La Neuropédagogie est une discipline récente à la rencontre entre les neurosciences, la psychologie (éducation, cognitive) et la pédagogie.
En France, les termes les plus fréquemment utilisés sont ceux de "neuroéducation", "neuropédagogie" et de "neurosciences éducatives". Le rapport de l'OCDE (Comprendre le cerveau : naissance d’une science de l’apprentissage) qui a fait naître en 2007 cette nouvelle discipline l'intitule "neuroscience de l'éducation".
Malgré ces variantes, un objectif consensuel se dessine : faire évoluer les bonnes pratiques d'apprentissage et d'enseignement à travers les preuves scientifiques de la façon dont le cerveau apprend.
Elle vise principalement à renforcer l'efficacité de l'apprentissage et de l'enseignement via les grands principes issus des dernières découvertes en Neurosciences (notamment la plasticité cérébrale*), des sciences cognitives et de la pédagogie moderne.
Elle a pour objectif d’intégrer ces principes de manière concrète au travers d’outils et de méthodes directement applicables par les éducateurs, formateurs et enseignants et par les apprenants eux-mêmes.
*La Plasticité cérébrale : Une des découvertes les plus étonnantes des Neurosciences est la capacité d’adaptation du cerveau aux événements de la vie.
Au cours des apprentissages et des expériences, c’est la structure même du cerveau qui se modifie, avec la fabrication de nouvelles connexions entre les neurones.
On parle de « plasticité cérébrale » pour décrire cette capacité du cerveau à se façonner au gré de l’histoire vécue.
Rien n’est jamais figé dans nos neurones, quels que soient les âges de la vie.
La Neuropédagogie nous offre des principes permettant d'utiliser de façon ergonomique et optimale les capacités d'apprentissages du cerveau, desquels peuvent découler des méthodes et outils pratiques à transmettre aux apprenants.
Une idée nouvelle et puissante est d’enseigner aux apprenants comment leur cerveau fonctionne pour leur permettre de mieux comprendre ce qui détermine la formation des réseaux neuronaux. Quand les apprenants comprennent le fonctionnement de leur propre cerveau, ils peuvent alors prendre la responsabilité de leur apprentissage."
--> Extrait du livre "Neurolearning : Les neurosciences au service de la formation" 2016
Ainsi 5 Grands principes participent en synergie pour en quelque sorte maîtriser les ressorts de la plasticité cérébrale et permettre l'optimisation cognitive durant l'apprentissage.
Principe 1 : L'attention
Sans attention, pas d'apprentissage puisque elle désigne notre faculté de sélectionner des informations dans notre environnement et à les maintenir dans notre champ de conscience.
--> C'est le carburant de la plasticité cérébrale
La capacité de traitement de notre cerveau n'est pas infinie et ne permet pas de traiter toutes les innombrables et riches informations de notre monde qui nous parviennent à chaque seconde.
Notre attention est donc sélective. Tout l'enjeu réside dans le fait de permettre à l'apprenant de sélectionner de manière efficace les informations utiles à son apprentissage.
Il existe deux grands modes d'attention : le mode "focus" et le mode "diffus".
Le mode focus est indispensable pour être performant dans une tâche, c'est lui qui nous permet de concentrer notre attention sur un objet ou une information tout en inhibant les informations qui gravitent autour. Cependant son efficacité diminue au fur et à mesure qu'il est sollicité et finit par s'épuiser. Ce mode est très gourmand en énergie mentale.
Il est important de comprendre que ce mode a besoin de se reposer et de se restaurer. Ces temps de récupération sont aussi importants qu’ils peuvent l’être chez un sportif fournissant un effort physique intense. Ils seront d’autant plus fréquents que la tâche est complexe. Ces temps de récupération permettent d’activer le mode d’attention diffus.
Le mode "diffus" permet de lâcher prise et de laisser le cerveau à ses occupations sans aucun contrôle. Paradoxalement c’est dans ces moments de lâcher prise que votre attention se repose mais votre cerveau continue à travailler, et c’est dans ces moments-là que parfois nous avons comme une illumination.
Chacun a déjà expérimenté la situation ou l'on a oublié un prénom qui reste sur le bout de la langue...Au plus on cherche, au moins au trouve. Une fois abandonné la perspective de retrouver le prénom en question, 5min, 2h ou parfois encore plus tard, notre cerveau nous délivre la réponse de manière instantané alors que nous étions occupé à tout autre chose !
