Réfléchir pour apprendre

Ce qu’enseigner et apprendre ont comme fil conducteur commun est de faire réfléchir les élèves.

(Photographie : ELeKtra Laurent)

La complexité des processus d'apprentissage

Selon les hypothèses de la psychologie évolutionniste de l’éducation avancées par David C. Geary, les apprentissages scolaires appartiennent aux domaines des connaissances secondaires. Ceux-ci demandent de l’attention et des efforts conscients de la part des apprenants.

Selon la théorie de la charge cognitive, ils dépendent du goulot d’étranglement constitué par la faible capacité de la mémoire de travail. Ils imposent des échanges conscients, répétés et dirigés entre la mémoire de travail et la mémoire à long terme.

Le processus d’élaboration qui en découle aboutit à l’enrichissement, à la mise à jour et à la création des schémas cognitifs. Tout nouvel apprentissage requiert ainsi un traitement cognitif, de même que l’engagement dans des processus de réflexion non encore complètement automatisés.

Mais qu’en est-il de la durabilité des apprentissages ? Robert A. Bjork a avancé le concept de difficulté désirable. À partir du moment où une information a été apprise, il faut que sa récupération représente une difficulté pour que sa force de stockage augmente et que nous devenions moins susceptibles de l’oublier. Si nous la mobilisons avec aisance, l’effet sur la durabilité est faible. Nous pouvons considérer à nouveau que pour consolider des connaissances, un effort de réflexion s’impose.

L'importance de s'engager dans une réflexion pour apprendre

La théorie de la charge cognitive oppose la stratégie moyens-fins en résolution de problèmes à des stratégies de résolution expertes délibérément apprises et plus efficaces. Il y a donc une question de qualité de la réflexion qui passe elle-même par un enseignement et un apprentissage. Une réflexion de qualité n’est pas innée.

Une autre distinction intéressante est celle mise en avant par Daniel Kahneman, que nous avions déjà abordée ici (voir article). Elle correspond à l’existence de deux modes de raisonnement :

• Le système 1 ou système chaud est automatique, involontaire, intuitif, émotionnel, rapide. Il demande peu d’effort, peu d’énergie et est utilisé par défaut.
• Le système 2 ou système froid nécessite une certaine concentration et une certaine attention de la part de l’individu. Il intervient dans la résolution de problèmes complexes, grâce à son approche plutôt analytique. Il est toutefois plus lent que le système 1 et intervient lorsque ce dernier est confronté à un problème nouveau auquel il ne sait pas répondre.

Dans la mesure où l’enseignement vise de nouveaux apprentissages, il requiert surtout le système 2. Une fois qu’une information est apprise et aisément accessible, elle peut être mobilisée sans effort par le système 1. Donc apprendre demande des efforts et la mobilisation intentionnelle ou provoquée du système 2 (froid). Nous devons porter activement et volontairement attention à la situation. Ce système 2 serait également le siège de l’autorégulation et du contrôle de soi.

Trois caractéristiques de l'engagement dans la réflexion

L’enjeu en classe sera d’amener les élèves à mobiliser leur système 2 en vue de leur faire générer un apprentissage signifiant.

L’obstacle est que le cerveau humain est conçu pour éviter de réfléchir et s’économiser par défaut. Il s’agira de mettre en place des conditions qui amènent les élèves à relever des défis qui demandent d’activer leur système 2.

Cela ne peut se faire en permanence non plus. L’enjeu est ensuite que les élèves puissent au terme de leur apprentissage mobiliser les nouvelles connaissances apprises avec leur système 1.

L’esprit est fait pour bouger et voir, analyser l’environnement et réagir rapidement en fonction de ce qu’il perçoit. D’une certaine manière, l’accès au système 2 se fait à travers le système 1. Cette dichotomie présentée par Kahneman est avant tout un modèle et une allégorie pour faciliter la compréhension des processus en cours.

Pour paraphraser Daniel T. Willingham (2010), faire réfléchir les élèves à travers leur système 2 implique la prise en compte de trois propriétés :

1) Réfléchir demande de ralentir le temps 

Notre perception nous donne à travers nos sens à un accès instantané à notre environnement direct. Au sein de celui-ci, nous pouvons déclencher ou non des processus automatiques.

À l’opposé, tout processus de réflexion va demander un ralentissement, une sélection intentionnelle plus hésitante de certains éléments d’information pertinents plutôt que d’autres. Cela s’accompagne d’un traitement délibéré qui suit certaines règles nouvelles indépendantes de notre intuition.

