LES SCIENCES COGNITIVES À LA RENCONTRE DE L’ÉDUCATION
Article rédigé par Elena Pasquinelli, mars 2019
Un grand nombre d’apprentissages s’opèrent sans avoir recours à une instruction formelle. Ils relèvent en effet, sous plusieurs aspects et dans plusieurs cas, d’une activité naturelle dépendant de la maturation cérébrale, d’une information génétique et de l’expérience quotidienne. On apprend ainsi naturellement à marcher, à parler, à comprendre les autres et à interpréter leurs pensées. Le caractère naturel de l’activité d’apprentissage n’est cependant pas une garantie de succès — surtout lorsqu’il s’agit d’acquérir des compétences et des connaissances complexes et nouvelles, sans équivalent dans notre passé évolutif. L’espèce humaine a ainsi développé des techniques culturelles spécifiques pour la transmission de ce type de connaissances “naturelles” ; ce que nous appelons l’éducation. Ces techniques se doivent de s’accorder avec notre manière d’apprendre et avec les fonctions cérébrales qui influencent l’apprentissage, la mémorisation, la compréhension, la réflexion.
Les sciences cognitives : qu’est-ce que c’est ?
Les sciences cognitives sont un champ de recherche multidisciplinaire qui a pour objectif la compréhension des fonctions du cerveau qui s’expriment dans les comportements individuels et sociaux : l’interaction avec l’environnement, la réflexion, l’interaction sociale, la communication, le ressenti des émotions, la production de connaissances, leur acquisition, leur conservation et leur transmission.
Les sciences cognitives se prévalent d’approches méthodologiques multiples et se rapportent à différents domaines de recherche :
– la psychologie permet d’étudier, de manière expérimentale, les comportements individuels, en les ramenant à des fonctions, comme par exemple la perception, l’apprentissage, la communication, ou encore le langage (qui fait aussi l’objet de la linguistique) ;
– les neurosciences cognitives cherchent à identifier les bases cérébrales et les mécanismes moléculaires de ces fonctions, grâce à la mise en place de techniques d’observation comportementale et d’imagerie cérébrale. Jusqu’à récemment, leur usage se limitait à l’étude des dysfonctionnements et de maladies affectant telle ou telle région cérébrale ; aujourd’hui, il est possible de visualiser le cerveau en action ;
– la science informatique et les mathématiques permettent de modéliser ces fonctions : les simuler et reproduire de manière artificielle ;
– l’anthropologie et la psychologie sociale permettent de situer les fonctions cérébrales dans le cadre des interactions culturelles et sociales, et de rechercher dans les traits communs aux différentes cultures des bases cognitives communes ;
– la psychologie du développement, la psychologie évolutionniste — branche de la biologie évolutionniste — et la primatologie s’intéressent aux changements qui adviennent au cours du développement de l’individu ou de l’évolution de l’espèce au niveau des différentes fonctions cognitives, mais elles s’attachent aussi à comparer les fonctions rencontrées chez les êtres humains avec celles d’autres espèces, notamment les autres primates. Les méthodes d’observation et les méthodes expérimentales se sont beaucoup développées, jusqu’à rendre possible l’étude des connaissances et compétences du nouveau-né.
Les sciences cognitives se prévalent d’approches méthodologiques multiples et se rapportent à différents domaines de recherche :
– la psychologie permet d’étudier, de manière expérimentale, les comportements individuels, en les ramenant à des fonctions, comme par exemple la perception, l’apprentissage, la communication, ou encore le langage (qui fait aussi l’objet de la linguistique) ;
– les neurosciences cognitives cherchent à identifier les bases cérébrales et les mécanismes moléculaires de ces fonctions, grâce à la mise en place de techniques d’observation comportementale et d’imagerie cérébrale. Jusqu’à récemment, leur usage se limitait à l’étude des dysfonctionnements et de maladies affectant telle ou telle région cérébrale ; aujourd’hui, il est possible de visualiser le cerveau en action ;
– la science informatique et les mathématiques permettent de modéliser ces fonctions : les simuler et reproduire de manière artificielle ;
– l’anthropologie et la psychologie sociale permettent de situer les fonctions cérébrales dans le cadre des interactions culturelles et sociales, et de rechercher dans les traits communs aux différentes cultures des bases cognitives communes ;
– la psychologie du développement, la psychologie évolutionniste — branche de la biologie évolutionniste — et la primatologie s’intéressent aux changements qui adviennent au cours du développement de l’individu ou de l’évolution de l’espèce au niveau des différentes fonctions cognitives, mais elles s’attachent aussi à comparer les fonctions rencontrées chez les êtres humains avec celles d’autres espèces, notamment les autres primates. Les méthodes d’observation et les méthodes expérimentales se sont beaucoup développées, jusqu’à rendre possible l’étude des connaissances et compétences du nouveau-né.
Quels peuvent être les apports des sciences cognitives à l’éducation ?
Nous disions en introduction que l’éducation doit s’accorder avec notre manière d’apprendre et avec les fonctions cérébrales qui influencent l’apprentissage, la mémorisation, la compréhension, la réflexion. Ce point vaut pour l’enseignement en général, mais il est particulièrement critique pour l’enseignement de la science, car les connaissances évoluent au rythme des nouvelles découvertes et de théories de moins en moins compréhensibles par l’intuition seule. Par exemple, le cerveau n’est pas particulièrement préparé pour appréhender des notions qui touchent au monde de l’infiniment petit ou de l’infiniment grand comme l’Univers et ses galaxies, aux lois probabilistes de la physique quantique, à l’évolution des espèces…
C’est surtout à ce niveau qu’intervient l’apport des sciences cognitives, principalement par trois voies :
1. Les sciences cognitives peuvent contribuer à la recherche et à l’ingénierie de méthodes éducatives efficaces. L’étude et la connaissance des mécanismes d’apprentissage peuvent en effet aider à concevoir — en lien avec les autres recherches en éducation — des interventions éducatives en accord avec le fonctionnement naturel du cerveau, son développement et sa maturation, et en tenant compte des contraintes et éventuelles difficultés d’origine biologique.
