dimanche 16 septembre 2018

Distinction entre connaissances biologiques primaires et secondaires et implications pour l’enseignement !

La distinction entre connaissances primaires et connaissances secondaires est issue des travaux de David Geary qui ont apporté une base évolutionniste éclairante aux sciences de l’éducation. Selon lui, il faut distinguer les connaissances biologiquement primaires des connaissances biologiquement secondaires.


(Photographie : Carlo Piro)



Connaissances primaires


Les connaissances primaires sont celles acquises naturellement et facilement. Elles sont le résultat de l’évolution de notre espèce, elles ont été créés progressivement lors de l’émergence de la lignée humaine. Nous avons évolué afin de les assimiler facilement, la sélection naturelle a favorisé leur développement et leur installation.

Elles constituent notre héritage biologique plutôt que culturel, puisqu’elles sont acquises indépendamment de la culture.

Les êtres humains acquièrent facilement et le plus souvent inconsciemment, ce vaste répertoire de savoir-faire. Le simple fait d’être socialisé permet leur apprentissage.

Quelques exemples :

La compréhension de la langue maternelle,
L’expression orale dans la langue maternelle.
La bipédie
Les interactions physiques avec notre environnement
La reconnaissance de visages et d’objets physiques.


Toute activité de traitement de l’information dans laquelle sont engagés les individus, sans devoir d’abord à l’apprendre consciemment et activement, est presque certainement une activité primaire.

Les connaissances primaires s’acquièrent sans enseignement ou entraînement spécifique.

Des quantités colossales d’informations sont ainsi traitées et stockées afin que nous puissions réaliser ces activités. Nous n’éprouvons aucune charge cognitive particulière lors de ces acquisitions. Notre cerveau est pré-câblé pour pouvoir les acquérir.




Connaissances secondaires


Les connaissances secondaires concernent tout ce qui est culturel et a été apporté par la civilisation. 

Elles peuvent être assimilées, mais comme elles sont d’origine relativement récente, leur assimilation n’est pas le produit de notre évolution. La sélection naturelle n’a pu modeler notre cerveau pour le pré-câbler à cette attention.

L’acquisition de connaissances biologiquement secondaires est consciente et nécessite des efforts.

Acquérir des connaissances secondaires est difficile mais, il est fondamental de les acquérir pour s’intégrer socialement. Les sociétés modernes ont mis en place des structures éducatives, entièrement consacrées à l’accompagnement des apprenants dans ces acquisitions. Elles sont le premier objet de l’enseignement.

Elles dépendent et s’acquièrent à partir des connaissances primaires qu’elles augmentent, mais elles diffèrent de celles-ci par leur forme d’acquisition.

L’acquisition de connaissances secondaires est une forme d’exaptation dans le sens du recyclage neuronal avancé par Stanislas Dehaene. (http://par-temps-clair.blogspot.com/2018/05/comment-le-recyclage-neuronal-peut-etre.html )

La plupart des élèves ne seront pas suffisamment motivés ni cognitivement capables d’apprendre toute la connaissance secondaire requise pour fonctionner dans les sociétés modernes sans une instruction bien organisée, directe et explicite. Laisser simplement des élèves apprendre en construisant leurs propres connaissances sans guidage ne fonctionne pas.




Implications éducatives


Les caractéristiques des deux types de conséquences ont des différences qui impriment des conséquences éducatives.

L’écriture et la lecture sont par exemple des inventions récentes à l’échelle de l’espèce humaine qui n’ont pas eu le temps d’être inscrites dans le patrimoine génétique de notre espèce. Elles reposent sur la langue orale qui est une connaissance biologique primaire qui est le produit de l’évolution de notre espèce.

L’apprentissage de la lecture et de l’écriture ne peut donc se faire par le simple fait d’être immergé dans la société.

Le rôle de l’école est d’enseigner ces connaissances biologiques secondaires. Comme elles ne s’apprennent pas naturellement, il y a toutes les raisons de penser que des méthodes spécialement optimisées de leur apprentissage peuvent être établies et que toutes les méthodes ne se valent pas.

La recherche en éducation a par exemple montré que la méthode syllabique de l’apprentissage de la lecture est de manière générale plus efficace que la méthode globale et cette différence est confirmée par les neurosciences.