Dans ce sens, apprendre c’est se déplacer lentement et avec précautions d’une nouvelle façon dans un environnement différent que nous ne maitrisons pas encore complètement. Cette nécessité d’une lenteur précautionneuse demande un effort sur nous-mêmes.

2) Réfléchir demande de faire des efforts

Pour réfléchir, les élèves vont devoir mobiliser leurs ressources (limitées essentiellement par leur mémoire de travail et leur connaissances préalables) et les investir dans des processus par étapes qui sont neufs pour eux. Cela va nécessiter l’exercice d’un contrôle constant, du moins dans les premières phases de l’apprentissage.

Réfléchir demande de la concentration et une attention constante, délibérée ou guidée. Lorsque nous apprenons et que nous réfléchissons, toutes nos ressources en mémoire de travail y sont consacrées.

3) Réfléchir est imparfait

Réfléchir et effectuer quelque chose de neuf implique des approximations, des erreurs ou un manque d’efficacité ou de précision inévitables. C’est pourtant la voie tracée et la seule possible vers le développement d’automatismes ultérieurs. Le tâtonnement est l’étape initiale et indispensable vers l’aisance et la fluidité.

Nous commettons des erreurs qui peuvent nous enfermer dans des impasses. De fait, régulièrement, face à quelque chose de neuf, nous avons besoin d’aide.

Paradoxalement, l’enjeu du système 2 est de développer des automatismes et pouvoir gérer ces situations nouvelles plus efficacement à travers le système 1 par la suite. Si aucun apprentissage durable ne se crée, la prochaine fois nous affronterons à nouveau cette situation donnée avec lenteur, efforts et approximations.

Si nous ne pouvons mobiliser notre système 2 en permanence, en tant qu’enseignants, nous allons pourtant devoir le solliciter le plus possible chez nos élèves et optimiser l’utilisation de leurs ressources mentales limitées.

Une fois que les élèves ont appris, les connaissances qu’ils ont accumulées en mémoire à long terme remplacent la nécessité d’une réflexion approfondie pour les guider dans leurs actions. Ils peuvent faire ensuite appel au système 1.

Ainsi, le système 1 n’est pas statique. Sous l’influence du système 2, il s’enrichit et se développe. Paradoxalement, les capacités de notre cerveau s’agrandissent pour nous permettre d’éviter de réfléchir.

Susciter l'engagement dans la réflexion par des défis

Les contraintes scolaires posent un cadre qui permet l’apprentissage, mais deux facteurs propres à l’apprenant le favorisent.

Le premier facteur est l’intérêt. Nos intérêts personnels ou situationnels peuvent nous motiver à activer ce système 2. Nos intérêts font que tous les raisonnements ne sont pas aussi attrayants les uns que les autres, pour un individu donné.

Le second facteur est notre système de récompense. Comme notre système 2 est lent, contraignant et approximatif, il a besoin d’incitants pour fonctionner. Lorsque nous résolvons un problème, notre système de récompense agit au niveau du cerveau en sécrétant une petite dose de dopamine, un neurotransmetteur proche de l’adrénaline. Les neuroscientifiques soupçonnent que de cette manière, un lien se crée entre apprentissage et plaisir.

L’élément intéressant est que le déclenchement de ce processus de récompense ne vient pas seulement du fait d’avoir trouvé la solution du problème concerné. Il dépend surtout de l’effort, transformé en succès, que nous avons fourni pour y parvenir.

Lorsque nous sommes bloqués face à un problème, nous ressentons de la frustration, mais pour autant nous n’éprouverons pas de plaisir — tout au plus un soulagement — si la réponse nous est donnée. Nous préférons obtenir un indice minime qui nous mettra sur la voie de la solution.

En fin de compte ce qui nous pousse à fournir un effort intellectuel, c’est la promesse de ressentir la satisfaction que nous apporte la découverte personnelle de la réponse. Celle-ci est liée aussi à un autre incitant. Une fois que nous avons trouvé la réponse, nous sommes beaucoup plus susceptibles de résoudre par la suite le même genre de situation avec bien moins d’effort, de manière plus automatique, avec le système 1.

Afin de pouvoir activer le circuit de récompense, il faut que les défis proposés ne soient ni trop faciles, ni trop difficiles :

• S’ils sont trop faciles, nous pouvons les faire automatiquement sans activer le système 2 et donc sans bénéficier du système de récompense.
• S’ils sont trop difficiles, nous ne pourrons pas entamer la résolution avec succès et donc nous ne bénéficierons pas non plus du système de récompense.