C’est au moment où nous ne pensons plus à un problème que tout à coup, eurêka, la solution jaillit toute seule comme par magie sous la douche ou lors d’un moment de repos.
Lorsque nous butons sur un problème et que nous l’abandonnons temporairement, le cerveau, lui continue de rechercher activement la solution.
Il est donc essentiel d'accorder des temps de repos et des pauses pour permettre l'activation du mode "diffus" et de recharger le mode "focus".
Principe 2 : Engagement Actif
Il signifie que pour qu'il y est apprentissage, l'apprenant en soit premièrement l'acteur et qu'il entreprenne un effort cognitif, une participation active.
--> C'est le précurseur de la création neuronale
"Un organisme passif n'apprend pas. L’apprentissage est optimal lorsque l’enfant alterne apprentissage et test répété de ses connaissances. Cela permet à l’enfant d’apprendre à savoir quand il ne sait pas" Stanislas Dehaene
La notion d'engagement implique que l'enfant soit motivé par l'apprentissage et qu'il suscite chez lui une curiosité, une envie qui va le pousser à passer à l'action. Cette envie est déclenchée quand l’activité lui plaît, qu’elle importe pour lui, qu’il y voit un intérêt personnel… et non pas parce qu’il y est contraint par un intervenant extérieur.
Cette motivation qui part de l'intérieur (intrinsèque) va l'amener à être acteur de son apprentissage et à être en posture "active", seconde notion du principe "d'engagement actif".
De nombreuses recherches montre que le succès d’un apprentissage est dépendant de la réactivation active et régulière des nouvelles connaissances (consolidation).
La notion d'apprentissage "actif" vs "passif a été introduite par Edgar Dale en 1946 avec son "cône d'apprentissage".
Sa consistance scientifique est controversée, mais cette pyramide que chacun peut valider personnellement par la pratique et le bon sens a le mérite de montrer clairement qu'au plus nous sommes dans la participation et l'action, au plus nous retenons les informations manipulées (90% de ce que nous enseignons).
Alors que si nous sommes en réception passive sans aucun effort de notre part comme une conférence (sans prise de notes), nous n'allons retenir qu'environ 5%.
Les sciences cognitives viennent aujourd'hui confirmer cela en nous expliquant, que l'effort "actif" est indispensable pour éviter l'illusion d'apprentissage (l'impression que parce que nous sommes familiarisés avec une notion, nous l'avons nécessairement mémorisé) qui se produit lorsque nous avons été confronté passivement à des informations.
Pour qu'il y est apprentissage durable, l'apprenant doit faire un effort "actif" de remémoration au lieu de simplement relire à répétition son cours.
Cette étude illustre parfaitement ce principe, en comparant la mémorisation d'informations de 2 groupes d'étudiants ayant eu 2 phases d'études chacun :
1er groupe : 1ère phase (passive) : révision , 2ème phase (passive) : révision
2ème groupe : 1ère phase (passive): révision , 2ème phase (active) : Test de connaissances
Les étudiants ont été testés 5 minutes après les phases d'études, 2 jours après puis 1 semaine après.
Le 1er test est légèrement favorable au groupe 1, ce qui montre qu'en mémorisation à court terme, les révisions passives ont un léger avantage. Cependant 2 jours après la tendance s'inverse très largement, le groupe 2 "actif" obtient de bien meilleurs résultats et l'écart se creuse encore davantage une semaine après.
Tester sa mémoire régulièrement demande à l’élève de faire un effort "actif" de récupération de l’information et c'est cet effort cognitif qui permet une consolidation des « chemins » neuronaux menant à cette information.
Cela amène l'élève à "savoir quand il ne sait pas" (métacognition) et permet de considérer le rôle fondamentale de l'erreur (feedback) dans l'apprentissage.
Principe 3 : Feedback
Si l’effort "actif" plutôt qu’une écoute passive est essentielle, elle ne suffit pas.
Les neurosciences nous montrent que:
" Le cortex est une sorte de machine à générer des prédictions et à intégrer les erreurs de prédictions : il lance une prédiction, reçoit en retour des informations sensorielles, et une comparaison se fait entre les deux. La différence crée un signal d’erreur qui va se propager dans le cerveau et qui va permettre de corriger et d’améliorer la prédiction suivante." Stanislas Dehaene
--> Le feedback permet le réajustement des réseaux neuronaux durant l'apprentissage
L'apprentissage se déclenche lorsqu’un signal d’erreur montre que la prédiction générée par notre cerveau n’est pas parfaite.
