jeudi 15 août 2019

Coût cognitif des facteurs de distraction en classe

Pour appendre, les élèves doivent être stimulés et engagés de manière cognitive dans des traitements génératifs, constructifs et significatifs de l’information. Face à ces processus, les facteurs de distraction peuvent détourner une part de ressources et de l’apprentissage. 

(photographie : Kyoko Hamada)



L’effervescence en classe n’est pas optimale par défaut pour l’apprentissage des élèves


Selon certaines conceptions pédagogiques, les élèves devraient être exposés à des environnements de classe stimulants, authentiques, riches et inspirants. Une des manifestations est l’usage de nombreuses affiches motivantes sur les murs. De même, il semblerait intuitivement pertinent qu’ils puissent utiliser librement leur smartphone pour trouver des informations sur le web en contexte scolaire. Il serait innovant, que les manuels scolaires soient remplacés par des versions digitales sur tablettes, enrichies, interactives et multimédias. De même, de multiples supports numériques devraient être mis à la disposition des élèves, comme des capsules vidéo, des quiz en ligne, des escape games, etc..

Pour favoriser la coopération, la collaboration, l’émancipation, la communication, l’esprit critique, la créativité ou l’autonomie, nous devrions remiser aux oubliettes le schéma de la classe traditionnelle avec ses bancs en rangées d’oignons. À la place, nous gagerions à passer à des classes flexibles et à augmenter le degré de liberté et la prise d’initiative des élèves. Le tout est en phase avec l’idée d’un apprentissage actif et répond aux injonctions des compétences du XXIe siècle.

Une source de ces croyances pourrait venir de peurs suscitées par la diffusion déformée de résultats d’expériences ou de faits divers :
  • Durant les années 1960, des expériences ont été réalisées sur des rats en laboratoire. Celles-ci ont montré que ceux élevés dans des cages, en absence de tout support ou contact stimulant, développaient nettement moins de connexions entre leurs neurones, résultat d’une plasticité ralentie (voir article). Ces observations ont pu être déformées selon l’idée que les jeunes enfants auraient besoin d’environnements stimulants et d’une panoplie de jeux interactifs pour s’épanouir.
  • Il est également possible que cela puisse venir de la diffusion d’information sur les conséquences d’occurrences de privations sensorielles extrêmes sur les capacités cognitives. Par exemple, celles mises en évidence dans des orphelinats roumains à la fin des années 80. Ou par quelques faits divers extrêmes où des enfants sont enfermés des années dans des espaces réduits avec un niveau minimum d’interactions. Voir par exemple le cas de Genie.

Il est important de faire remarquer que les cas de privation sensorielle, tels qu’ils ont été mis en évidence par ces situations, sont particulièrement extrêmes. Ils ne sont en rien comparables au niveau de stimulation moyen rencontré dans un environnement standard. Des conditions normales sont suffisantes pour que les enfants rencontrent assez de stimulation pour permettre à leurs cerveaux de se développer normalement.

Le risque dans nos sociétés actuelles viendrait plutôt d’un trop-plein de stimulation et de la distraction qu’il entraine.




La notion de distraction visuelle


Assez naturellement, quand nous nous retrouvons face à une tâche exigeante, qui va demander beaucoup de concentration, nous ressentons le besoin de nous trouver dans un environnement calme. De même, régulièrement, lorsque nous nous mettons au travail et que notre bureau est en désordre, nous pouvons ressentir le besoin urgent presque irrépressible de le ranger. Cette opération peut ensuite favoriser notre mise au travail.

Plus qu’une simple tentation de procrastination, il semble qu’un espace de travail encombré et désordonné s’attribue une part de nos ressources attentionnelles. Il nous parait dès lors indispensable de les récupérer afin d’accomplir la tâche voulue.

Le fait de tout ranger de fond en comble, l’élimination de l’encombrement visuel va effectivement libérer des ressources mentales. Il améliore la concentration et fait qu’il est nettement plus facile de se mettre à la tâche par la suite.

Ce qui est vrai pour les adultes l’est encore plus pour les enfants et les adolescents : l’encombrement et les distractions visuelles dans un environnement comme celui d’une classe peuvent nuire à l’apprentissage.

Ainsi, à moins qu’ils ne soient utilisés régulièrement ou au moment même, toute affiche ou tout travail d’élève présenté sur un mur visible peut représenter une distraction. Leur présence dès lors n’est pas justifiée.

