• Romuald Normand

Des neurosciences à la classe : qu'est-ce qui marche ?


Ce programme de travail a été conduit par l’Education Endowment Foundation avec le financement du Welcome Trust au Royaume-Uni.

The Education Endowment Foundation (EEF) est un organisme indépendant qui vise à améliorer la réussite des élèves de 3 à 18 ans, particulièrement les plus désavantagés, en développant leurs compétences pour la vie et en les préparant mieux au monde du travail et à la poursuite d’études. Il accompagne les enseignants et les chefs d’établissement anglais en leur fournissant des ressources libres et indépendantes, fondées sur des preuves, afin d’améliorer leurs pratiques et l’apprentissage. Elle met au point à partir de ces résultats des programmes d’intervention auprès des élèves et des établissements en difficultés.

https://educationendowmentfoundation.org.uk/

Objectifs de la revue de la littérature de recherche

La revue de la littérature de recherche étudie dans quelle mesure les idées des sciences de l’esprit et du cerveau ont une influence sur les pratiques de classe. Elle synthétise les connaissances scientifiques sur les approches et les interventions qui, fondées sur les neurosciences, informent l’éducation et peuvent avoir des effets sur les pratiques de classe. L’objectif est de mieux faire comprendre la contribution potentielle des neurosciences pour les praticiens et les chercheurs.

Cette revue de la littérature internationale examine les approches et les interventions informées par les neurosciences qui :

  • ont des chances, d’après les résultats courants, d’avoir un effet positif sur la réussite scolaire et qui méritent d’être testées à plus large échelle

  • ont besoin d’être davantage testées pour déterminer leurs chances d’impacter sur la réussite scolaire

  • ne semblent pas avoir un effet prometteur sur la réussite

Principaux résultats

La revue internationale considère les neurosciences, et son application à l’éducation, à travers 18 thématiques. Cinq de ses thématiques concernent les contenus scolaires en mathématiques et en lecture, où un ensemble significatif de travaux ont été accumulés. Les autres thématiques relèvent de domaines des neurosciences qui ont une influence plus générale et ne peuvent facilement se réduire à une discipline scolaire. Le domaine curriculaire en mathématiques a été décomposé en 4 thématiques en raison des différences dans la preuve et l’applicabilité des idées pour cette discipline.

Chacune des 18 thématiques réparties en groupes ont deux parties, la première ayant trait aux processus neurocognitifs et à la synthèse des concepts scientifiques, la seconde se centrant sur les applications dans l’éducation, selon qu’elles sont plus ou moins faciles à mettre en œuvre. Cf. les tableaux synthétiques présentés dans le rapport en anglais.

- Groupe 1 : les cinq thématiques de ce groupe sont les plus développées en termes d’application à l’éducation et fournissent des preuves prometteuses en termes d’effets sur la réussite scolaire

- Groupe 2 : les neuf thématiques de ce groupe s’appuient sur une bonne base scientifique mais cela nécessite de s’assurer de l’application au contexte de classe. Elle nécessiterait davantage de travaux pour montrer leur efficacité.

- Groupe 3 : ces quatre thématiques fournissent moins de preuves de l’effet sur l’éducation et nécessiteraient tout un travail de translation.

Groupe 1

Les cinq thématiques pour ce groupe s’appuient sur une base théorique qui a été clairement construite à partir de la littérature scientifique, depuis des études de laboratoires montrant des améliorations dans les tâches relatives à la réussite scolaire jusqu’à des essais dans la classe. La force de la preuve comme le nombre d’essais varient cependant selon les exemples qui demanderaient à être davantage testés pour déterminer les meilleures pratiques appliquant les connaissances des neurosciences à la classe.

  • Mathématiques – l’anxiété. La mobilisation de circuits neuronaux pour le contrôle cognitif de l’anxiété, avec des effets négatifs sur la mémoire de travail et les opérations du nombre. Beaucoup de choses sont connues sur les effets du stress sur l’apprentissage, conduisant à une théorisation appropriée du domaine de recherche. Ce travail a donné lieu à des interventions dans la classe qui démontrent l’efficacité potentielle d’une stratégie d’intervention. Mais à présent, seule une étude existe.

