Soutenir les élèves présentant une capacité de mémoire de travail limitée à l'école

À connaissances préalables égales, une activité particulière peut être tout à fait dans les limites de la capacité de la mémoire de travail d’un élève. Elle peut dépasser celle d’un autre élève qui aura dès lors beaucoup de difficultés à la réaliser. En tenir compte permet d’aider ces élèves à progresser et à apprendre mieux.

Les pistes abordées correspondent au cadre de l’enseignement explicite. Celui-ci s’intègre dans le cadre théorique de la théorie de la charge cognitive. Un des fondements de celle-ci est la prise en compte des limites de la mémoire de travail à travers le principe des limites étroites du changement. Cette prise en compte fait que ces approches continuent à être pertinentes dans le cadre d’une capacité de mémoire de travail limitée.

(Photographie : Shigeru Abe)

Capacité de la mémoire de travail

Il semble établi que la génétique joue un rôle déterminant dans l’établissement des limites de la mémoire de travail d’un individu. Ses interactions avec son environnement vont lui permettre ou non d’en optimiser le développement ou la mobilisation. La recherche montre aussi que des activités spécifiques d’entrainement portant sur la mémoire de travail ne semblent mener qu’à des améliorations (optimisations) dans ces domaines spécifiques et délimités. Elles ne sont dès lors que peu transférables.

Pour chaque individu, il existe une limite personnelle à la mémoire de travail, cette capacité relativement fixe est supérieure ou inférieure à celle des autres.

La capacité de la mémoire de travail augmente également avec l’âge pendant l’enfance. Les jeunes enfants ont généralement des capacités réduites qui augmentent progressivement jusqu’à l’adolescence.

Les capacités des adultes sont plus de deux fois supérieures à celles des enfants de 4 ans. À cela, il faut ajouter le fait que les connaissances stockées au fur et à mesure dans la mémoire à long terme vont venir optimiser le stockage de nouvelles informations dans la mémoire de travail.

La courbe de croissance des personnes ayant une capacité de mémoire de travail moyenne (ligne continue) et faible (ligne discontinue) pour leur âge est illustrée dans la figure ci-dessous.

(source : Susan E. Gathercold and Tracy Packiam Alloway, 2007)

Les lignes de croissance de la figure montrent également que, généralement, les personnes qui ont une mauvaise mémoire de travail dans l’enfance ne rattrapent pas celles de leurs pairs lors de leur développement. Bien que leurs capacités de mémoire de travail augmentent avec l’âge, elles ne le font pas au même rythme que les autres individus, de sorte qu’en vieillissant, l’écart s’accentue.

Les différences de capacité de mémoire de travail entre différents enfants du même âge peuvent être très importantes. Considérons une classe type de 30 enfants âgés de 7 à 8 ans. Statistiquement, nous pouvons nous attendre à ce qu’au moins trois d’entre eux aient les capacités de mémoire de travail de l’enfant moyen de 4 ans. Trois autres auraient les capacités de l’enfant moyen de 11 ans, ce qui est assez proche des niveaux des adultes. Cela reste globalement vrai pour n’importe quelle classe d’élèves plus âgés. Quelques élèves auront une capacité de la mémoire de travail plus faible et d’autres en auront une plus élevée. Ce sont surtout les premiers élèves qui vont nous préoccuper en tant qu’enseignants.

Une mauvaise capacité de mémoire de travail est caractéristique des enfants en situation de trouble de l’apprentissage. Il s’agit notamment d’individus souffrant de troubles du langage, de difficultés en lecture et en mathématiques (y compris la dyslexie), de certaines formes de TDAH et de troubles de la coordination du développement. 

Cependant, tous les enfants ayant des besoins éducatifs spéciaux n’ont pas tous des problèmes de mémoire de travail. Les personnes ayant des problèmes dans des domaines qui ne sont pas directement liés à l’apprentissage, tels que les troubles émotionnels et comportementaux, ont généralement des capacités de mémoire de travail adaptées à leur âge. Nous devons distinguer la capacité théorique de la mémoire de travail et la capacité de l’optimiser qui peut être fonction des capacités d’attention, d’inhibition ou de flexibilité. De même l’anxiété et d’autres troubles psychologiques peuvent interférer avec la bonne disponibilité des ressources en mémoire de travail.