De la même manière, le fait d’avoir une horloge bien visible en classe peut facilement détourner l’attention et générer des pensées contrefactuelles chez les élèves. Si nous voulons en garder une, le seul endroit pertinent et l’arrière de la classe, à condition que les élèves ne se retournent pas régulièrement pour la consulter. 



La notion de distraction auditive



Si l’encombrement visuel importe, les distractions sonores représentent une charge distractive encore plus accrue. S’il faut étudier ou se plonger dans la lecture d’un texte complexe, un environnement silencieux sera toujours privilégié à un environnement bruyant.

Les effets négatifs du bruit sont nombreux. Il génère de la frustration et agit sur des paramètres physiologiques comme la tension artérielle ou sur le stress par exemple. De même, il a des effets négatifs sur la cognition et l’apprentissage en classe.

Des études menées auprès d’adultes ont démontré que le bruit peut perturber la pensée, le raisonnement et d’autres processus cognitifs. Il est en effet fatigant de devoir se concentrer dans des environnements bruyants.

S’il nuit au rendement des adultes, il y a de bonnes raisons de croire que l’impact négatif du bruit est plus intense encore chez les enfants et même les adolescents.

Les habiletés auditives de base mûrissent tôt, dès lors certains chercheurs soupçonnent que le manque d’attention peut être la cause des difficultés d’écoute dans le bruit. Par contre, la capacité de diriger sélectivement l’attention est une habileté qui se développe lentement chez les enfants et qui revêt une importance vitale pour l’apprentissage.

Les apprentissages scolaires exigent de hauts niveaux d’attention et d’engagement. La gestion du niveau sonore en situation d’apprentissage est cruciale et cela a des implications sur la façon dont nous devons concevoir des environnements qui donneront les meilleurs résultats d’apprentissage aux élèves.




La notion de distraction technologique en classe


L’émergence de l’utilisation de tableaux blancs interactifs, de présentations sur PowerPoint chargées d’animations, de l’utilisation des smartphones, des tablettes ou des ordinateurs portables en classe, pose la question de leurs impacts, en tant que distracteurs. Le risque est que ces effets annexes peuvent entrer en concurrence et annihiler une part de l’apport potentiellement bénéfique en matière d’apprentissage.

Ce sont autant ces appareils en tant que tels, que le contenu diffusé, qui pose question. Lorsque celui-ci abuse de stimuli saillants sous forme d’animations, d’illustrations abondantes et colorées et d’une mise en page attrayante.

Il peut y avoir une ligne de démarcation très fine entre la conception d’une activité pour stimuler l’engagement des élèves et les conséquences en matière d’interférences, avec l’apprentissage. Elle est susceptible de devenir elle-même une distraction. 

La technologie est une arme à double tranchant. Elle peut être potentiellement utilisée pour créer des leçons interactives remarquables. Celles-ci peuvent s’adapter avec souplesse aux difficultés ou déficiences d’un élève et répondre aux exigences de la différenciation, de la personnalisation et d’une rétroaction immédiate et individualisée. Lorsqu’elle est mal appliquée, elle peut, plus surement encore entraîner de nombreuses distractions particulièrement contre-productives.

Les prouesses technologiques utilisées pour créer des images et des animations multimédias, qui attirent l’attention, peuvent les rendre particulièrement distrayants et nuisibles à l’apprentissage des élèves. À ce titre, il faut rappeler l’utilité des principes de l’apprentissage multimédia de Richard E. Mayer.




L’exercice du contrôle cognitif pour résister aux distracteurs


La distraction fait référence à l’incapacité ou à la difficulté de maintenir l’attention sur une cible en présence d’informations non pertinentes appelées distracteurs.

Dans la plupart des activités quotidiennes, le potentiel de distraction existe dans le milieu environnant des individus. Ce qui intéresse les enseignants c’est de limiter les interférences causées par ces phénomènes en classe.

Parmi les fonctions cognitives, celle qui nous intéresse, dans la problématique envisagée, est le contrôle cognitif :
  • Le contrôle cognitif permet à notre esprit de contrecarrer les impulsions et les stimulations présentes dans notre environnement.
  • Il nous aide à prendre des décisions en fonction de nos objectifs, plutôt que selon nos habitudes ou nos réactions spontanées.