Il ne peut pas exister d’apprentissage quand tout est parfaitement prévisible.
Lorsque l’apprenant n’a pas l’occasion de mobiliser les notions qu’il vient de voir puis d'être confronté à un retour d'informations, il peut difficilement savoir où il en est. Il n’est d’ailleurs pas rare qu’il croie connaître une notion qu’il sera en réalité incapable de mobiliser lorsqu’il en aura besoin.
A l’inverse, lorsqu’il se met en action et obtient un feedback, l’apprenant peut voir ce qu’il sait… et ce qu’il ne sait pas. Il sort donc de l’illusion d'apprentissage (état dans lequel nous ignorons notre ignorance) et peut ensuite ajuster sa stratégie et ses efforts en fonction de ses besoins.
Les neurosciences démontrent donc que :
L’erreur ou l’incertitude est normale et c'est la condition même de l'apprentissage
--> d'où l'intérêt pour l'apprenant de tester ses connaissances puis d'obtenir un feedback (auto-évaluation) en vérifiant dans son cours ses prédictions.
Les punitions face aux erreurs ne font qu’augmenter la peur, le stress, et le sentiment d’impuissance inutilement. Le stress étant un inhibiteur d'apprentissage (voir Principe 5).
Principe 4 : Consolidation
Pour consolider les acquis et s'assurer que l'apprentissage soit durable et s'automatise, il faut avoir mis en place les conditions nécessaires à la création d'autoroutes neuronales dans le cerveau.
--> Elle est essentielle pour le maintien, le renforcement et l'efficacité des circuits neuronaux.
Notre cerveau se réactualise chaque jours grâce à une fonction essentielle : l'oubli.
Il tri, sélectionne et choisit en permanence la configuration optimale qui lui est nécessaire pour maintenir l'équilibre de l'organisme.
C'est ce qui explique que lorsque nous apprenons une nouvelle information, celle-ci peut disparaître rapidement si nous n'y sommes pas confrontés à nouveau rapidement, car elle n'apparaîtra pas comme essentielle aux yeux du cerveau.
La preuve avec la célèbre courbe de l'oubli d’Hermann Ebbinghaus (1850-1909) puis repris par Tony Buzan.
Le premier apprentissage n’est jamais suffisant pour espérer l’avoir acquis sur une durée longue, il s’estompe vite (minutes, heures, jours). Plusieurs reprises sont nécessaires pour assurer la mémorisation à long terme.
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Pour qu’une trace en mémoire soit renforcée et consolidée, la répartition des sessions d’apprentissages doit s’étaler dans le temps. Ces périodes peuvent s’étendre sur quelques jours pour l’encodage d’informations simples et peuvent aller jusqu’à plusieurs mois voir années pour l’encodage d’informations plus complexes.
C’est en respectant le fonctionnement de notre cerveau et les étapes de consolidation nécessaires à l’ancrage de nouvelles connaissances que nous serons capables de mieux manipuler ces informations et les conserver dans le temps.
Rôle du sommeil :
Les données scientifiques sont claires sur le sujet : si le cerveau apprend la journée, pendant la nuit il consolide les connaissances. Il rejoue plusieurs fois les épisodes de la journée pour mieux les imprimer. C’est pourquoi la durée et la profondeur du sommeil sont très importantes.
C'est également la raison pour laquelle il vaut mieux distribuer un peu tous les jours les apprentissage plutôt que de le concentrer en une seule fois car cela permet une meilleure assimilation du cerveau grâce aux périodes successives de sommeil.
Le sommeil est un pilié fondamental de notre équilibre psychologique, émotionnel et physique qui conditionne également notre état interne. (en savoir plus sur le rôle du sommeil dans l'équilibre physiologique du cerveau)
Principe 5 : L'Etat interne
L'état interne désigne un état d'être intérieur propre à l'individu résultant à la fois d’éléments relativement stables tel que les croyances, l'état d'esprit, le tempérament ou la motivation intrinsèque, et à la fois d’éléments plus changeants tels que l'état émotionnel, la physiologie, la motivation extrinsèque.
--> Notre état interne constitue notre puissance d'apprentissage, de transformation et de changement, c'est le terrain qui va permettre aux graines d'apprentissages de s'épanouir ou de faner.
Les croyances
Les croyances de l'apprenant vont largement conditionnés son rapport à l'apprentissage et sa capacité à apprendre.