  • Lecture. Cartographier des symboles littéraux pour sonder et saisir la signification. Un vaste programme de recherches a été entrepris sur les processus neurocognitifs qui sous-tendent la lecture, conduisant à une théorisation élargie et appropriée. De plus, un nombre significatif d’expériences en laboratoires et en classes ont été réalisées sur les approches de la lecture et des logiciels informés par cette compréhension ont pu être produits. Il y a, néanmoins, des questions qui demeurent et de futurs projets de recherche devraient prendre en compte, comme aussi tester ces approches sur une plus large échelle pour évaluer leurs bénéfices sur une gamme étendue d’élèves.

  • Exercice. Participer à une activité physique pour accroître l’efficience de ses réseaux neuronaux. Il y a une importante littérature de recherche pour justifier des interventions basées sur des exercices, et de nombreuses études explorent leurs effets sur la réussite scolaire. Les résultats mitigés suggèrent cependant que les facteurs influençant les résultats doivent être mieux identifiés et il y a besoin de concevoir de futures interventions qui en tiennent compte.

  • L’apprentissage espacé. Les contenus d’apprentissage sont multipliés dans le temps avec des pauses entre différents moments. Ceci peut être appliqué directement dans la classe. Bien que ce résultat ait été associé dans un passé récent aux neurosciences, la vaste majorité de ce qui est connu dérive de la littérature psychologique. La convergence de nombreuses études fournit une indication claire pour une application optimale, y compris la longueur des périodes d’apprentissage et les écarts de temps entre elles. Des questions demeurent toutefois sur la manière dont le processus d’apprentissage peut être accompagné au-delà d’une simple répétition.

  • Testing. Etre testé sur un matériel étudié aide la mémoire. Il y a beaucoup de preuves dans les sciences et l’éducation pour montrer l’efficacité du testing dans l’amélioration de l’apprentissage. Des travaux supplémentaires seraient nécessaires pour mieux spécifier ses usages et les facteurs qui influencent sont efficacité.

Groupe 2

Ces thématiques ont une bonne base théorique qui découle des travaux scientifiques, depuis les études de laboratoires montrant des améliorations dans la réussite scolaire jusqu’à des recherches exploratoires dans les classes. Toutefois, la mise en oeuvre nécessiterait plus de travail translationnel et le pilotage de ces approches pour tester leur faisabilité dans la classe.

  • Mathématiques - représentations symboliques et non symboliques des nombres. Avoir la capacité d’approximer des quantités numériques et comprendre les représentations du nombre comme « 3 », et relier ces deux capacités est aussi très important. Ces interventions peuvent être fondées sur une littérature bourgeonnante sur les développements précoces du nombre, et il y a maintenant bon nombre d’études impliquant de jeunes enfants qui ont produit des premiers résultats. Néanmoins, ces résultats n’ont pas donné une impression claire des types les plus importants de représentations à cibler et d’autres recherches sont nécessaires pour comprendre leur impact dans la classe.

  • Mathématiques –compter avec ses doigts. Distinguer entre plusieurs doigts et les utiliser pour compter. Il y a beaucoup de travaux scientifiques soutenant cette approche, mais les résultats sur l’apprentissage des mathématiques sont représentés par une seule étude en classe dans laquelle l’effet à long terme de l’approche n’a pas été suivi.

  • Sommeil, nutrition et hydratation. S’assurer une bonne fonction cognitive et consolider l’apprentissage du jour par un sommeil, une nutrition et une hydratation adaptées. Cette thématique s’appuie sur une théorie solide, particulièrement pour le sommeil, avec une logique de sens commun pour les interventions. Néanmoins, les effets des interventions sur la réussite scolaire n’ont pas été démontrées. Les interventions sous cette thématique comprennent l’adaptation de la journée d’école pour adapter le rythme biologique des adolescents en leur permettant de dormir plus longtemps, ou en les éduquant au sommeil pour s’assurer qu’ils dorment suffisamment.

  • « La formation du cerveau » aux fonctions exécutives. Utiliser des programmes spécifiques pour améliorer les fonctions comme le raisonnement, la mémoire de travail et le contrôle de l’inhibition. Il y a des preuves contradictoires quant aux effets de la formation du cerveau sur les fonctions exécutives, et peu de résultats sur les effets d’une telle formation sur la réussite scolaire. Le nombre d’études rapportant des effets positifs sur les fonctions exécutives et les liens clairs établis entre les fonctions exécutives et la réussite scolaire fournissent une bonne justification pour des tests exploratoires d’interventions ciblant la réussite.

