Cognition

La cognition est l'ensemble des processus mentaux qui se rapportent à la fonction de connaissance et mettent en jeu la mémoire, le langage, le raisonnement, l'apprentissage, l'intelligence, la résolution de problème, la prise de décision, la perception ou l'attention.

Les sciences cognitives sont un domaine interdisciplinaire de chercheurs en psychologie, neurosciences, linguistique, philosophie, informatique et anthropologie qui cherchent à comprendre l'esprit.

Le champ de la psychologie cognitive est issu directement de béhaviorisme, pour lequel le comportement est observé et mesuré sans explications cognitives.

Les sciences cognitives étudient le fonctionnement général de la pensée et la manière dont celle-ci gère les connaissances, les sélectionne, les mémorise, les réutilise, etc.

La pensée ne se réduit ni à la conscience ni aux fonctions intellectuelles supérieures (raisonnement, réflexion, jugement, etc.). Les sciences cognitives montrent qu’une très large part du fonctionnement de l’esprit humain échappe à la conscience. En ce sens, l'automaticité ce certains de nos processus mentaux est garante de leur efficacité.

La psychologie cognitive se distingue des neurosciences dans le sens où celle-ci se focalise sur des explications en lien avec l'esprit alors que les neurosciences sont concernées par l'explication de ce qui se passe dans le cerveau.





Modèle de l'apprentissage


Le système cognitif humain est conçu comme un système adaptatif et spécialisé. Il a évolué afin de permettre à l'espèce humaine une meilleure adaptation à son environnement.

Les sciences cognitives définissent l'apprentissage chez l'homme comme l'ensemble des processus permettant d'acquérir de nouvelles connaissances ou de transformer les connaissances existantes.

Deux aptitudes semblent propres à l'espèce humaine :

  1. La propension à transmettre.
  2. La capacité à apprendre à partir des enseignements. 
Par conséquent, les connaissances sont transmises de génération en génération et l'être humain peut faire face à des changements culturels car les connaissances peuvent être transmises rapidement au sein d'un groupe donné. 


Les différentes théories cognitives relatives à l'apprentissage partagent une vision commune des caractéristiques structurales du système de traitement de l'information, c'est-à-dire de l'architecture cognitive. 

Modèle de la mémoire


La mémoire permet de retenir des informations pour les réutiliser ultérieurement. Dans le champ des sciences cognitives, à l'inverse du béhaviorisme, la notion de mémoire insiste sur les structures et processus intermédiaires entre l'acquisition de ces informations et leurs conséquences sur le comportement.

Avoir une compréhension claire et précise de la structure de la mémoire et de ses processus doit être une priorité, à la fois pour les apprenants et les enseignants.

La mémoire a un rôle central dans l'apprentissage, pourtant la connaissance de ses principes, fonctions et particularités est souvent négligée dans l'enseignement. Elle permettrait pourtant d'éviter des conceptions naïves et improductives à son sujet.

Apparu dans les années 1960, le modèle modal de la mémoire a été l'un des plus influents. Il distingue :

  1. Le registre sensoriel
  2. La mémoire à court terme 
  3. La mémoire à long terme


La notion de mémoire de travail a été présentée par Baddeley et Hitch en 1974. Ce modèle et d'autres plus récents comme celui de Cowan mettent en évidence les liens entre attention et mémoire.

La durée de stockage de l’information en mémoire varie de quelques centièmes de seconde pour la mémoire sensorielle (mémoire iconique et échoïque), d'une poignée de secondes jusqu'à en deça de la minute (en fonction des répétitions) pour la mémoire à court terme / mémoire de travail pour finalement s'étendre sur de longues durées en mémoire à long terme. 

Le traitement de l’information, de l’entrée de l’information par la mémoire sensorielle, à son  stockage en mémoire à long terme, en passant par le traitement et la régulation en mémoire de travail constitue un paradigme qui permet d’expliquer les apprentissages et la façon dont l'enseignement peut servir de vecteur et de facilitateur.


