Comprendre le cerveau: vers une nouvelle science de l’apprentissage

Posted by Elena on février 23, 2010 at 5:26 .

Nous devons comprendre à la fois le pouvoir et les limites des technologies d’imagérie cérébrale et la nécessité de protocoles cognitifs rigoureux si nous voulons commencer à comprendre comment la neuroscience cognitive peut guider l’éducation dans la formation de programmes d’études fondés sur les mécanismes cérébraux. De récentes découvertes commencent à montrer que l’éducaiton finira par se situer au carrefour de la neuroscience cognitive et de la psychologie cognitive tout en intégrant une analyse pédagogique sophistiquée et bien définie. A l’avenir, l’éducation sera transdisciplinaire, à la croisée de plusieurs domaines différents qui se fondront pour produire une nouvelle génération de chercheurs de spécialistes de l’éducation aptes à se poser des questions pertinentes et signitiantes au regard de l’éducation…

On a récemment souligné l’importance pour le progrès de la science du développement d’une communauté informée et critique (qui parviendrait, au bout d’un certain temps, à un consensus sur les découvertes scientifiques ou prétendues telles). Le développement d’une telle communauté (composée d’éducateurs, de psychologues cognitifs, de neurioscientifiques cognitifs, de politiques, etc.) autour de la science de l’apprentissage een émergence est d’une importance cruciale. Si l’on souhaite que cette communauté s développe, il est nécessaire de dégager un jugement critique approprié en matière d’affirmations relatives à l’apprentissage et à l’éducation et ayant trait au cerveau. Intégrés à cette communauté, les décideurs politiques en matière éducative définiront avec plus de succès des programmes d’études fondés sur une connaissance des mécanismes cérébraux s’ils reconnaissent les points suivants:

a) “la popularité d’une affirmation neuroscientifique n’implique pas nécessairement sa validité;

b) la méthodologie et la technologie de la neuroscience cognitive sont encore en chantier

c) l’apprentissage n’est ni entièrement conscient ni entièrement volontaire;

d) le cerveau subit des changements et un développement naturels tout au long de la vie;

e) une grande partie des recherches en matière de neuroscience a été consacrée à la compréhension ou à l’exploration des maladies et des pathologies du cerveau;

f) pour être satisfaisante une science de l’apprentissage doit considérer facteurs émotionnels et sociaux en plus des facteurs cognitifs;

g) bien que la science de l’apprentissage et de ‘éducationb fondée sur le cerveau n’en soient qu’à leurs débuts, d’importants progrès sont déjà acquis”. (p. 53-54)

Il s’agit d’une citation du texte édité par OCDE sur Comprendre le cerveau: vers une nuvelles science de l’apprentissage.

Le texte, publié en 2002 et disponible en anglais, est le premier aboutissement éditorial du projet CERI-OCDE intitulé “Sciences de l’apprentissage et recherche sur le cerveau” lancé en 1999. Le but du projet étant celui d’encourager la collaboration entre sciences de l’apprentissage et recherche sur le cerveau, mais aussi de rapprocher sur cette thématique chercheurs et décideurs politiques. Parmi les institutions qui ont soutenu le projet on compte: NSF, Sackler Institute (USA), Université de Grenade (Espagne), Lifelong Learning Foundation (UK), Institut RIKEN de la science du cerveau et Ministère de l’éducation (Japon).

Dans les premières pages du livre l’auteur s’interroge sur le moment opportun pour commencer un parcours capable de créer des liens entre les sciences du cerveau et de l’éducation, et sur les raisons d’être de ce parcours : “Il y a une génération de cela, il aurait été vain d’écrire ce livre; d’ici une génération, cela ne vaudra pas la peine de s’en souvenir. Aujourd’hui, il est pertinent et arrive à point nommé. Nous qui vivons en ce moment avons la chance d’assister à une accélération du développement de la science du cerveau et de la compréhension des mécanismes et processus de l’apprentissage humain… L’éducation n’est pas une discipline autonome. A l’instar de la médecine ou de l’architecture, elle trouve ses fondements théoriques dans d’autres disciplines. Mais, contrairement à l’architecture et à la médecine, l’éducation se trouve encore à un stade promitif de son développement. C’est un art et non une science.” (p. 9)

Le modèle qui est proposé pour permettre à l’éducation de passer du stade d’art à celui de science est donc celui de la médecine. L’évolution de la médecine doit être prise en considération lorsqu’on se représente l’avenir de l’éducation.

