dimanche 15 septembre 2019

Saillance et attention en classe

La cognition humaine est fluide. Sa flexibilité découle pour une part de la capacité de l’attention à gérer différents contenus mentaux. L’exécution d’actions complexes, dirigées vers un but prédéfini, dépend de l’attention que notre esprit accorde à l’information pertinente présente dans l’environnement.


(Photographie : Matthieu Gafsou)


Si l’attention peut aiguiser le traitement d’une information pertinente, elle peut aussi se laisser égarer.


L’effet « pop out »


L’effet « pop out » se produit lorsqu’un stimulus visuel présente un aspect différent d’autres objets d’apparence similaire, ce qui a pour effet qu’il se distingue très nettement des autres objets du champ visuel.



Lorsqu’on regarde un champ visuel, un stimulus unique et particulier peut être localisé beaucoup plus rapidement que des stimuli similaires. La prise en compte de l’effet « pop out » permet de rendre les publicités et la signalisation routière plus efficaces en utilisant des stimuli contrastés dans un champ visuel.

Une abeille qui rentrerait dans une classe bénéficierait de l’effet « pop out », attirant l’attention de tous les élèves. L’enseignant ne récupérerait une classe attentive qu’une fois celle-ci expulsée. N’importe quel élément incongru apparaissant en classe peut ainsi détourner les élèves de la tâche en cours et par conséquent diminuer leur apprentissage. 



Saillance


Les ressources en attention ne sont pas stables. Elles sont susceptibles de se déplacer constamment. De même le milieu environnant change en permanence. Certains éléments deviennent plus ou moins saillants que d’autres au fil du temps.

La saillance représente l’importance ou la qualité d’être évident ou facilement repérable. Selon la théorie de la saillance, l’élément sur lequel se porte notre attention, volontairement ou involontairement, bénéficie de l’équivalent d’un effet « pop out » sur notre esprit. 

La sirène d’une ambulance ou une porte qui claque va créer de la saillance pour ces éléments.

Le focus attentionnel permet d’augmenter sélectivement la saillance de certains éléments autour de nous. Par exemple si on se dit qu’on va compter le nombre d’objets rouges dans la pièce autour de nous, ils deviennent automatiquement plus faciles à repérer. Un enfant qui se promène dans un jardin aura plus de chances de repérer des œufs de Pâques qui y sont cachés s’il sait qu’il y en a.




Perception-action


Le neurophysiologiste et prix Nobel américain Roger Sperry a avancé que le cycle perception-action est la logique fondamentale du système nerveux. Les processus de perception et d’action sont entrelacés sur le plan fonctionnel : la perception est un moyen d’action et l’action est un moyen de perception. Le cerveau humain a évolué pour régir l’activité motrice avec la fonction de base d'utiliser le traitement sensoriel pour permettre la coordination motrice. Nos sens informent et servent à coordonner nos mouvements.

Selon la « théorie du codage commun » avancée par Wolfgang Prinz et ses collègues de l’Institut Max Planck de Leipzig, les actions sont codées en fonction des effets perceptibles qu’elles doivent générer. L’exécution d’un mouvement laisse derrière elle une association entre le schéma moteur qui l'a générée et les effets sensoriels qu’elle produit.

Selon l’hypothèse de la cognition motrice avancée par Vittorio Gallese et ses collègues de l’Université de Parme, la cognition motrice fournit aux primates humains et non humains une compréhension directe et préréflexive des actions biologiques qui correspondent à leur propre catalogue d’actions. Ainsi action et perception sont indissociables.

L’attention que manifeste un être humain est dynamique, elle se traduit par des moments de fixation pour la perception d’informations, entrecoupés de saccades où l’œil passe d’une cible à l’autre. En posant le regard sur une cible, on va acquérir de l’information, en analysant la vision, avant de passer à un autre élément. 

Cette fixation sur une cible, qui génère une information, va changer la perception globale et déclencher une action. Ceci va se traduire par la fixation sur un autre élément, car le regard se déplace. Il existe ainsi une boucle perception action : la perception génère une action qui change la perception. Cet enchainement forme la brique élémentaire de l’activité cognitive qu’on appelle la boucle perception-action. Elle se répète 3 ou 4 fois par seconde.



À chaque nouveau changement, il y a plusieurs perceptions possibles ou plusieurs actions possibles. Il y a donc nécessairement une sélection de la perception et de l’action à chaque instant. La performance est déterminée par le choix de l’action à chaque cycle. 





Carte de saillance


Dans le modèle de la théorie de l’intégration des caractéristiques, le champ visuel est traité et génère une représentation topographique globale de la perceptibilité, ou carte de saillance. Une carte de saillance donne une vue particulière de l’environnement visuel, en mettant l’accent sur les endroits saillants du champ visuel. Il a été suggéré que l’emplacement d’autres éléments est inhibé. Une fois que le traitement de l’élément le plus saillant est terminé, l’endroit immédiatement moins saillant est visité, et ainsi de suite.