(source )

Mémoire sensorielle


Mémoire à court terme / mémoire de travail


Le modèle de la mémoire à court terme a été élaboré par Atkinson et Shiffrin (1968). Ce sont Baddeley et Hitsch (1974) qui ont initié la notion de mémoire de travail et cette appellation a pris le dessus sur la première car elle est plus large.

  1. Pourquoi la mémoire à court terme est d'une importance centrale? Comparaison entre l'approche par la découverte et l'enseignement explicite!
  2. Pourquoi la mémoire de travail est d'une importance centrale? Comparaison entre l'approche par la découverte et l'enseignement explicite!
  3. Comment l'attention module la mémoire de travail, guide nos pensées et nos actions.

Mémoire à long terme


  1. Pourquoi la mémoire à long terme est d'une importance centrale? Comparaison entre l'approche par la découverte et l'enseignement explicite!
  2. Pourquoi refuser la gestion mentale et les profils d’apprentissage et choisir d’enseigner explicitement des stratégies cognitives !



Attention


L'attention est complexe à définir mais est essentielle pour l'apprentissage. Nos capacités attentionnelles sont limitées et doivent être dirigées vers les informations pertinentes :

  • Si nous sommes occupés à réaliser une tâche difficile qui demande beaucoup d'attention, nous ne pouvons plus en accorder à d'autres éléments.
  • Si nous sommes occupés à réaliser une tâche facile, qui ne demande que peu d'attention, nous pouvons en accorder à d'autres éléments.

Une première dichotomie fondamentale dans l’attention est la différence entre attention passive et attention active :

  • Voir et regarder
  • Entendre et écouter
  • Sentir et flairer

Une autre dichotomie est entre :

  • L’attention spontanée qui se fait au hasard des circonstances
  • L’attention volontaire qui se fait dans un but déterminé que l’on se propose. L’attention volontaire est toujours accompagnée d’un sentiment d’effort qui est en raison directe de la durée de l’attention et de la difficulté qu’on éprouve à la maintenir. 

La majorité des psychologies cognitif s'accordent sur le fait que l'attention est un concept important lorsque l'on enseigne à des élèves.

Différentes théories on essayé d'expliquer les différences d'attention entre personnes et pourquoi certaines personnes peuvent trouver cela plus difficile de maintenir son attention que d'autres:


  1. La mémoire à long terme :
    • Il a été montré que l'expertise, l'intérêt (individuel ou situationnel) ou les connaissances antérieures dans un domaine peuvent faciliter l'attention et l'apprentissage de nouvelles connaissances liées. Ces facteurs sont différents d'une personne à l'autre. 
    • L'enseignant peut avoir un certain impact sur ces dimensions à travers le choix de ses approches pédagogiques.
  2. La mémoire de travail : 
    • Différentes études ont montré des corrélations entre les capacités de la mémoire de travail et les performances académiques. 
    • Si ces capacités ne peuvent être modifiées pour un individu, toute pédagogie qui prend en compte le charge cognitive et optimise son utilisation est susceptible d'être bénéfique pour l'apprentissage.  
  3. La vitesse de traitement :
    • Nos ressources attentionnelles peuvent être décrites en termes de rapidité avec laquelle nous traitons l'information.L'idée est d'apprendre à faire certaines tâches simples très rapidement. Il s'agit par exemple de la capacité à reconnaître des formes, des couleurs ou des objects. 
    • Au plus vite nous pouvons procéder pour traiter ces éléments simples, meilleur sera notre rendement sur des tâches qui requièrent de manipuler différents éléments d'information. 
    • Des corrélations ont été mise en évidence entre la vitesse de traitement de l'information et les performances académiques. 
    • Si nous n'avons pas d'accès sur la vitesse de traitement en tant que telle, une automatisation des procédures par une pratique intensive est susceptible de favoriser la vitesse de traitement des informations spécifiques concernées.
  4. Le contrôle de l'attention :
    • Ce concept décrit le contrôle sur notre capacité à centrer notre attention sur l'élément de notre choix, ou sur l'élément opportun,  à un moment donné.
    • Les personnes qui disposent d'un meilleur contrôle de leur attention sont plus capable de sélectionner efficacement ce sur quoi il portent sur l'attention, et sont mieux à même de maintenir leur attention sans se laisser distraire par des sources externes. Néanmoins le contrôle attentionnel ne semble pas en lien avec les distractions internes (errance mentales ou pensées auto-générées).
    • Diverses approches proposent d'aider les élèves à exercer leur contrôle attentionnel. C'est tout l'objet d'interventions sur l'attention. Il semble toutefois que le meilleur cadre à ce niveau semble être un guidage de l'enseignant, tel que le propose l'enseignement explicite des contenus et des comportement (ce dernier à travers le modèle du soutien au comportement positif dans la gestion de classe). 