Ce qui caractérise l’enseignement de la médecine aujourd’hui, c’est la fusion systémathique des cours scientifiques et théoriques avec les leçons de l’expérience dans le domaine des soins et des responsabilités pratiques qui en découlent…Peut-on dire autant de la formation des maîtres?”” (p.9)

La science de l’apprentissage, ce domaine de la psychologie humaine, est encore à ses balbutiements. La théorie de l’apprentissage est préscientifique - en ce sens qu’elle n’a encore ni pouvoir prédictif ni pouvoir explicatif. La compréhension que nous avons des mécanismes d’apprentissage, chez l’enfant comme chez l’adulte, est ecnore insuffisante pour que nous puissions proposer des garanties en matière d’éducation et de formation. La sicence de l’éducation en eszt encore au stade de Linné - elle sait dresser des listes d’exemples à suivre, trier et clarifier des méthodes pédagogiques efficaces-, et elle attend le Darwin qui lui apportera une théorie de l’apprentissage puissamment explicative.” (p 10, cit. de Ball, 1991).

Quelle la science permettrait à l’éducation de passer du stade pré-scientifique au stade scientifique? Quel est son Darwin? Le livre publié par l’OCDE ce rôle est attribué aux neurosciences cognitives. En d’autres termes, dans le modèle proposé, parmi les différentes sciences et disciplines (la philosophie, la sociologie, qui dominent le champ présent ne seraient pas capables de faire sortir l’éducation du stade pré-scientifique), ce seraient les neurosciences qui pourraient fournir des bases solides nécessaires à la compréhension de l’apprentissage et de la pratique de l’enseignement.

Ce modèle est en partie contesté par John Bruer qui considère que l’écart qui sépare l’éducation et les neurosciences est encore trop important.

Trois raisons sont avancées qui donnent à penser que la science de l’enseignement et de l’apprentissage se développera en réalité à grande vitesse et comblera ainsi l’écart qui la sépare des neurosciences : l’échec relatif du grand projet éducatif des XIX et XX siècles (le rapport PISA 2001 indique qu’un pourcentage élevé d’enfants affirme détester l’école, ne maîtrise pas les outils de base, ou “décroche” de l’activité scolaire : 1 enfant sur 6), l’arrivée des nouvelles technologies et les avancées des neurosciences. Tout cela contribue à mettre en discussion le modèle traditionnel de l’école, sa classe, le professeur, les programmes scolaires, les concepts d’intelligence et de réussite.

Ces considérations montrent que l’on doit (les échecs scolaires) et l’on peut (les opportunités fournies par les nouvelles technologies, les connaissances fournies par les neurosciences cognitives) repenser le modèle éducatif existant incarné par l’école actuelle.

La quatrième composante du modèle est l’idée qu’une collaboration entre les neurosciences cognitives et l’éducation doit nécessairement être à double voie :

La circulation entre les neuroscineces cognitives (y compris la psychologie) d’un côté et de l’éducation de l’autre n’est pas - et ne doit pas être - à sens unique. Grâce à leurs perceptions et à leur expérience, les éducateus identifient souvent des questions exigeant une approche et une explication scientifiques. ”  (p. 11)

L’auteur identifie alors 10 questions sur l’apprentissage humain qui ont  une importance fondamentale pour l’avancement du programme et du modèle:

1. Quel est l’équilibre entre l’inné et l’acquis dans la promotion d’un apprentissage réussi?

2. Quelle est l’importance des premières années pour la réussite de l’apprentissage tout au long de la vie?

3. Quelle est l’importance de la distinction entre développement naturel et éducation culturelle? Quelle est la différence et quelles sont les mécanismes communs à des apprentissages comme celui de la marche ou du langage d’un côté, et de la trigonométrie de l’autre?

