dimanche 6 mai 2018

Pourquoi la mémoire à court terme est d'une importance centrale? Comparaison entre l'approche par la découverte et l'enseignement explicite!


Lorsqu’un élève a besoin de se souvenir d’une combinaison de lettres et de chiffres, de l’orthographe d’un mot ou d’une expression particulièrement complexe, il va le lire attentivement et le mémoriser, juste le temps de l’encoder pour le transcrire ou effectuer l’une ou l’autre opération sur celui-ci ou celle-ci.

(Photographie : Kristina Petrosiute)

Si l’un ou l’autre élément le dérange à ce moment-là et détourne son attention ne serait-ce qu’un instant, il lui sera nécessaire de répéter toute l’opération mentale.

C’est ce genre d’expérience, aisée à reproduire qui ont amené les chercheurs à poser l’existence d’un type spécifique de stockage d’information en mémoire appelée la mémoire à court terme.

Ce concept de mémoire à court terme est très proche de celui de mémoire de travail, mais il y a un relatif consensus pour considérer la mémoire à court terme pour désigner le stockage simple et la mémoire de travail comme se rapportant plus à la manipulation de ces informations. Dans cet article, nous nous concentrerons sur la mémoire à court terme et ses implications sur le mode enseignement en comparant la façon dont l’enseignement explicite et l’approche par découverte les intègrent ou non.

Caractéristiques :


La mémoire à court terme gère le présent, elle n’est pas un espace particulier de stockage des souvenirs, mais elle est un mécanisme intégré qui concentre les ressources cognitives sur un petit ensemble de représentations mentales.

Les informations transmises à la mémoire à court terme proviennent soit de la mémoire sensorielle, soit de la mémoire à long terme :
1.     La mémoire à court terme traite l'information envoyée par la mémoire sensorielle, c'est à dire qu'elle prend conscience de l'information et l'utilise pour effectuer une opération. Deux possibilités existent à ce moment-là :
o   Si l'information est particulièrement signifiante, marquée émotionnellement, présente un intérêt, ou encore est reliée à des informations déjà stockées en mémoire à long terme, alors elle est acheminée vers cette dernière.
o   Si elle n’est pas signifiante, l'information sera dégradée et perdue à jamais.
Dans l’approche par découverte : confronté à une masse d’informations importante qu’il va devoir lui-même traiter et structurer, l’élève sera bien en peine dans les premières phases de distinguer ce qui est signifiant de ce qui ne l’est pas. De même les liens avec des connaissances déjà présentes en mémoire à long terme ne seront pas évidents.
L’enseignement explicite insiste sur les liens avec les connaissances antérieures réinvesties. La matière sera stratégiquement divisée en unités plus petites, permettant une construction progressive des savoirs, une mise en évidence du sens, et où les liens avec les concepts déjà assimilés sont mis en évidence et activés.    
2.     La mémoire à court terme peut récupérer des informations stockées en mémoire à long terme, le plus souvent dans le but d'analyser une information provenant de la mémoire sensorielle (par exemple, pour reconnaître un visage ou sélectionner la procédure de calcul).
En approche constructiviste, cette dimension est essentiellement laissée à l’initiative de l’élève, éventuellement étayée.
Dans l’enseignement explicite, les techniques d’évaluation formative et les nombreux questionnements de l’enseignant vers les élèves assurent que les élèves seront engagés pleinement dans ces démarches.

Capacité de stockage


La capacité de la mémoire à court terme est d'environ sept éléments d'information, plus ou moins deux éléments, soit de de cinq à neuf éléments d'information suivant les personnes.

Les recherches actuelles suggèrent que les jeunes adultes peuvent détenir de trois à cinq éléments d'information à la fois si aucune stratégie n'est pas utilisée.

Cependant, lorsque l'information se présente sous la forme de mots plus longs, similaires ou peu familiers, cette capacité diminue jusqu'à ce qu'elle ne porte que sur quatre éléments.

L’enseignement explicite qui propose de présenter les nouveaux contenus par petites étapes tient compte des capacités limitées de la mémoire à court terme. Le guidage des élèves, ou le fait de « Fournir des aides pour les tâches difficiles » vont dans le même sens.

L’approche par découverte ne tient pas compte de cette limite de capacité. Cela peut générer la saturation de cette mémoire à court terme. De même la difficulté des questionnements réflexifs peut amoindrir les capacités de cette même mémoire.

Durée de stockage


La recherche a montré que la mémoire à court terme dure de 12 à 30 secondes sans répétition. Après cela, la mémoire semble se "décomposer" ou disparaître rapidement.