2. Les sciences cognitives utilisent les méthodes de la science pour évaluer des actions éducatives : des tests randomisés et contrôlés (pour isoler correctement les variables influençant l’apprentissage), des pré-tests et post-tests…
3. Les sciences cognitives se sont intéressées non seulement au cerveau qui apprend (mais aussi au cerveau qui enseigne). Par les connaissances et compréhensions qui en découlent, elles fonctionnent comme une sorte de boussole qui permet aux enseignants d’orienter — sans guider — leurs actions dans une direction compatible avec les connaissances scientifiques. Elles peuvent aussi aider à repérer certaines idées concernant le cerveau parfois largement diffusées, mais qui sont erronées (ce qu’on appelle le plus souvent les « neuromythes »).
2. Les sciences cognitives utilisent les méthodes de la science pour évaluer des actions éducatives : des tests randomisés et contrôlés (pour isoler correctement les variables influençant l’apprentissage), des pré-tests et post-tests…
3. Les sciences cognitives se sont intéressées non seulement au cerveau qui apprend (mais aussi au cerveau qui enseigne). Par les connaissances et compréhensions qui en découlent, elles fonctionnent comme une sorte de boussole qui permet aux enseignants d’orienter — sans guider — leurs actions dans une direction compatible avec les connaissances scientifiques. Elles peuvent aussi aider à repérer certaines idées concernant le cerveau parfois largement diffusées, mais qui sont erronées (ce qu’on appelle le plus souvent les « neuromythes »).
Le cerveau qui apprend
Le rapprochement qui s’est opéré entre les recherches en sciences cognitives et en éducation apporte un regard nouveau sur les mécanismes d’apprentissage et a déjà produit une base de connaissances riche et diversifiée.
Un kit de départ
Les sciences de la cognition ont mis en évidence l’existence de plusieurs mécanismes d’apprentissage qui opèrent depuis le plus jeune âge. Le bébé puis l’enfant possèdent naturellement une propension à connaître le monde : une curiosité pour leur environnement qui les amène à explorer, expérimenter, chercher et formuler des explications causales sur les phénomènes qu’ils observent autour d’eux — physiques, biologiques, psychologiques. De plus, ils savent capter les régularités présentes dans leur environnement. Grâce à ces mécanismes et dès leurs premières expériences, les enfants construisent leur compréhension du monde naturel, qui devient de plus en plus riche et sophistiquée au fur-et-à-mesure des occasions d’exploration et d’interaction. Ainsi, le bébé de moins de six mois est déjà capable de découper les stimuli en objets et de leur attribuer des propriétés physiques, évaluer des quantités ; distinguer des formes géométriques ; attribuer aux entités animées la capacité unique de se mettre en mouvement de manière autonome, et les distinguer ainsi des autres objets ; développer des idées sur ce qui est réel et ce qui ne l’est pas, sur ce que les autres pensent, savent, ou croient ; conduire des expériences simples, tester des hypothèses.
Le « kit » de connaissances et compétences précoces représente une précieuse base de départ. Une fois mis à l’épreuve des enseignements scolaires, toutefois, il peut aussi se révéler comme un obstacle à l’acquisition de connaissances qui vont au-delà de ce qui peut être observé directement et compris intuitivement. Certaines difficultés d’apprentissage, en sciences notamment, peuvent lui être attribuées et continuer d’agir même à l’âge adulte.
Le « kit » de connaissances et compétences précoces représente une précieuse base de départ. Une fois mis à l’épreuve des enseignements scolaires, toutefois, il peut aussi se révéler comme un obstacle à l’acquisition de connaissances qui vont au-delà de ce qui peut être observé directement et compris intuitivement. Certaines difficultés d’apprentissage, en sciences notamment, peuvent lui être attribuées et continuer d’agir même à l’âge adulte.
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OUVRAGES À CONSULTER
BERTHIER J.L., BORST G., DESNOS M., GUILLERAY F. (2018). Les neurosciences cognitives dans la classe, Guide pour expérimenter et adapter ses pratiques pédagogiques. ESF Sciences Humaines.
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DEHAENE S. (2010). La bosse des maths ; quinze ans après. Odile Jacob.
DEHAENE S. (2018). Apprendre ! : Les talents du cerveau, le défi des machines. Odile Jacob.
EUSTACHE F. sous la direction de. (2014). Mémoire et oubli. Le pommier et Observatoire B2V des mémoires.
HOUDE O. (2017). Apprendre à résister : Pour l’école, contre la terreur. Le Pommier, coll. « Manifestes ».
HOUDE O. (2018). L’école du cerveau : De Montessori, Freinet et Piaget aux sciences cognitives. Mardaga.
HOUDE O. (2019). L’intelligence humaine n’est pas un algorithme. Odile Jacob.
HOUDE O. (2019). Comment raisonne notre cerveau. PUF, coll. « Que sais-je ? ».
HOUDE O., BORST G. (2018). Le cerveau et les apprentissages – Cycles 1, 2, 3. Collection Les repères pédagogiques. Nathan.
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