Le contrôle cognitif implique notamment :
  • L’inhibition de la réponse
  • La mémoire de travail
Idéalement, les élèves devraient être en mesure, avec le support et le guidage de l’enseignant, de se concentrer sur les tâches à accomplir et maintenir une ligne de conduite tout en éliminant les distracteurs. Cette capacité a été conceptualisée comme une suppression volontaire de la réponse ou un contrôle inhibiteur. Sa mobilisation représente un coup. Travailler dans des environnements riches en distractions sonores, visuelles et technologiques et à ce titre fatigant.

L’inhibition de la réponse va contrecarrer la présence d’éléments distracteurs.

Deux mécanismes fortement liés semblent essentiels pour obtenir un tel contrôle : bottom-up et top-down (voir article)
  • Bottom-up (ascendant): l’attention sélectionne les stimuli en fonction de leur importance et de leur nouveauté. L’apparition de tels stimuli dans notre environnement proche va nous distraire.
  • Top down (descendant): l’attention sélectionne les stimuli en fonction des objectifs et des attentes. Nous nous concentrons sur les éléments en rapport direct avec la tâche à accomplir et nous ignorons le reste.




Caractéristiques de l’adolescence en matière de contrôle cognitif


L’adolescence est une phase entre l’enfance et l’âge adulte avec un développement marqué du cerveau durant laquelle les fonctions cognitives sont encore en maturation.

Si cette phase forme un pont entre l’enfance et l’âge adulte, il s’agit toutefois d’une période complexe. Toutes les habiletés cognitives ne semblent pas se développer au même rythme au cours de cette période.

La capacité à gérer l’énorme quantité de stimuli qui nous entoure à un moment donné fait partie des fonctions cognitives encore en développement à l’adolescence. Cependant, elle est d’une importance cruciale pour l’interaction avec l’environnement, particulièrement en contexte scolaire.

Le système cognitif encore immature des adolescents, en particulier le contrôle cognitif descendant (top-down), les rend vulnérables à l’influence de l’environnement visuel externe, c’est-à-dire à la distraction :
  • Les élèves sont facilement distraits, car le mécanisme ascendant (bottom-up) est entièrement fonctionnel.
  • Ils peinent à rester concentrés sur une tâche, car le mécanisme descendant (top down) n’est pas encore complètement mature.
Là où un adulte réussit à rester concentrer, un adolescent et plus encore un enfant risquent d’être distraits.




Des preuves issues de la recherche sur l’impact des distracteurs visuels ou auditifs sur l’apprentissage d’élèves


Une étude de Parish‐Morris (et coll., 2013) a testé la capacité d’apprentissage d’un enfant de 3 ans à partir d’un livre électronique. Les chercheurs ont constaté que lorsque des animations sonores sans rapport avec la narration principale étaient incluses, la compréhension et la mémoire des enfants étaient plus faibles que lorsqu’une version sans celles-ci était utilisée. La distraction, visuelle et auditive, peut nuire à l’attention et à l’apprentissage des jeunes enfants.

Une étude de Chiong (et coll., 2013) a apporté des résultats similaires, mais au départ d’un livre. Ils ont comparé l’apprentissage des lettres chez les 30 à 36 mois. Il a été mis en évidence que les enfants qui lisent un livre standard, relativement simple, ont appris plus de lettres que ceux qui ont utilisé un livre avec beaucoup de rabats, de leviers et de variations de textures. Le fait de passer du temps à jouer et à manipuler ces éléments a eu un effet de distraction qui limite leur engagement dans l’apprentissage des lettres.

Une étude de Hanley (et coll., 2017) a mis en évidence que des décorations pertinentes sur le plan éducatif peuvent distraire les enfants de la maternelle. Ils sont moins attentifs à l’enseignant pendant une courte leçon de sciences par exemple. Cela peut nuire aux résultats d’apprentissage par rapport à une leçon dans un environnement visuel plus restreint.

Une étude de Fisher (et coll., 2014) s’est intéressée à des enfants de 7 à 12 en contexte de classe en fonction de différents degrés de décoration visuelle. La moitié des leçons ont été données dans une classe décorée avec divers éléments visuels exposés tandis que l’autre moitié a été enseignée dans une classe sans éléments visuels. Les enfants passaient plus de temps à regarder autour de la pièce et accordaient moins d’attention à l’enseignant. Ils obtenaient de moins bons résultats d’apprentissage lorsque la pièce était très décorée que lorsque la pièce était moins décorée. Cette étude s’est déroulée sur deux semaines, mais n’a mis en évidence aucun effet d’habituation, au contraire, au fil du temps, les élèves ont encore eu moins de succès dans la classe très décorée.