  • La cognition incarnée. Influencer le processus cognitif et l’apprentissage à travers nos actions et les actions des autres. Les neurosciences aident à établir une base théorique appropriée pour appliquer les concepts de la cognition incarnée dans les interventions fondées sur les gestes des enseignants. Cependant, la preuve des effets sur la réussite est limitée à une étude des interactions inter-individuelles.

  • Entrelacement. Alternant avec différentes thématiques, et avec l’apprentissage espacé (groupe 1), les idées sont revisitées plusieurs fois. Les preuves en laboratoire et dans la classe montrent la valeur de quelques approches d’entrelacement. Il existe aussi plusieurs études suggérant des processus neuroscientifiques sous-jacents à cet effet. Cependant, l’étendue des différentes approches d’entrelacement suggère une myriade des questions éducatives et scientifiques sans réponse sur cette technique.

  • Jeux éducatifs. Utiliser certaines récompenses avec les jeux sur ordinateur pour rendre l’apprentissage engageant. Il y a une théorie claire et des preuves en laboratoire pour une approche en classe et quelques recherches exploratoires qui pourraient être utiles pour informer la pédagogie, mais la preuve de l’effet sur l’amélioration de l’engagement et la réussite scolaire est limitée aux jeunes adultes.

  • Créativité. Produire de nouvelles idées et évaluer leur pertinence. Les neurosciences apportent des idées aux stratégies développant la créativité dans la classe, mais il y a un manque d’études montrant l’impact sur les tâches directement reliées à la réussite scolaire des enfants. Des progrès scientifiques doivent être réalisés pour démontrer le potentiel d’efficience scolaire de ces concepts avant de les mettre en pratique dans la classe et de les évaluer correctement.

  • La rétroaction neuronale. Guider l’activité du cerveau avec l’intention de l’influencer. La technologie utilisée pour la rétroaction neuronale dans les écoles devient moins chère, et les études avec les étudiants et les enfants soulignant leur efficacité dans l’amélioration des résultats et la valeur des interventions évaluées. Cependant, la nature émergente de cette base théorique et les questions sur les approches optimales jusqu’à leur application suggèrent plutôt une intervention de type exploratoire.

Groupe 3

Les thématiques dans ce groupe font face à des défis significatifs soit dans leur fondement théorique soit dans les preuves limitées d’un impact probable sur l’apprentissage des enfants. Cela signifie que d’autres réponses scientifiques doivent être trouvées et qu’un travail de développement est nécessaire pour que ces idées puissent être mise en œuvre dans la classe.

  • Mathématiques – les compétences à la rotation mentale. Imaginer ce à quoi ressemblerait un objet par rotation au regard de sa présentation usuelle, cette capacité a été liée à l’intelligence générale. Les compétences à la rotation mentale sont des forts prédicteurs de la réussite dans les disciplines des sciences, technologies, ingénierie et mathématiques (STEM) et les résultats d’une seule étude montre que l’amélioration de la rotation mentale conduit à des améliorations de la réussite scolaire. Cependant, cela n’a été testé qu’avec des étudiants des premières années d’université. Une autre façon d’améliorer ces compétences est d’utiliser les jeux vidéo. Cependant, les effets de ces jeux sur l’enseignement des STEM n’ont pas été testés.

  • Génétique. Regarder les influences cognitives des gènes. L’état présent de la science apparaît prêt pour informer utilement des tests sur d’autres interventions éducatives, particulièrement dans la compréhension de la composition de la cohorte en termes de sa sensibilité probable à l’intervention. Cependant, cette connaissance est loin de pouvoir s’appliquer à la classe.

  • Personnalisation. Sélectionner des approches d’enseignement pour différents élèves. Bien que les neurosciences contribuent à accroître le nombre d’idées sur les différences individuelles, nous avons peu de choses sur la façon de tenir compte de ces différences dans la conception des technologies d’apprentissage, ni la magnitude ou la nature des avantages qui peuvent être obtenus.

  • Stimulation électrique transcrânienne. Appliquée de petits courants électriques, non invasifs au cerveau en plaçant des électrodes sur le cuir chevelu. Cette recherche produit des résultats excitants sur le potentiel apparent pour élever la réussite scolaire, mais une complète compréhension des processus sous-jacents est nécessaire, de même que les effets et les risques à éviter. Un progrès scientifique est requis dans ces domaines avant de le valoriser et de l’évaluer pour améliorer la réussite scolaire pour une grande majorité des élèves.

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© 2020 - François Muller, Romuald Normand, Thierry Foulkes   - https://www.innoedulab.com/

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