L’ordre hiérarchique établi des lieux, fondé sur l’importance, peut donc guider la progression de la recherche visuelle de l’endroit le plus saillant à l’endroit le moins saillant. Les cartes de saillances sont le fait que dans notre champ de vision ou d’audition, des zones ou des sons sont considérés comme particulièrement importants et d’autres pas.

Dans une tâche de recherche visuelle, l’attention visuelle progresse de l’élément le plus saillant à l’élément le moins saillant jusqu’à ce qu’une cible soit trouvée. Les éléments situés à proximité du premier endroit visité peuvent être plus susceptibles d’attirer l’attention que les éléments éloignés, mais cet effet s’applique spécifiquement aux éléments les moins saillants. L’attention procède en ce qui concerne la saillance selon un équilibre entre les critères de similarité et de proximité.

Les critères de proximité et de similarité semblent influencer la progression de l’attention visuelle : 

  • Le critère de proximité implique que la distance par rapport au centre d’attention compte lors de la sélection du prochain lieu à visiter, privilégiant les objets proches par rapport aux plus éloignés. Ainsi, les lieux spatialement proches du plus saillant pourraient avoir la priorité sur les lieux plus éloignés.
  • Le critère de similarité implique que les éléments partageant des caractéristiques similaires sont favorisés par rapport à d’autres, plus différents. La progression attentionnelle repose principalement sur ce critère. 



 

Distractions


Peu importe combien un individu peut être motivé. À un moment ou un autre, il va se laisser distraire de qu’il était occupé de faire ou de ce à quoi il pensait.

Le système humain est censé agir comme une machine de traitement de l’information qui transforme les signaux perceptuels en sorties intelligentes. Le succès de ces opérations complexes dépend en partie des systèmes attentionnels qui aident à choisir les schémas d’action appropriés pour atteindre les objectifs. Les objectifs sont atteints lorsque l’action prévue est terminée. De plus, l’attention fournit les ressources nécessaires au bon fonctionnement des différents processus. Mais la quantité de ressources en mémoire de travail est limitée pour les informations nouvelles.

La distraction peut avoir une cause exogène et être due à un stimulus dans notre environnement. Elle peut également avoir une cause endogène, être due à des pensées qui nous envahissent. Des distractions détournent ainsi l’attention de la tâche en cours et sont susceptibles d’interférer ou de l’interrompre, nous amenant à considérer des éléments d’information imprévus la plupart du temps.

Lorsqu’une interruption se produit, elle déclenche une alerte, provoquant le désengagement de tous les objectifs liés à la tâche et déplaçant le centre de l’attention vers elle. Lorsque la tâche principale interrompue est reprise, la réorientation de l’attention et la réactivation des objectifs qui a des conséquences. Cette distraction exogène peut :

  • Avoir un coût au niveau de la précision et de la rapidité.
  • Générer de l’agacement et de l’anxiété.
  • Entrainer un risque accru d’erreurs par interférence, surtout lorsqu’il faut beaucoup d’attention pour accomplir la tâche concernée. 


La survenance d’une interruption combine quatre caractéristiques :

  • Une tâche principale est suspendue temporairement, il y a l’intention d’y retourner et de la terminer.
  • La nouvelle tâche (c.-à-d. la tâche d’interruption) est introduite par un événement, imprévu ou non.
  • L’introduction d’une telle alerte d’interruption suppose un désengagement de l’attention de la tâche principale pour effectuer la nouvelle. 
  • Les interruptions génèrent une interférence avec les objectifs en cours, maintenus temporairement dans la mémoire de travail. Cela augmente la charge de travail, car la tâche en cours va ensuite devoir être réactivée.


Si la distraction entraine un découplage perceptuel qui éloigne notre attention de la tâche en cours, ce phénomène n’est pas non plus purement négatif. En effet, il reflète un avantage évolutif qui assure que les événements externes particulièrement saillants sont traités indépendamment de l’état d’attention d’un individu. Le phénomène nous permet de nous tenir en alerte face à un danger ou une opportunité potentiels.


Distractions et habitudes


Si un objet est présent dans notre environnement, ou s’il y a un mouvement, l’attention est susceptible d’être capturée. Il s’agit d’un phénomène irrépressible et inné. 

C’est là que les connaissances préalables et les habitudes comportementales peuvent intervenir. Le fait d’avoir l’habitude de faire quelque chose va entrainer une action machinale plutôt qu’une autre et une certaine façon de faire attention plutôt qu’une autre.

Lorsqu’un élève a son téléphone dans sa poche ou sur son bureau, il est susceptible lorsqu’il est alerté par sa présence visuelle de s’en saisir machinalement. Il peut le consulter sans même réfléchir ou s’en rendre complètement compte. Le téléphone possède une certaine saillance suite à la fréquence de son utilisation et le fait de poser le regard dessus est susceptible de déclencher des actions. 

Autre exemple, le fait d’avoir un verre d’eau devant soi peut déclencher l’action de le prendre en main et de boire, sans qu’on en ait complètement conscience. Notre mémoire à long terme garde des associations entre une perception et une action. Ces dernières sont susceptibles de se déclencher naturellement.