Plus largement, la dichotomie des connaissances biologiques explique l’efficacité et la pertinence d’un enseignement explicite.



Imitation et neurones miroirs


Un type de neurone particulier, que l’on appelle neurones miroirs est activé lorsque nous faisons un mouvement, mais également lorsque nous observons quelqu’un qui fait le même geste, entendons une phrase relative à ce mouvement ou pensons à celui-ci.

La fonction des neurones miroir chez l'homme fait l'objet de nombreuses spéculations. Certains chercheurs en neurosciences cognitives et en psychologie cognitive considèrent que ce système fournit le mécanisme physiologique du couplage perception/action. Des chercheurs soutiennent que les neurones miroirs peuvent être importants pour comprendre les actions des autres, et pour apprendre de nouvelles habiletés par imitation. L’exploration de leur importance est loin d’être terminée en neurosciences.

Savoir imiter les autres personnes est une activité complexe, mais qui ne nécessite cependant aucun apprentissage. L'apprentissage de l'imitation se réalise automatiquement parce qu'il s'agit d'une habileté primaire, biologiquement essentielle pour les êtres humains. Cette aptitude à imiter fait partie de l’évolution naturelle et biologique et pas uniquement de notre espèce.

Une grande part de nos connaissances (primaires et secondaires) est plus facile à acquérir grâce à l’imitation. On perçoit ici toute l’importance de l’étape du modelage en enseignement explicite qui trouve son efficacité dans cette habilité primaire.



La stratégie moyens-fins en résolution de problèmes


En résolution de problèmes, l’analyse moyens-fins (« Means-ends analysis »), mise en évidence par Allen Newell et Herbert A. Simon en 1972, est la stratégie cognitive la plus importante.

En voici un résumé :

1) Dans un premier temps, il s’agit de clarifier et simplifier le contexte. On identifie également la finalité du problème.  On retire de l'énoncé original, les caractéristiques considérées comme non essentielles pour sa résolution. L'espace de problème qui en résultera sera réduit et la recherche d'une solution prendra moins de temps et demandera moins d'efforts.

2) On identifie les obstacles qui se dressent entre l'état actuel du problème et le but final qui est d’aboutir à sa résolution. L’objectif à long terme est toujours pris en compte pour guider la résolution du problème. On n’avance jamais à l’aveugle. 

3) On vise l’élimination progressive des obstacles. On associe un obstacle à une opération qui permettrait sa résolution.

4) Un obstacle peut révéler des obstacles à son élimination. Le processus est en grande partie récursif chaque élimination d'obstacle nous ramène à l'étape 2. L’objectif de résoudre le problème se divise en divers niveaux d’objectifs à atteindre qui sont fonction de la complexité du problème. La détermination des sous-objectifs plus simples est une nécessité pour la résolution.

5) Lorsque tous les sous-objectifs ont été atteints - lorsque tous les obstacles ont été levés - alors le problème est résolu.

La stratégie moyens-fins est générale et globale, indépendant du sujet sur lequel porte le problème.

La production de cette stratégie est une résolution du problème qui se construit au départ de ces savoirs et savoir-faire. La solution est donc essentiellement spécifique au domaine considéré.




Limites à l’apprentissage de la résolution de problèmes


La stratégie moyens-fins fonctionne à la fois comme un outil de créativité et un moyen de clarifier ses pensées.

L'efficacité de cette méthode dépend de :

1) La précision avec laquelle une opération peut être liée à un obstacle.

2) La probabilité que l'application d’une opération n'introduise pas plus de différences qu'elle n'en élimine.

3) La capacité de l'élève à distinguer correctement les caractéristiques pertinentes et les caractéristiques moins pertinentes des problèmes.

Ces trois paramètres sont directement dépendants des savoirs et savoir-faire dont dispose l’apprenant dans le cadre du domaine pris en considération.

Un point faible de la stratégie qui limite son potentiel en tant que stratégie d’apprentissage est que les élèves utilisent souvent l'analyse des moyens-fins pour résoudre un problème. Les élèves cherchent avant tout la réponse et se préoccupent moins de la généralisation des moyens mis en oeuvre, ce qui peut empêcher l'acquisition de règles plus spécifiques aux problèmes.