(Bibliographie : Yana Weinstein, Megan Sumeracki, Understand how we learn, David Fulton, 2019)

  1. L'attention, un pilier de l'apprentissage : cas de l'attention sélective
  2. Importance d’un enseignement explicite et guidé pour soutenir l’attention des élèves
  3. Fonctionnement et limites de l’attention centrale lors de tâches concurrentes.
  4. Importance des connaissances et de l’attention dans le cadre de l’automatisation et du surappprentissage
  5. Comment l'attention module la mémoire de travail, guide nos pensées et nos actions.
  6. Quelles sont les limites de la conscience et comment dépend-elle de l'attention ?
  7. Comment fonctionne le contrôle de soi ?
  8. Mémoire procédurale des habiletés motrices et cognitives
  9. Saillance et attention en classe
  10. Que se passe-t-il quand un élève rêve en classe ?


Plasticité 

 


  1. Importance des connaissances préalables, cas de l’environnement personnel et inhibition des conceptions alternatives

Intelligence


L’intelligence comporte une part d’inné mais également une part d’acquis. Les connaissances, le contexte et la culture l’influencent.

Un synonyme d'intelligence est l'habilité cognitive, ce qui fait directement référence aux processus cognitifs qui sont une propriété du cerveau.

L’intelligence est un processus de traitement de l’information visant la résolution de problèmes. Ce processus suit des règles précises. Celles-ci peuvent être incarnées aussi bien dans un cerveau que dans un programme informatique ou dans les comportements d’un robot.

Toute compréhension d’une situation, toute pensée, toute décision repose sur des savoirs, des savoir-faire, des habiletés, des compétences acquises pour une part importante grâce à l’éducation. L’apport de l’école sur l’accroissement de l’intelligence reste peu exploré.

On ne peut pas se contenter d’explorer la part d’inné de l’intelligence et ne voir en elle que la mise en œuvre de capacités.

Résoudre un problème comme réaliser des tâches complexes requiert de faire appel à des compétences spécifiques. L’objet de l’éducation est l’acquisition de compétences spécifiques.

L’éducation est donc la méthode la plus cohérente, robuste et durable pour accroître l’intelligence. Le facteur g n’est pas figé.



Bibliographie

David Didau, What if everything you knew about education was wrong?, Crown House, 2016

Emmanuel Sander et al., Les neurosciences en éducation, Retz, 2018

Maurice Tardif, Mario Richard, Steve Bissonnette et Arianne Robichaud, Chapitre 15 - Les sciences cognitives et l’éducation, in La pédagogie, 4e édition Théories et pratiques de l'Antiquité à nos jours, 2017



  1. Quel modèle de l’intelligence pour l'éducation ?
  2. La théorie du chevauchement des processus : une vision d'ensemble de l'intelligence signifiante pour l'enseignement !
  3. Hauts potentiels en contexte scolaire : une problématique non spécifique
  4. Effet Flynn et baisse du niveau des élèves ! Des hypothèses qui posent des questions !

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