Située semble-t-il en grande part dans le lobe préfrontal mais en lien avec différentes autres parties liées à la mémoire à long terme, la mémoire à court terme pourrait n’être qu’une forme d’index temporaire de liens avec d’autres informations stockées en mémoire à long terme :
·      De nombreux souvenirs qui s'y sont formés seront transférés à un stockage plus permanent, en mémoire à long terme, dans d'autres régions du cerveau.
·      Certains souvenirs, sans répétition, se décomposeront à mesure que de nouveaux neurones nouveaux souvenirs seront ajoutés, au fur et à mesure qu’ils les remplaceront.

Bon nombre des principes d’enseignement de Barak Rosenshine : « Fournir des modèles », « Guider le travail des élèves », « Vérifier la compréhension », « Pratique autonome » et « Révisions hebdomadaires et mensuelles », tiennent compte des répétitions nécessaires de ces notions et leurs rappels. Chaque élève à de multiples occasion d’apprendre, de progresser et de finalement acquérir les connaissances en mémoire à long terme.

Interférences


Cette mémoire peut être victime d’interférences comme lorsque l’attention est détournée ou capturée par d’autres éléments d’information qui se substituent à ceux en mémoire à court terme. Ceux-ci sont dès lors perdus.

L'interférence dans la mémoire à court terme peut également se produire si la quantité d'informations à détenir dépasse sa capacité. L'information déjà présente dans la mémoire à court terme peut être "poussée vers l'extérieur" pour faire place à de nouvelles informations.

L’approche par découverte exige de l'apprenant qu'il recherche dans une situation problème des informations pertinentes pour élaborer une réponse, la démarche est propice à la création d’interférences.

Avec ce système à ce point limité, pourquoi ne remarquons-nous pas nos limites plus souvent ?

Il y a au moins deux raisons si l’on considère strictement la mémoire à court terme. L’encodage de l’information dans la mémoire à court terme, et donc ses performances peuvent être améliorés grâce à la répétition de maintien et au tronçonnage :

La répétition de maintien


Nous savons par expérience que pour garder une information en mémoire, il faut se la répéter plusieurs fois.  Cette technique de mémorisation est appelée répétition de maintien.

Il arrive souvent que, quand quelqu’un se présente et dit son nom, on l’oublie aussitôt. La raison est que l’on est distrait de la tâche de répétition nécessaire à l’acquisition d’un nouveau souvenir.

Pour y remédier, il faut s’assurer d’encoder et de répéter plusieurs fois le nom avec attention, avant de continuer la conversation. Avec la répétition de maintien, une personne continue simplement à prêter attention à l'information à conserver en mémoire.

L'information restera dans la mémoire à court terme jusqu'à ce que la répétition s'arrête. Lorsque la répétition s'arrête, la mémoire s'effrite rapidement et est oubliée. On redémarre à chaque fois le temps de maintien de l’information. 

Une meilleure façon de se souvenir d’une information que d’utiliser la répétition de maintien est de l’associer à d’autres informations directement disponibles à la mémoire sensorielle ou déjà stockées dans la mémoire à long terme.  En impliquant des liens avec des éléments en mémoire à long terme on induit un stockage plus permanent vers la mémoire à long terme.

Le tronçonnage (chunking) ou regroupement


Lorsque l’information que l’on souhaite acquérir est trop volumineuse pour être répétée, il reste alors la stratégie du tronçonnage.

Un tronçon (chunk) est une unité significative d’information. Un tronçon peut être une lettre ou un chiffre, un groupe de lettres ou de chiffres, un groupe de mots, voire une phrase entière.

Par exemple, la séquence 2-3-0-7-1-9-8-4 est faite de huit chiffres qui peuvent, lorsqu’ils sont pris dans leur individualité, saturer la capacité de la mémoire de travail.

 Cependant, on peut aussi considérer l’ensemble de ces chiffres comme une date, 23/07/1984. En regroupant ces chiffres entre eux, ils forment un tronçon, libérant de la capacité́ en mémoire de travail pour d’autres tronçons d’information.

Le tronçonnage est le processus de groupement d’éléments individuels :
·      Soit en les groupant sur la base de la similarité́ ou selon un autre principe d’organisation
·      Soir en les combinant en les associant à des informations stockées dans la mémoire à long terme.

Le tronçonnage est un élément clé de beaucoup de méthodes mnémotechniques. C’est la raison pour laquelle on regroupe les numéros de téléphone par deux ou par trois chiffres. Autrement on ne pourrait pas stocker un numéro entier en mémoire de travail.