Rodriguesa & Pandeirada (2018) ont réalisé une étude avec des enfants de 8 à 12 ans qui a étudié l’influence du milieu environnant sur l’exécution des tâches cognitives visuospatiales. Dans l’ensemble, le rendement des enfants était plus faible lorsque les tâches étaient exécutées dans l’environnement à charge élevée en éléments distractifs, que dans l’environnement à faible charge. Lorsque l’environnement visuel est trop occupé, la réflexion devient plus difficile.

Rodriguesa & Pandeirada (2019) ont effectué une recherche sur les performances d’adolescents de 13 à 17 en cours, dans un environnement visuel à charge élevée par rapport à un environnement visuel à faible charge. Ils devaient répondre à des tâches cognitives visuospatiales liées à l’attention et à la mémoire. Dans l’ensemble, les résultats ont révélé un rendement inférieur lorsque les tâches étaient exécutées dans un environnement à forte charge en éléments distractifs. Il y a eu moins de réponses positives et correctes, et plus de fausses alarmes et d’erreurs. Une fausse alarme représente une observation incorrecte par un participant à une expérience alors que le stimulus est en fait absent.

Bien que théoriquement les capacités cognitives des adolescents se situent entre celles atteintes par les enfants et celles des jeunes adultes, la recherche a révélé que cela pourrait dépendre du type de tâche et du contexte utilisés. La recherche a également suggéré que les adolescents restent très susceptibles de rencontrer des difficultés dans l’inhibition d’informations non pertinentes.

Comme le rapportent Rodriguesa & Pandeirada (2019), dans certains pays, les adolescents âgés d’à peine 14 ans ont droit à un permis de conduire et, dans de nombreux autres, cela se produit à l’âge de 16 ans. Fait important, le taux d’incidents impliquant ce groupe d’âge est particulièrement inquiétant. Certaines capacités cognitives, comme la capacité d’inhiber les sources de distraction et de mobiliser pleinement les ressources de la mémoire de travail, semblent fortement impliquées dans ce problème.

Les procédures expérimentales traditionnelles révèlent que les adolescents n’ont toujours pas la capacité d’ignorer complètement les distracteurs. Par conséquent, nous ne pouvons pas les traiter comme des adultes potentiels, même si la performance globale des adolescents est meilleure que celle des enfants. Les recherches de Rodriguesa & Pandeirada (2019) tendent à montrer que le processus de l’enfant à l’âge adulte lié à la capacité à inhiber les distracteurs n’est pas linéaire, mais plus complexe.




Réguler l'environnement de la classe pour limiter les facteurs de distraction


Toutes les formes de distraction sont susceptibles d’interférer avec l’attention des élèves et de l’éloigner de ce qu’explique l’enseignant et des tâches d’apprentissage en cours. Elles entrainent un coût réel en matière d’apprentissage en détournant une part des ressources cognitives des élèves.

Hypothétiquement, certains des effets nocifs pourraient diminuer à mesure que les enfants et adolescents se familiarisent avec leur environnement de classe. Comme la recherche de Fisher et ses collègues (2014) l’a montré, nous ne pouvons pas compter sur un phénomène d’habituation. Nous ne nous habituons pas aux sources de distraction, elles conservent au fil du temps l’essentiel du potentiel de détournement des ressources cognitives.

Si ces phénomènes liés à la distraction se manifestent chez tout être humain, ils sont encore plus puissants chez les adolescents et les enfants pour qui les capacités de concentration n’ont pas encore atteint leur maturité.

Ces résultats suggèrent qu’une plus grande attention devrait être accordée par les enseignants aux effets potentiels de l’environnement en classe sur les activités quotidiennes des élèves. La piste à suivre serait donc plutôt de réduire les facteurs de distraction pour aider les élèves à se concentrer sur les tâches à accomplir :

Nous pouvons agir sur le cadre physique de la classe. L’idée est de gérer les aspects acoustiques, visuels et organisationnels de l’environnement d’une manière qui correspond aux connaissances actuelles sur l’attention, la cognition et le comportement.