La recherche s’accorde cependant à relever que le milieu familial, l’influence des parents et la précarité financière sont susceptibles d’avoir des effets négatifs sur le développement cognitif précoce des enfants.

De même, elle démontre l’existence d’une relation générale entre le revenu familial et la réussite scolaire des élèves. Plus la durée d’exposition de l’enfant à des conditions de précarité est élevée, plus ses résultats scolaires s’en ressentent.

La recherche montre également que le statut socio-économique est inversement associé aux marqueurs cardiovasculaires et neuroendocriniens du stress physiologique chez les enfants. Chez les adultes, le statut socio-économique est systématiquement associé négativement à la santé dans un large éventail de maladies. En outre, il semble se confirmer que la durée de l’enfance passée dans la pauvreté s’accumule au fil du temps pour avoir un effet négatif sur la morbidité et la mortalité à l’âge adulte.

Effets de la pauvreté sur le développement cognitif

Andy Dickerson et Gurleen Poplar (2016) de l’Université de Sheffield ont utilisé les données de l’étude britannique Millennium Cohort Study sur les enfants nés au début du XXIe siècle. Cette analyse porte sur un échantillon de 19 000 enfants.

Ces chercheurs ont analysé l’impact de la pauvreté, et en particulier de la pauvreté persistante, sur le développement cognitif des enfants au cours des sept premières années.

Ils ont mis en évidence les observations suivantes :

• Les enfants vivant dans la précarité obtiennent des résultats nettement inférieurs aux tests à l’âge de 3, 5 et 7 ans.
• Le fait de vivre continuellement dans la pauvreté au cours des premières années correspond à un impact négatif cumulé sur le développement cognitif.
• Les enfants qui vivent constamment dans la pauvreté pendant leurs premières années en paient lourdement les conséquences. Les résultats aux tests de développement cognitif à l’âge de 7 ans sont inférieurs de près de 20 % à ceux des enfants qui n’ont jamais connu la pauvreté. Cela reste vrai, même après avoir tenu compte d’un large éventail de caractéristiques liées au milieu et à l’investissement parental.

La précarité à la naissance ou à l’âge de 3 ans peut donc avoir de graves répercussions sur le développement des enfants au moment où ils commencent à aller à l’école. Celles-ci se manifestent par la suite, pendant une bonne partie de leur vie adulte.

Une parentalité positive peut atténuer dans une certaine mesure l’effet de la pauvreté. Toutefois, la pauvreté a également un effet négatif sur les investissements parentaux, en particulier au cours des premières années. Cela a ensuite un effet négatif sur le développement cognitif des enfants. Ainsi, la précarité a non seulement un effet négatif direct sur le développement cognitif des enfants, mais elle a aussi un effet indirect par son effet négatif sur les investissements parentaux.

Charge allostatique et mémoire de travail

Gary Evans et Michelle Schamberg (2009) ont suivi 195 jeunes Américains blancs (âge moyen de 17 ans au moment de l’étude et 50 % de chaque sexe). Les facteurs étudiés ont été la durée de l’exposition à la pauvreté dans l’enfance, leur charge allostatique et la capacité de la mémoire de travail. Ceux-ci faisaient partie d’une étude longitudinale sur la pauvreté rurale, le risque cumulé et le développement des enfants. Environ la moitié de l’échantillon a grandi en dessous du seuil de pauvreté officiel des États-Unis.

La charge allostatique est une mesure de stress chronique. Ce concept se réfère à l’accumulation des conséquences négatives du stress sur l’organisme au fil du temps. Le stress entraine une production plus élevée par l’organisme, de cortisol. Il s’agit d’une hormone dont le niveau de sécrétion est lié à un stress prolongé. Le cortisol déclenche une cascade d’événements adaptatifs dans l’organisme. Lorsque le stress est chronique, cette adaptation a des conséquences négatives sur plusieurs systèmes de l’organisme : cardiovasculaire, neuroendocrinien, inflammatoire ou métabolique.

Gary Evans et Michelle Schamberg ont émis des constatations sur les conséquences de la durée de la pauvreté infantile. Plus elle est longue, de la naissance à l’âge de 13 ans, plus les niveaux de charge allostatique sont élevés pendant l’enfance. Plus on constate alors une réduction importante de la capacité de la mémoire de travail ultérieure des jeunes adultes.