Les performances de la mémoire à court terme peuvent ainsi être améliorées dans un domaine précis et c’est un des enjeux de l’enseignement :
·      Il s’agit de construire la capacité d’organiser un ensemble d’informations en tronçons.
·      Un schéma de tronçonnage a une organisation hiérarchique : chaque schéma peut contenir des schémas plus élémentaires, qui sont eux-mêmes potentiellement constitués de sous-schémas, et ainsi de suite.
·      Ces schémas peuvent encapsuler les liens logiques et associations d'idées entre les informations regroupées.

Le fait de fournir des modèles, de présenter les nouveaux contenus par petites étapes, de fournir des aides pour les tâches difficiles, en enseignement explicite va complètement dans l’idée de faciliter une organisation hiérarchique des connaissances.

Pour citer Jonnaert et Vander Borght (2003, « Créer des conditions d’apprentissage », De Boeck) : « L’élève construit ses connaissances à partir de ce qu’il sait déjà dans une dialectique qui s’établie entre les anciennes et les nouvelles connaissances ».  Il est responsable de l’élaboration de ses propres stratégies de regroupement et de tronçonnage dans la construction de son savoir.

Liens avec l’expertise


Les limites de la mémoire à court terme semblent s’évanouir quand on est face à une situation familière.

Les experts dans un domaine peuvent retenir de grandes quantités d’informations, en optimisant le tronçonnement dans leur mémoire à court terme. Ils experts ont tendance à faire de multiples regroupements, des catégorisations hiérarchisées et à percevoir ce qui est pertinent de ce qui ne l’est pas. Cette capacité est liée à leurs larges connaissances organisées et à leur savoir-faire dans le domaine.

Il ne s’agit pas d’une compétence que l’on peut exercer indépendamment. Des recherches ont montré dans différents domaines que des experts ne peuvent pas faire de regroupements dans des tâches de laboratoires déconnectées de leur expertise. Leur mémoire de travail reste limitée à 7 informations en moyenne. Mais pour des tâches liées à leur domaine d'expertise, ils peuvent mémoriser jusqu’à 20 voire 30 informations dans leur mémoire de travail en les regroupant.

Les mécanismes de tronçonnage sont des connaissances mémorisées en mémoire à long terme : les regroupements doivent être mémorisés avant d'être utilisables. Les différences de performances entre experts et novices proviennent en partie de la mémorisation d’un grand nombre de regroupements spécifiques à ce domaine.

Comparés aux novices, les experts dominent plus de faits et établissent plus d’interconnexions ou de relations entre eux.

Un novice distingue avec difficulté les éléments pertinents. Même s’il connaît les procédures à mettre en œuvre, elles restent pour une part importante liées au contexte de surface (inflexibles). La hiérarchisation et le regroupement sont limités ce qui remplit rapidement la mémoire à court terme.  


Les conclusions de la recherche sur les caractéristiques de la mémoire de travail chez les experts (dans lesquels se classent les enseignants eux-mêmes) par rapport à celles des novices (que sont les élèves) montrent que l’approche par découverte ne semble pas optimale en ce qui concerne la mémoire à court terme.

Le développement de l’expertise et des compétences de haut niveau est directement corrélé au développement d’un large spectre de connaissances dans un domaine considéré.

Un des enjeux principaux de l’enseignement est un transfert de connaissances. Celles-ci sont une condition préalable et nécessaire au développement de capacités de transfert et de l’esprit critique chez les élèves.

L’enseignement explicite s’emploie à maintenir une relation harmonieuse avec la mémoire à court terme qui est notre interface avec le monde. En ce sens, il correspond aux enjeux démocratiques et égalitaires de l’éducation.

L’approche par découverte, si on la considère à travers le spectre de la mémoire à court terme, ne semble optimale que lorsque les apprenants disposent déjà de larges connaissances dans le domaine considéré, ce qui n’est que rarement le cas dans l’enseignement fondamental et secondaire.

Bibliographie :

Ciccarelli & White. Psychology 5th edition. Pearson. 2018

Gerrig & Zimbardo. Psychologie 18ème édition. Pearson. 2013

Kirschner, P. A., Sweller, J., & Clark, R. E. (2006). Why minimal guidance during instruction does not work: An analysis of the failure of constructivist, discovery, problem- based, experiential, and inquiry-based teaching. Educational psychologist, 41(2), 75-86.

Psychologie cognitive pour l'enseignant/Réduire la charge cognitive. (2018, avril 16). Wikilivres, . Retrieved 07:19, mai 5, 2018 depuis https://fr.wikibooks.org/w/index.php?title=Psychologie_cognitive_pour_l%27enseignant/R%C3%A9duire_la_charge_cognitive&oldid=591305.

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