Au niveau de la décoration :
  • Les résultats de la recherche suggèrent que les classes devraient être conçues avec une certaine retenue dans le nombre d’affiches et d’autres accroches murales utilisées pour décorer l’espace.
  • Pour autant, il ne s’agit pas de préconiser des espaces austères, ternes et déprimants, ce qui est plus particulièrement vrai pour les jeunes enfants. Les classes doivent être des environnements accueillants où ils peuvent se sentir à l’aise et heureux.
  • Par exemple que le mur le plus surchargé d’une classe gagne à être celui auquel les élèves tournent le dos lorsque l’enseignant intervient. Comme alternative, un rideau de couleur neutre pourrait recouvrir temporairement les murs décorés. 
Au niveau sonore :
  • La limitation du bruit de fond dans l’environnement des élèves devrait être une priorité essentielle si l’objectif est de créer des environnements d’apprentissage optimaux.
    • Des murs nus favorisent la réverbération du son dans une pièce, augmentant le bruit auditif ce qui peut nuire lui-même à l’attention. Une approche pratique peut être de privilégier des matériaux absorbants pour limiter la réverbération sonore en classe. 
    Au niveau de la disposition de la classe :
    • Nous pouvons dès lors nous interroger sur l’engouement dans l’enseignement pour les classes en ilots. L’idée derrière ces principes est que des espaces de travail ouverts favorisent la collaboration. Cependant, bien qu’une collaboration accrue puisse être un objectif louable, l’élimination d’une structure qui favorise l’isolement des regards et des élèves a pour conséquence involontaire de créer des espaces de travail plus bruyants.
    • Sans doute qu’une approche plus prudente doit permettre de basculer d’un mode à l’autre (autobus et ilots) en fonction des besoins. De même, il est utile de piloter le travail par groupes selon les recommandations générales faites dans le cadre de l’apprentissage coopératif. 
    • Au niveau de la gestion de classe, il faut éviter la mise en place de phénomènes délétères d’amplification sonore où tout le monde parle de plus en plus fort pour se faire entendre, l’enseignant y compris. Cela impose à l’enseignant une bonne maîtrise des compétences de chevauchement et de vigilance en gestion de classe est une routine pour gérer le silence et le niveau sonore.
    Au niveau des supports d’apprentissage :
    • Il semble essentiel les principes de la théorie cognitive de l’apprentissage multimédia pour guider leur conception, s’ils doivent réellement soutenir des apprentissages.



    Mise à jour le 27/09/2023

    Bibliographie


    Parish‐Morris, J., Mahajan, N., Hirsh‐Pasek, K., Golinkoff, R. M., & Collins, M. F. (2013). Once upon a time: parent—child dialogue and storybook reading in the electronic era. Mind, Brain, and Education, 7, 200–211.

    Fisher, A. V., Godwin, K. E., & Seltman, H. (2014). Visual environment, attention allocation, and learning in young children when too much of a good thing may be bad. Psychological Science, 25, 1362–1370.

    Pedro F. S. Rodrigues & Josefa N. S. Pandeirada (2019) The Influence of a Visually-Rich Surrounding Environment in Visuospatial Cognitive Performance: A Study with Adolescents, Journal of Cognition and Development, 20:3, 399–410, DOI: 10.1080/15248372.2019.1605996

    Rodrigues, P. F. S., & Pandeirada, J. N. S. (2018). When visual stimulation of the surrounding environment affects children’s cognitive performance. Journal of Experimental Child Psychology, 176, 140–149. doi: 10.1016/j.jecp.2018.07.014

    Erickson, Lucy, Visual “Noise”, Distractibility, and Classroom Design, 2017, http://www.learningscientists.org/blog/2017/9/20-1?rq=Erickson

    Yana Weinstein, Megan Sumeracki, Understand how we learn, David Fulton, 2019

    Chiong, C., & DeLoache, J. S. (2013). Learning the ABCs: What kinds of picture books facilitate young children’s learning? Journal of Early Childhood Literacy, 13, 225–241.

    Hanley, M., Khairat, M., Taylor, K., Wilson, R., Cole-Fletcher, R., & Riby, D. (2017). Classroom displays-attraction or distraction? Evidence of impact on attention and learning from children with and without autism. Developmental Psychology.

    Peps McCrea “Memorable teaching”, 2017

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