L'induction de règles ne se produit que si les sujets recevaient des renseignements supplémentaires pendant ou après la résolution du problème, par exemple dans des conditions où de nombreux objectifs secondaires étaient donnés à l'élève.

Atténuer la prépondérance de la finalité de résolution permettrait donc aux élèves de développer un plus grand apprentissage dans la résolution de problèmes.

Notre aptitude à nous engager dans des activités de résolution de problèmes, de planification, de prise de décision et de réflexion est primaire.

La stratégie moyens-fins ne doit pas être enseignée et n’est pas enseignable car il s’agit d’une connaissance primaire. La survie de nos ancêtres dépendait de leur utilisation d’analyses moyens-fins.  Elle nous a été transmise par l’évolution. Elle s’apprend donc facilement et automatiquement.

Cette nature biologiquement primaire à un autre implication. La capacité de transferts de compétences d’un domaine à l’autre ne peut pas non plus être enseignée. Essayer d’enseigner aux élèves à penser à des problèmes similaires lorsqu’ils résolvent des problèmes nouveaux est impossible à enseigner, car il s'agit d'une habilité biologiquement primaire.

Si les habilités de résolution de problème et de transferts sont primaires et échappent à l'enseignement, on peut toutefois faire usage d'autres stratégies secondaires dans le cadre de la résolution de problèmes : Comment enseigner la résolution de problèmes et plus largement la pensée critique ?


Impasse de l’approche constructiviste


L’approche constructiviste suppose que les élèves doivent être mis en situation d’apprentissage afin de construire des connaissances leur propre connaissances par le biais d’un guidage minimal de l’enseignant. En ce sens, elle se base sur l’intuition que la connaissance découverte activement pas un apprenant est qualitativement meilleur que celle qu’il reçoit par un enseignement direct de cette connaissance.

Toutefois, la recherche en éducation n’a pu à ce jour apporter aucune preuve empirique de l’efficacité de ces procédures promues par l’approche constructiviste, montrant au contraire une supériorité de l’approche instructionniste dont l’enseignement explicite est un exemple.

Apprendre aux élèves à construire leurs connaissances ou enseigner des procédures pour les construire est une perte de temps pour l’enseignant.

La construction des connaissances est une habileté primaire. Elle s’acquiert aisément et automatiquement. On n’y a pas plus accès qu’à la reconnaissance des visages, qu’à la capacité de marcher où à l’acquisition de la langue maternelle. On peut travailler sur des aspects concrets, contextuels et spécifiques de ces habiletés mais pas sur ces habiletés en tant que telles.

Enseigner à des élèves du secondaire des maths ou des sciences, en les amenant à découvrir les lois et règles avec un guidage minimal est inutile, coûteux en temps et risque d'installer des conceptions erronées. La modelage en enseignement explicite suivit de la pratique guidée puis autonome est autrement plus performant.

Les élèves ont l’habileté primaire de construire automatiquement leurs connaissances indépendamment de la manière dont elles leur sont présentées.

Toute recherche portant sur un établissement de preuves empiriques en faveur de l’efficacité particulière d’un enseignement constructiviste est donc tacitement caduque, puisque les habiletés primaires ne nécessitent pas d’enseignement.


Bibliographie


Chanquoy Lucile, André Tricot, John Sweller, La charge cognitive, Théorie et applications, Armand Collin (2007)

K.J. Gilhooly, Human and machine problem solving, 1989, Plenum Press

Michael R.W. Dawson & David A. Medler, Means-Ends Analysis, 2010, Dictionary of cognitive science, http://www.bcp.psych.ualberta.ca/~mike/Pearl_Street/Dictionary/contents/M/meansends.html

David Didau & Nick Rose, What every teacher needs to know about psychology, 2016, John Catt

Françoise Appy,  Connaissances primaires et connaissances secondaires, 19/06/2017, http://explicitementvotre.blogspot.com/2017/06/connaissances-primaires-et.html

Mirror neuron,  https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Mirror_neuron&oldid=856766218 (last visited Sept. 16, 2018).

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