Une charge allostatique élevée pendant l’enfance prédit la mémoire de travail chez les jeunes adultes. La mémoire de travail à son tour explique en grande partie la relation prospective, de la covariation entre la pauvreté de l’enfance et les déficits de mémoire de travail des jeunes adultes.

La pauvreté dans l’enfance crée du stress et ce stress pourrait affecter le développement cognitif, avec des conséquences encore présentes sur la mémoire de travail lorsque l’enfant atteint l’âge adulte.

Caractéristiques des enfants ayant une mauvaise mémoire de travail

De nombreuses activités d’apprentissage auxquelles les enfants se livrent en classe, liées à la lecture, aux mathématiques, aux sciences ou à d’autres domaines du programme scolaire, imposent une charge considérable à la mémoire de travail.

En général, les enfants qui ont une mauvaise mémoire de travail :

• Sont bien adaptés socialement
• Sont sur la réserve dans les activités de groupe en classe
• Sont rarement volontaires pour répondre spontanément à des questions en classe.
• Peuvent ne pas être capables de répondre à certaines questions directes
• Se comportent souvent comme s’ils avaient été distraits, par exemple en oubliant tout ou une partie des instructions, ou en ne menant pas à bien certaines tâches
• Se perdent, sont confus ou abandonnent face à des tâches complexes
• Peuvent ne faire que des progrès scolaires médiocres pendant une année scolaire, en particulier dans les matières exigeantes comme les mathématiques
• Sont considérés par leurs enseignants comme peu attentifs et vite distraits.

Des situations qui entrainent la perte d’informations en mémoire de travail auront des conséquences encore plus conséquentes sur ce profil d’élèves :

• Ils sont plus sensibles à la distraction, celle-ci détourne l’attention du contenu de la mémoire de travail, de sorte que celui-ci se perd plus rapidement. 
• Ils se retrouvent plus rapidement qu’un élève ayant des capacités de mémoire de travail moyennes à ne pas arriver à gérer de nombreuses nouvelles informations durant un court laps de temps.

Ce profil d’élève est susceptible de rapidement trouver que l’environnement de la classe est un endroit difficile pour à apprendre et il peut être dès lors plus prompt à se désengager.

Tout déficit de la mémoire de travail peut se traduire par un ralentissement du traitement et de la prise en compte de trop nombreuses nouvelles informations à un moment donné. Un élève ayant une mémoire de travail plus limitée sera capable de gérer moins d’information à la fois et les traitera moins facilement qu’un élève ayant une meilleure mémoire de travail. Pour enseigner efficacement à ce profil d’élève, il va falloir en tenir compte.

Enseigner à des élèves présentant un déficit de mémoire de travail

Les différentes adaptations suggérées pour l’enseignement à des élèves présentant un déficit de mémoire de travail décrites ci-dessous rentrent dans le cadre d’un enseignement explicite. Ce dernier, comme la recherche le montre semble être un cadre optimal à utiliser par l’enseignant, car il s’adapte au niveau des élèves.

L’enseignant doit prendre en compte le déficit en mémoire de travail d’un élève. Pour cela, il adapte ses pratiques d’enseignement en classe en réduisant la charge cognitive afin de faciliter un apprentissage pour ces élèves.

Les enseignants n’ont pas besoin de modifier le contenu de leur enseignement. Les stratégies à mettre en place agissent simplement sur les moyens de garantir que dans le cadre des activités normales de la classe, l’élève n’est pas placé dans des situations de difficulté. Dans des conditions inadaptées, il ne serait pas capable de conserver en mémoire de travail ce qu’il est occupé de traiter ou de retenir des instructions sur la tâche à réaliser.

Les pistes suivantes ont pour enjeu d’aider ces élèves plutôt que de les surcharger. Cela les aidera à accomplir et à réussir ces activités, et donc à acquérir des connaissances et des compétences au fil du temps, d’une manière qui facilitera l’apprentissage.

