits cérébraux de la lecture, la manière dont les représentations mentales sont organisées pour nous permettre de passer de la vision au langage parlé. Nous aurons un exposé dans ce domaine, de la part de Liliane Sprenger-Charolles, et également un exposé de Michel Fayol qui portera plus spécifiquement sur l’orthographe, une grande difficulté dans le domaine du français. Le français est une langue compliquée. On comprend pourquoi certains aspects de l’orthographe du français sont difficiles pour l’enfant. Ensuite, nous passerons à l’arithmétique, les représentations des nombres dans le cerveau, avec Manuela Piazza. Et nous terminerons avec une question qui est importante pour tous les cours, et particulièrement peut-être en mathématiques, qui est la question des stéréotypes à l’école. Et pourquoi certains enfants pensent que les mathématiques, ce n’est pas pour eux. Là aussi, les sciences cognitives ont leur mot à dire.

 

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