Lorsque nous sommes au téléphone et que nous avons près de soi un morceau de papier et un crayon, nous sommes susceptibles de griffonner. C’est l’action que nous faisons naturellement lorsque nous avons un crayon et un morceau de papier, c’est machinal.

Notre cerveau a une tendance prédictible à obéir à notre environnement que nous devons contrôler. Limiter les facteurs de distraction facilite ce contrôle. Parfois, il n’est même pas nécessaire de voir l’objet : penser à son téléphone va naturellement déclencher le geste d’utilisation du téléphone.

Autoriser la présence de téléphones en classe a dès lors un coût direct pour l’attention. Même si ceux-ci ne sont pas utilisés, ils vont générer des pensées d’actions qui vont devoir être inhibées. 



Fixer son attention


Fixer son attention est un choix, qui dépend de l’individu. Il peut être sous l’influence de motivations intrinsèques ou extrinsèques.

Porter l’attention sur un seul objet, c’est focaliser son monde intérieur et résister aux distractions. Il s’agit d’un phénomène qui vient de l’intérieur, qu’il faut construire. Cette forme d’attention, qu’on appelle la concentration est fondamentale en contexte scolaire. Elle demande d’être capable de filtrer l’information, de ne pas se laisser distraire, ni par l’extérieur ni par soi-même.

C’est la capacité à se concentrer sur des stimuli immobiles. Ce n’est pas le monde extérieur qui stimule notre attention, c’est nous-mêmes qui fixons cette attention sur l’objet. Ça n’est pas une attention captée, mais une attention dirigée de l’intérieur.

Cette attention sélectionne dans le cerveau les zones à activer et celle à ne pas activer. Les fonctions d’apprentissage et de mémorisation dépendent directement de cette attention. Elle doit passer par un apprentissage. Un élève apprend toute une panoplie de comportements scolaires attendus et une foule de stratégies d’apprentissage spécifiques. Ce sont celles-ci qui lui permettent d’apprendre à piloter son attention.

Toutes ces connaissances nécessitent un enseignement explicite et un apprentissage fait d’entrainements, de rappels et de rétroactions. Elles vont l’aider à stabiliser son attention sur l’information la plus pertinence et aider au choix de l’action à entreprendre. 

Par contre si l’attention retombe, l’action cesse d’être correcte et la concentration disparait. L’attention est également dépendante de l’importance accordée à la tache. On a donc tout intérêt à privilégier des objectifs simples, qui représentent à chaque fois un challenge réel, mais accessible, pour favoriser l’attention et la rencontre d’expériences de succès.



Saillance en contexte scolaire


À chaque instant, il y a plusieurs perceptions possibles et également plusieurs actions possibles. Il y a donc sélection de la perception et de l’action à chaque instant. La performance est déterminée par le choix de l’action à chaque cycle.

L’action est presque toujours une réaction à ce qui est perçu parce que ça va très vite. Une sélection de l’action à produire se fait en 200 – 300 millisecondes voir un tiers ou une demi-seconde.

Il est d’autant plus important de placer son attention sur la bonne perspective parce que c’est le moyen de déclencher la bonne action. On a donc intérêt à ce que les contextes scolaires soient routiniers, structurés, guidés et systématiques pour canaliser l’attention des élèves, et respecter les limites de leurs processus cognitifs. C’est le cadre que s’emploie à mettre en place un enseignement explicite des contenus et des comportements.

Dans un contexte scolaire, le degré avec lequel les élèves vont accorder de l’attention à ce qu’ils essaient d’apprendre peut être estimé dans une certaine mesure par la saillance du contenu.

Cette saillance peut être expliquée par différents phénomènes :

  1. Elle peut être à l’origine de la motivation de l’élève et de son niveau d’intérêt pour la matière vue.
  2. Elle peut dépendre de l’approche pédagogique choisie par l’enseignant. Elle correspond à la façon dont l’enseignant suscite la mise en action des élèves : objectifs pédagogiques, challenges, vérification de la compréhension, pratique guidée puis autonome ou rétroaction.
  3. Elle peut dépendre du mode de présentation des contenus choisi par l’enseignant : couleurs vives ou ternes, intégration entre l’image, le texte et la parole, etc. Cela recouvre tout ce qui est de l’ordre de la charge cognitive, avec risque de surcharge ou de redondance éventuelle. 
  4. Elle peut dépendre des interventions en matière de gestion de la discipline. Par exemple, il s’agit de routines non verbales mises en place par l’enseignant pour attirer l’attention des élèves, de la gestion des transitions, de la fluidité, d’une atmosphère positive ou du rythme soutenu du cours. 




Bibliographie


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Jean-Philippe Lachaux, Le cerveau attentif, Odile Jacob, 2011

Motor cognition, https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Motor_cognition&oldid=911012382 (last visited Sept. 14, 2019).

Sperry, R.W. (1952). "Neurology and the mind-brain problem". American Scientist. 40: 291–312.

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Couffe, C., et al. Salience-based progression of visual attention: Time course. Psychol. fr. (2015), http://dx.doi.org/10.1016/j.psfr.2015.04.003

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