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Sommaire de la Lettre N°46, mai 2019-octobre 2019


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Les neurosciences et l’éducation : Liaisons, raisons et déraisons ?
Plénière du 8 novembre 2018



mise en ligne: dimanche 12 mai 2019 première publication:1 av. J.C.

Grégoire Borst [1]

Existerait-il une rupture, voire une opposition entre les neurosciences cognitives et la pédagogie ? Après les travaux de Piaget, la pédagogie semblait pourtant avoir trouvé une assise scientifique, or la voici clouée au pilori au nom des sciences cognitives et de l’imagerie cérébrale. La « neuroéducation » qui s’insère dans le paysage scolaire est-elle une simple mode, une nouvelle martingale ou un courant durable ?
Grégoire Borst apporte ici son éclairage de professeur de psychologie du développement et de neurosciences cognitives de l’éducation. Ses recherches ont pour objectif de déterminer : le rôle du contrôle inhibiteur dans le développement neurocognitif de l’enfant et de l’adolescent dans certains apprentissages scolaires ; le degré de généralité et de spécificité du contrôle inhibiteur à différents âges ; et les contraintes cérébrales précoces et tardives sur le développement cognitif et sur les apprentissages scolaires.
Pour introduire le sujet, Yves Zarka souligne le chemin parcouru depuis la célèbre controverse de la fin du XVIIIe siècle entre Volta et Galvani sur l’origine de « l’électricité animale » jusqu’aux techniques contemporaines d’enregistrement de l’activité nerveuse, dont l’imagerie cérébrale qui offre le tour de force de travailler sans aucun dommage avec un sujet en totale conscience.
Ces techniques peuvent-elles être un facteur de progrès de l’enseignement ? Que penser de l’affirmation du ministre Jean-Michel Blanquer selon lequel « la pédagogie doit être fondée sur la preuve » ? Pourquoi un ministre cherche-t-il à évacuer la responsabilité du politique dans les réformes scolaires ? La technocratie qui fait de la science sa prescription a montré sa limite et ses dérives. Personne ne conteste la nécessité d’informer la pratique des professionnels de l’école par la recherche. Doit-on pour autant dénier à la pédagogie sa part d’art, synonyme de liberté – qui ne va pas sans éthique – indispensable à l’innovation et à l’adaptation de l’éducation ?
Grégoire Borst revient sur la longue tradition de lien entre la psychologie des apprentissages et l’enseignement. Il évoque les figures du psychologue Alfred Binet, de Jean Piaget, de Lev Vygotski et Jérôme Bruner. Il peut ainsi affirmer que le lien entre activation cérébrale et processus cognitif est établi sans ambiguïté.
• La neuro-imagerie cérébrale
C’est un outil de plus pour informer l’éducation, parmi d’autres : didactique, linguistique, sociologie, psychologie, etc. L’IRMF (imagerie par résonance magnétique fonctionnelle) telle qu’elle est utilisée chez l’enfant n’est pas invasive car elle n’emploie pas de traceur injecté, offrant la possibilité de multiplier les tests. Une précision : l’imagerie enregistre l’activité de populations de neurones de l’ordre de plusieurs millions. Le laboratoire du CNRS auquel Grégoire Borst est rattaché – LaPsyDé – est un lieu de recherche en psychologie expérimentale dans lequel on utilise aussi des plateformes de neuroimagerie. On y étudie surtout les erreurs commises par les élèves dans certaines situations scolaires. On part des observations faites par les enseignants dans les classes. Les chercheurs observent en classe les écoliers, âgés de 5 à 11 ans, les préparant soigneusement, avec l’enseignant, à l’expérience qu’ils vont vivre dans le tunnel de l’appareil, 20 à 25 minutes allongés sans bouger. Bien entendu cela ne fait pas sans le consentement éclairé de l’enfant et de ses représentants légaux.
Le cerveau effectue un processus de maturation depuis la période prénatale jusqu’à l’âge adulte. Il fait aussi preuve de plasticité et de vicariance ou flexibilité.
Les aires postérieures, sensorimotrices, maturent en premier. Le cortex préfrontal, situé à l’avant, mature plus tardivement, jusqu’à l’âge de 25 ans. L’épaisseur du cortex passe par une phase d’augmentation, qui traduit le développement des connexions entre neurones, avant de diminuer du fait d’un processus de sélection de certaines synapses sous l’effet de l’adaptation à l’environnement. Ces processus ne se déroulent pas en même temps pour toutes les zones du cortex et s’effectuent à des rythmes différents. C’est ce qui explique que le développement ne soit pas linéaire mais dynamique, contrairement à la théorie des stades imaginée par Piaget.
• La conservation du nombre
C’est sur cette capacité que Piaget a commencé à imaginer sa théorie : stade sensorimoteur, stade des opérations concrètes, stade des opérations formelles. Le test classique consiste à présenter à un enfant deux alignements de jetons avec le même nombre de pièces mais dans l’un d’eux les jetons sont plus écartés, si bien que la longueur de l’ensemble est plus grande. A quel âge l’enfant comprend-il que le nombre s’abstrait des données physiques, comme ici la longueur ? Piaget met en évidence que c’est à partir de l’âge de 7 ans. Son interprétation selon laquelle l’enfant franchit un stade de développement est cohérente avec ses résultats. Mais depuis, on a obtenu de nouveaux résultats, y compris avec des bébés. Ceux-ci sont capables d’effectuer des opérations arithmétiques telles que 5 + 5 = 10. Ils sont capables de statistiques bayésiennes (sur de petits échantillons). Ils sont aussi capables d’attribuer des états mentaux à autrui, de choisir parmi deux personnages celui qui est le plus altruiste et coopératif. Tout ceci ne colle pas avec la théorie des stades.