Les élèves accepteront plus naturellement de réfléchir lorsqu’ils estiment que leur effort intellectuel sera récompensé par la satisfaction que suscite la résolution d’un problème. À cette condition, leur réalisation peut générer un sentiment de récompense, procurer du plaisir.

Déterminer le juste milieu est une question d’expertise et de conception pédagogique. Le meilleur enseignant du monde sans le support pédagogique et les activités adéquates n’arrivera pas très loin. De même, un enseignant inexpérimenté peut en faire un mauvais usage de très bonnes ressources pédagogiques.

Tenir compte des limites cognitives pour l'engagement dans la réflexion

Le succès de la réflexion impose que l’élève puisse aboutir à une solution à l’aide du système 2.

Tout ce processus va tourner autour du fonctionnement de la mémoire de travail. Celle-ci va à la fois :

• Stocker de nouvelles informations sélectionnées dans l’environnement, ses capacités sont limitées à 4 +/-1 nouvelles informations.
• Échanger avec la mémoire à long terme, où seront activés et éventuellement mis à jour des faits et des connaissances procédurales en rapport avec la situation.
• Procéder au traitement des nouvelles informations.

Il s’agit donc de placer l’élève en situation de défi et profiter d’une motivation extrinsèque ou intrinsèque, elle-même renforcée par le système de récompense. Le défi représente un enjeu pour l’élève qui va lui faire enclencher le processus de réflexion et s’engager de manière significative.

Les défis matérialisent les objectifs pédagogiques de l’enseignement qui en sont la finalité. Ils peuvent également jouer sur un effet de suspense. Parfois, il vaut mieux ne révéler l’objectif pédagogique qu’à l’issue du défi.

Un défi représente donc un effort intellectuel raisonnable. La mobilisation avec succès du système 2 peut ainsi générer un apprentissage.

L'importance de l'introduction de défis lors de l'enseignement

Introduire des défis

L’impasse est lorsqu’un enseignant se contente d’expliquer un point de matière durant plus d’une dizaine de minutes sans mettre ses élèves au défi, sans les interroger régulièrement. Si cela ne s’accompagne pas d’une réflexion signifiante pour les élèves, il y a peu de chances que cela génère un traitement cognitif génératif de nouvelles connaissances. Si les élèves sont des auditeurs passifs, s’ils sont attentifs, mais ne sont pas amenés à réfléchir, il y a peu de chances que l’opération puisse se traduire par un apprentissage conséquent.

La première opération consiste donc à repérer les moments dans un cours qui ne représentent pas un défi suffisant pour l’élève. Il s’agit alors de les transformer pour inclure des défis. Il convient donc de débusquer dans un cours tous ces passages sans interaction. Il faut leur ajouter de la vérification de la compréhension et aboutir à une tâche d’application qui demandera aux élèves de traiter et récupérer de l’information. Dans ce cas, ils penseront et apprendront.

Des défis accessibles

Si des défis sont introduits, mais qu’ils ne sont pas accessibles aux élèves, car trop exigeants, alors c’est peine perdue. Ils ne contribuent pas à l’apprentissage et risquent même de l’inhiber.

Des défis mal calibrés peuvent ainsi avoir des conséquences négatives lorsque :

• Les élèves ne comprennent pas du tout le but de l’exercice ni sa correspondance avec un objectif pédagogique.
• Les défis dépassent les capacités de leur mémoire de travail.
• Les élèves ne comprennent pas le problème en question, car il dépend de connaissances préalables ou d’un vocabulaire qu’ils ne maitrisent pas.
• Les élèves peuvent essayer simplement de deviner la réponse en faisant appel à leur système 1 sans mobiliser leur système 2.

Miser sur la conception pédagogique sans réinventer la roue

Souvent, en tant qu’enseignant, il convient d’éviter de réinventer la roue. Il vaut mieux utiliser des ressources qui existent, dans des manuels ou dans des cours construits avec ou par des collègues et qui ont fait leurs preuves au fil du temps.

Il vaut mieux partir d’une base en l’adaptant à l’échelle d’un cours singulier. Il s’agit d’accompagner l’apprentissage des élèves et de conserver le déroulement du cours d’une manière assez modulable. Il faut qu’il puisse être piloté en direct par un recueil d’informations en fonction de l’apprentissage des élèves.

Il est utile également de tenir compte de conseils de conception pédagogique tels que mis en avant par la théorie de la charge cognitive, la théorie de l’apprentissage multimédia ou celle du double codage.