Tout d'abord les croyances générales de l'individu sur les capacités humaines, l'intelligence, l'apprentissage, le fonctionnement du cerveau.
Un enfant ou adulte qui pense par exemple que nous naissons avec un potentiel d'intelligence fixe à la naissance, que le cerveau arrête d'apprendre à l'âge de 18ans ou encore que faire des erreurs ou avoir des difficultés durant un apprentissage n'est pas normal, va de fait développer un état interne peu fertile aux apprentissages.
Ensuite le sentiment d'efficacité personnelle (concept développé par Albert Bandura) va également largement influencer les apprentissages de l'apprenant.
Il désigne les croyances de l'individu à propos de ses capacités et de son potentiel propre.
Les études en Psychologie montrent qu'au plus un apprenant à un sentiment d'efficacité personnelle élevé, au plus il va :
Se fixer des objectifs élevés
Sortir de sa zone de confort
Persévérer face à des difficultés
Mieux gérer son stress et son anxiété
et par conséquence obtenir de meilleurs performances.
L'ensemble des croyances générales et des croyances personnelles d'un individu va induire un certain état d'esprit chez l'individu qui va conditionner son rapport aux apprentissages durant sa vie.
2. L'état d'esprit : Fixe VS Croissance
Carol Dweck, Professeur à l’université de Standford reconnue étudie depuis les années 1970 "comment les états d’esprit influencent la vie des enfants et futurs adultes."
Elle a pu déterminer 2 grands états d'esprits opposés qui conditionnent la réussite dans les apprentissages et la vie en générale :
· Ceux qui ont un état d’esprit de croissance (appelé “growth mindset” en anglais)
· Ceux qui ont un état d’esprit fixe (fixed mindset).
Une étude américaine a montré que changer les croyances des élèves sur le cerveau en leur montrant que l'intelligence peut se développer au fil du temps et des efforts accomplis (état d'esprit de croissance), a pour effet d'augmenter leurs performances scolaires (Blackwell, 2007).
--> C'est un des grands objectifs de la Neuropédagogie !
Les croyances et l'état d'esprit de l'apprenant face aux apprentissages vont donc fortement influencer sa capacité à apprendre et entraîner un cercle dynamique "Croyances/Résultats".
Les croyances de l'apprenant vont déterminer l'état d'esprit dans lequel il va aborder les apprentissages dans sa vie, qui va influencer le potentiel qu'il va mobiliser, les comportements adoptés dans les différentes situations d'apprentissage et par conséquence ses résultats.
-->Les résultats vont venir confirmer et/ou renforcer les croyances de départ.
Ainsi si je pense ne pas être doué pour les mathématiques, j'adopte un état d'esprit fixe qui m'amène à ne pas faire d'efforts dans cette matière. Je sous utilise mon potentiel en étant peu attentif dans le cours, en négligeant le travail, et en bâclant les révisions et les devoirs (comportements).
--> et j'obtiens de mauvais résultats qui viennent confirmer et renforcer la croyance que je suis "nul" en maths.
3. L'état émotionnel
L'apprentissage suscite des émotions et les émotions ont un impact majeur sur l'apprentissage.
Les pionniers en Psychologie ont révélés l'influence majeure des émotions sur la cognition depuis longtemps et grâce à la neuro-imagerie, les neurosciences sont venus confirmer l'étroite intrication entre les systèmes émotionnel et cognitif (Immordino-Yang, Damasio, 2007 ; Posner, 2007.
L'apparition d'une émotion induit des changements instantanées et automatiques de l'attention et de la mémoire.
Le stress en particulier bloque les capacités d'apprentissage, savoir le réguler et l'utiliser positivement est donc une compétence essentielle. Apprendre à gérer ses émotions au même titre que l'on apprend le mathématiques ou la lecture fait de plus en plus sens en matière de pédagogie.
4. La Physiologie
La 1er pilier indispensable à une bonne Psychologie permettant d’être maître plutôt que victime de ses émotions est la Physiologie.
Je présente en détail dans un article dédié: les 4 éléments déterminants pour une physiologie équilibrée et saine avec ce que j’appel :
Le carré magique de la physiologie : RAAS
Respiration
Alimentation
Activité physique
Sommeil
Ces 5 grands principes issus de la Neuropédagogie permettent d'avoir un cadre solide pour mettre en place les conditions optimales de l'apprentissage et permettre aux apprenants de devenir pleinement autonome pour développer et entretenir la compétence essentielle à toute évolution : Apprendre.
Du fond du cœur,