4. Comment promouvoir au mieux ces deux types d’apprentissage (développement naturel et éducation culturelle)?

5. Jusqu’à quel point l’acquisition d’attitudes, de compétences et de connaissances précises est-elle liée à l’âge?

6. Pourquoi la remédiation est-elle difficile (le cerveau devient-il moins réceptif à des formes d’éducation culturelle, en plus qu’à des formes de développement naturel)?

7. Que peut-on dire à propos des différents styles d’apprentissage?

8. Qu’est-ce que l’intelligence?

9. Qu’est-ce que l’intelligence émotionnelle?

10. Comment fonctionne la motivation?

Mais la liste ne s’arrête pas ici:

Il semble douteux que la configuration actuelle de l’éducation de la jeunesse soit conçue pour encourager l’imagination et la créativité, l’autonomie et l’estime de soi. Pour tous les âges, mais spécialement pour les jeunes, il est nécessaire de reconsidérer l’importance du jeu, le rôle du stress (vu à la fois comme défi et comme menace) et les implications de la diversité humaine. Cette liste n’est pas limitative.” (p. 15).

La partie 1 du livre a été rédigée par Sir Christopher Ball et est dédiée à établir les prémisses du discours sur l’éducation et les neurosciences.

Voici un passage concernant le rôle que les nouvelles technologies jouent indirectement sur la conception de l’école (en passant par le fonctionnement cognitif) :

Maintenant qu’une immense partie des connaissances du monde est accessible dans les livres ou sur internet, il devient moins important de pouvoir la stocker dans son cerveau. Le défi est de créer ne “société apprenante” (et non une société de la connaissance) pour le XXième disècle, société qui exige un programme ASK (attitudes, compétences, connaissances)” p. 24

Ball propose également un programme essentiel et global qui serait partagé par tout le monde, et qui porterait sur les connaissances que tous doivent maîtriser (littéracie,  numéracie, littéracie culturelle), sur la capacité d’apprentissage et sur les valeurs éthiques, mais qui laisserait aux plus motivés le temps et l’espace pour travailler en fonction leurs intérêts personnels. Le programme essentiel obligatoire s’associerait donc à une attitude de confiance envers l’apprenant et ses capacités de choix (CAID: confiance à l’apprenant informé dans ses demandes).

Comment apprendre, et où? Nous sommes, pour Ball, en mesure de connaître les conditions qui facilitent l’apprentissage : confiance en soi, motivation… Mais nous nous trouvons peut-être aussi dans une situation où une rupture peut se produire dans le champ de l’éducation, une rupture (relative) provoquée par l’impacte des nouvelles sciences du cerveau, par les TIC, mais également par une idée politique : celle de subventionner l’apprenant plutôt que l’enseignement “afin de promouvoir les effets des forces du marché sur nos offres éducatives et ainsi en accroître la qualité, en améliorer la pertinence et l’accessibilité, et en baisser le coût. L’idée de subventionner l’éducation par des “bons d’apprentissage” destinés à ceux qui doivent en bénéficier, plutôt que de verser des fonds aux éducateurs, semble mériter d’être prise en considération”. (p. 28)

Quel est, de façon plus particulière, l’apport des neurosciences cognitives? Ball recommande une certaine prudence : “Ce serait une erreur que de promettre ou d’espérer trop, trop vite. Bien que certaines avancées et certains résultats, également précieux, soient d’ores et déjà acquis, il faudra peut-être des années avant de pouvoir appliquer sans risques à l’éducation les découvertes de cette nouvelle science.” (p. 31)

Un problème qui s’ajoute à celui de l’applicabilité des découvertes neuroscientifiques à l’éducation à l’heure actuelle est celui de la communication entre neuroscientifiques et éducateurs : le manque d’un vocabulaire commun, la différence dans les méthodes et les logiques, les objectifs mêmes qui sont différents. La formation d’un vocabulaire commun aux disciplines qui se rencontrent dans le cercle des sciences de l’apprentissage s’impose donc avant tout. Un pas important dans cette direction serait celui de classer les connaissances apportées par les sciences cognitives à la science de l’apprentissage parmi les différentes catégories : connaissances bien établies, probables et neuromythes.