La mémoire de travail ne peut intégrer qu’une certaine quantité d’informations à la fois. Il faut donc diviser l’enseignement étape par étape et intégrer les informations au fur et à mesure qu’elles trouvent leur place dans la mémoire à long terme des élèves.

Nous arrivons très rapidement à présenter plus de quatre nouvelles informations. Mis à part le ralentissement du rythme, d’autres approches comme la structuration et la hiérarchisation l’information et les organisateurs graphiques sont des pistes importantes. Cela peut aider les élèves à ne pas accumuler trop d’informations à la fois dans leur mémoire de travail.

Partir des connaissances préalables

En tant qu’enseignants, experts dans notre domaine, nous avons une vision globale et entièrement logique de la place de certains contenus dans l’ensemble de la matière.

Nous avons une tendance naturelle et bien logique à la privilégier. Le problème est qu’elle ne fait sens qu’a posteriori. Si elle représente une finalité, elle peut ne pas faire sens, ni de ce fait contribuer directement à l’apprentissage de nos élèves.

Par exemple, un cours sur le système immunitaire pourrait se concevoir ainsi du point de vue de l’enseignant :

1. Le soi et le non-soi
2. Le système lymphatique
3. L’immunité innée
4. L’immunité acquise

Le danger d’une telle démarche est qu’elle est avant tout descriptive et risque de se perdre dans une multitude de détails. Il faudra attendre d’être bien avancé dans le chapitre avant d’avoir la possibilité d’introduire des tâches d’application auprès des élèves.

La structure du cours a beau être hiérarchisée, elle prêtera à confusion pour un néophyte. Le cours est conçu comme un tout, on atteint une maitrise d’un ensemble.

Il est plus utile d’avoir une démarche fonctionnelle au service de l’élève comme celle-ci :

1. Fonctionnement du système lymphatique en absence de pathogènes
2. Réponse innée en présence de pathogènes
3. Reconnaissance du soi et du non-soi
4. Réponse spécifique en présence de pathogènes

L’avantage est que rapidement l’élève peut être confronté à des tâches d’élaboration. Les différents acteurs sont introduits au moment où ils sont mobilisables dans des tâches fonctionnelles de complexité croissante. Nous avançons ainsi progressivement avec les élèves du simple vers le complexe. Le cours est pensé, défi après défi, à l’échelle de l’heure de cours. Les défis sont concentriques et leur réalisation par les élèves dépend de l’acquisition et de la récupération des connaissances liées aux défis précédents.

Dans la première démarche, les élèves sont globalement passifs durant toute la première partie du cours. Il s’agit d’avoir vu suffisamment de contenu pour commencer à appliquer. L’enseignant suppose que les élèves étudient spontanément les contenus à domicile de manière à être aptes à la mobiliser dans des applications quelques heures de cours plus tard. L’apprentissage est transféré à domicile, sa vérification se fait en classe.

Dans la seconde démarche, les élèves sont mobilisés dès la première heure de cours par des exercices d’application et d’élaboration qui mobilisent des savoirs fonctionnels préalablement présentés. Ceux-ci seront mobilisés à nouveau dans les tâches ultérieures qui gagneront en complexité au fur et à mesure que les élèves acquièrent des connaissances en mémoire à long terme. Les élèves font face à des défis à chaque heure de cours et son responsabilisés face à la maitrise de leurs propres apprentissages réalisés au cours. L’apprentissage est réalisé en classe, sa réactivation a lieu à domicile pour l’élève.

Il y a beaucoup plus de chances que les élèves s’engagent dans une approche fonctionnelle qui correspond à leurs besoins d’apprentissage et font un meilleur usage du temps en classe. De même, l’enseignant va à l’essentiel et évite les digressions.

L’enseignant pense et élabore ses questions pour générer un apprentissage, pour amener les élèves à traiter une situation et à gérer stratégiquement un problème plus que dans l’espoir d’obtenir des réponses exactes.

Ces défis que l’enseignant présente aident l’élève à progresser de manière fonctionnelle plus que peuvent le faire de simples connaissances factuelles.

Mise à jour le 22/08/2022

Bibliographie

Daniel T. Willingham, Pourquoi les enfants n’aiment pas l’école !, pp5-24., La Libraire des écoles, 2010

Système 1/Système 2 : Les deux vitesses de la pensée, https://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Syst%C3%A8me_1_/_Syst%C3%A8me_2_:_Les_deux_vitesses_de_la_pens%C3%A9e&oldid=169778473 (Page consultée le avril 19, 2020).