Le respect de ces recommandations est utile avec les élèves qui ont des difficultés avec leur mémoire de travail, car sinon, ils deviennent susceptibles de se désengager et de se démotiver. L’enjeu est de créer en classe un environnement qui les soutienne au mieux dans leur apprentissage.

Les pistes suivantes ont chaque fois comme objectif de minimiser le risque que l’élève ne réussisse pas l’activité d’apprentissage prévue en raison de défaillances de la mémoire de travail.

1) Établir des routines claires dans la classe.

• Si l’élève sait qu’il doit toujours faire la même chose à un moment précis, ce ne sera pas une source de distraction. 
• Tout automatisme mis en place dans les routines en classe permet de sauvegarder des ressources en mémoire de travail pour les tâches d’apprentissage.

2) Décomposer les instructions lors de l’enseignement en étapes claires et précisément identifiées pour minimiser la charge de la mémoire.

• Les élèves ayant une mauvaise mémoire de travail ont également des problèmes à suivre de longues instructions pour faire une chose après l’autre, car ils oublient l’instruction avant que toute la séquence d’actions ne soit terminée.
• Nous devons éviter d’introduire trop d’informations nouvelles en une seule fois. 
• Nous pouvons raccourcir la longueur des phrases ou le nombre d’éléments à retenir à un moment donné.
• Nous pouvons accroître le sens et le degré de familiarité des éléments à retenir.
• Nous pouvons simplifier les structures linguistiques des contenus à retenir et limiter la complexité des traitements.
• Nous pouvons découper l’enseignement en étapes plus réduites.

3) Répéter fréquemment les informations importantes.

4) Encourager l’élève à demander des informations supplémentaires et des explications lorsque cela est nécessaire.

5) Apporter un soutien et un étayage suffisant à ces élèves.

• Ces élèves sont susceptibles de rencontrer plus de difficultés, de faire plus d’erreurs et d’apprendre plus lentement, qui des élèves qui n’ont pas une mémoire de travail plus limitée. Un soutien est nécessaire aussi longtemps qu’ils en auront besoin. 

6) Offrir de larges occasions de pratique.

• Ces élèves doivent avoir suffisamment la possibilité de s’entrainer à pratiquer les contenus que nous souhaitons les voir retenir à long terme. 
• Ces élèves ont besoin de plus de temps pour apprendre et ce temps de pratique leur est fondamentalement nécessaire pour progresser. 
• Il faut s’assurer qu’ils aient l’opportunité de transférer des connaissances en mémoire à long terme et vérifier l’aboutissement de ce processus.

7) Vérifier la compréhension de ces élèves.

• L’enseignant sonde très régulièrement la compréhension et la qualité du traitement effectué en mémoire de travail par ces élèves.
• Ce faisant, l’enseignant favorise l’engagement et un traitement cognitif adéquat par ces élèves.
• L’enseignant ajuste le rythme de l’enseignement si nécessaire, afin de s’assurer qu’il travaille dans les limites de sa mémoire de travail de ces élèves sans la surcharger.

8) Éviter toute digression, toute redondance, tout partage de l’attention et toute information superflue et non nécessaire.

9) Fournir des aide-mémoires et autres organisateurs graphiques.

• S’assurer que ces élèves aient accès à des supports de synthèse textuels et visuels, avec les points clés. 
• L’information orale étant d’autant plus transitoire pour eux, ils doivent pouvoir retrouver rapidement les informations essentielles.
• Il s’agit de leur apprendre à les utiliser, de les accompagner et de les inciter à les utiliser.

Mise à jour le 20/09/2022

Bibliographie

Susan E. Gathercold and Tracy Packiam Alloway, Understanding Working Memory, A classroom guide, 2007, Harcourt Assessment

Gary W. Evans, Michelle A. Schamberg, Childhood poverty, chronic stress, and adult working memory, Proceedings of the National Academy of Sciences Apr 2009, 106 (16) 6545-6549; DOI: 10.1073/pnas.0811910106

Andrew Dickerson and Gurleen K. Popli, Persistent poverty and children’s cognitive development: evidence from the UK Millennium Cohort Study, J. R. Statist. Soc. A (2016) 179, Part 2, pp. 535–558

Mark Enser, 5 ways to support pupils with poor working memory, 2019, https://www.tes.com/news/5-ways-support-pupils-poor-working-memory