La deuxième partie du texte porte plus spécifiquement sur les rapports entre les neurosciences cognitives et l’éducation. Anthony E. Kelly, l’auteur, y résume avant tout les résultats de 3 forums organisés par l’OCDE sur les apprentissages chez l’enfant, l’adolescent et l’adulte. Un exemple :

Selona Alison Gopnik (lors du Forum de New York), les nourissons ont la capacité innée d’apprendre le langage. Mais ils apprennent aussi la façon dont ceux qui les entourent pensent et ressentent, et en quoi cela est lié à leurs propres pensées et sentiments. Les enfants apprennent la psychologie de tous les jours. Ils apprennent aussi la physique de tous les jours (comment les objets se déplacent et comment intéragir avec eux) et la biologie de tous les jours (comment fonctionnent ces objets vivants tout simples que sont les plantes et les animaux). Ils maîtrisent ces domaines complexes avant que ne débute leur scolarité officielle. Les experts aimeraient que l’école prolonge cet apprentissage effectué par les enfants dans leur environnement d’origine. Par exemple, il serait sensé d’enseigner la psychologie de tous les jours à l’école maternelle. ou, dans le cas de la physique et de la biologie, l’école pourrait partir des conceptions naturelles (justes ou erronées) que les enfants ont de la réalité pour leur faire acquérir une véritable compréhension des concepts scientifiques qui la décrivent. L’école pourrait tirer un meilleur parti du jeu, de l’exploration spontanée, de la prédiction et de la rétroaction, autant d’outils apparemment puissants dans la scolarité à domicile. L’école devrait offrir même à l’enfant le plus jeune la chance d’être un scientifique plutôt que de simplement lui parler de science” (p. 40).

Un aspect important semble être la nature nécessairement multidisciplinaire de la science de l’apprentissage: les neurosciences, mais aussi la psychologie cognitive, la médecine, l’éducation et la politique.

Du point de vue pédagogique on souligne l’importance de passer de systèmes éducatifs gouvernés par les programmes à des systèmes éducatifs gouvernés par la pédagogie : du “quoi” au “comment” apprendre. Naturellement, ce genre de questions ouvre celle de l’évaluation et du tri, mais aussi celle des mécanismes de l’apprentissage. Le chapitre 4 résume les recherches neuroscientifiques présentées durant les trois forums internationaux, en particulier dans le domaine de la littératie, numératie, rôle des émotions dans l’apprentissage et apprentissage tout au long de la vie. Mais la partie la plus originale est celle dédiée aux neuromythologies “fondées dur les erreurs de conception et/ou l’incompréhension populaires vis-à-vis de la science”. (p. 51)

En voici des exemples:

- le cerveau humain possède à la naissance/3 ans/adolescence la totalité des neurones qu’il pourra jamais compter

- opposition du cerveau droit (créatif)/gauche (logique)

- la synaptogenèse ou la densité synaptique et sa relation aux capacités d’apprentissage chez l’humain.

Voici les conclusions du livre (partie III) : “L’apprentissage fondé sur le cerveau n’est pas une panacée qui résoudra tous les problèmes de l’éducation. Cependant, des recherches ayant pour but la compréhension de l’apprentissages et menées dans cette perspective peuvent indiquer certaines directions aux spécialistes, aux décideurs politiques et aux praticiens de l’éducation qui souhaitent un enseignement et un apprentissage mieux informés.”  (p. 89)

La recette pour avancer? La transdisciplinarité.