• Automatisme et résistance à l’automatisme
D’où cette nouvelle interprétation des résultats : capacité ou non de l’enfant, et aussi de l’adulte, à résister à un automatisme (une heuristique) qui s’est créé par l’expérience spontanée du sujet dans un environnement qui tend à renforcer, par les outils pédagogiques, l’assimilation nombre et longueur. L’IRM révèle une région du cortex pariétal qui s’active quand le sujet effectue des tâches numériques (le « sens du nombre »). Une région du cortex préfrontal s’active chez ceux qui réussissent la tâche de conservation : c’est la zone de résistance aux automatismes. Le modèle testé au LaPsyDé fait intervenir 3 systèmes.
L’idée d’une résistance cognitive et d’une maitrise de l’impulsivité est née aux USA dans les années 1960. Elle est illustrée par une expérience menée chez des enfants à qui l’on offre une guimauve, en leur disant que s’ils attendent sans la manger le retour de l’expérimentateur, ils en auront deux. On mesure alors la durée entre le moment où l’adulte s’éclipse et celui où l’enfant mange la friandise. On dispose de films montrant comment les enfants trouvent diverses façons de résister à la tentation.
La capacité de contrôle de soi apparaît de nos jours comme le facteur principal de réussite scolaire, devant les paramètres habituellement convoqués : le QI, le niveau socioéconomique. La variabilité interindividuelle en matière de contrôle de soi dans l’enfance explique en bonne part la variabilité à l’âge adulte, même si le facteur socioéconomique joue aussi. C’est le résultat d’une étude longitudinale qui a suivi 1000 individus de l’âge de 4 ans à celui de 30 ans.
• Testez-vous !
Problème 1 : Un stylo et une gomme coûtent 1,10 €. Le stylo coûte 1€ de plus que la gomme. Prix de la gomme ?
Problème 2 : Une banane et un ananas coûtent 2,90 €. L’ananas coûte 2€. Prix de la banane ?
Le problème 1 est « à piège », pas le 2. Beaucoup d’évaluations scolaires sont « à piège », y compris les tests internationaux PISA. La progressivité des apprentissages utilisée à l’école renforce les automatismes, or cela ne signifie pas que l’enfant est incapable de raisonnement logique.
• La pédagogie expérimentale
On effectue un « pré-test » puis un « post-test » après une phase d’apprentissage. En même temps, on regarde à l’IRM quelles zones s’activent. On a étudié des opérations mathématiques (ex. comparer les fractions 7/4 et 7/3) ; des conceptions naïves (ex. flotte / coule, vivant / non vivant). Ces dernières ne disparaissent pas mais coexistent avec les conceptions scientifiques, même chez des adultes experts du domaine. D’autres travaux ont été conduits sur : la discrimination de lettres et de mots, la perspective autocentrée et l’adoption d’un point de vue hétérocentré. Ils montrent qu’on peut entrainer la résistance cognitive.
Pour conclure et continuer à discuter
Grégoire Borst déplore que le modèle piagétien continue d’être enseigné dans les écoles de formation des maîtres alors qu’il est rejeté depuis plus d’un demi-siècle. La recherche ne fait pas assez appel à l’expertise des enseignants qui repèrent très bien les situations scolaires liées à l’absence de blocage des automatismes.
Cette collaboration avec l’éducation nationale est pourtant très productive. Mais attention : les neurosciences appuyées sur la neuroimagerie sont une technologie dont on n’a pas besoin en pédagogie. De son côté la psychologie des apprentissages met en évidence des processus et des pratiques que certains enseignants ont utilisés intuitivement : cela renforce ses résultats. Elle permet aussi de proposer des mises en situation aux élèves.
Selon Grégoire Borst, la réduction des inégalités passe par le transfert des méthodologies pour apprendre avant de confronter les élèves aux apprentissages du programme. Notre système éducatif a été construit sur l’inverse, laissant les élèves inférer tout seuls sur comment apprendre. Il est regrettable que le cerveau ne soit abordé dans le programme scolaire qu’à partir de la fin du collège. En parlant du cerveau et de ses propriétés avec des enfants de maternelle on peut en faire un levier pour les apprentissages. Les jeux traditionnels comme 1 2 3 Soleil ou Jacques-a-dit sont propice à entraîner la résistance aux automatismes.
Interrogé sur la création par le ministre du Conseil scientifique de l’éducation, Grégoire Borst précise que son labo n’a pas souhaité en faire partie, en raison de sa logique top down. Sur la question de l’art et de la neuro esthétique l’intervenant indique que l’on ne dispose pas encore de résultats probants sur le phénomène de la création artistique.
Synthèse par Yves Zarka membre du Cercle

[1Grégoire Borst est Professeur de psychologie du développement et de neurosciences cognitives de l’éducation à l’Université Paris Descartes. Membre junior de l’Institut Universitaire de France



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