Les Sciences Cognitives : des clefs pour comprendre les mécanismes d’apprentissage chez l'enfant

Comment une meilleure connaissance du fonctionnement du cerveau peut-elle aider à améliorer les mécanismes d’apprentissage de nos enfants ? En France, des recherches en Sciences Cognitives permettent de mieux comprendre l’organisation cérébrale du cerveau du jeune enfant et ses modifications par les processus d’apprentissage.

Stanislas Dehaene, professeur émérite au Collège de France de la chaire de Psychologie Cognitive est l’un des chercheurs français qui, avec son équipe, s’intéresse tout particulièrement à la compréhension des mécanismes d’apprentissage. Comment apprend-on à lire, à écrire et à calculer? Quelles transformations se passent alors dans notre cerveau ? Au sein de son unité de neuroimagerie cognitive, des techniques d’imagerie du cerveau (IRM : imagerie par résonance magnétique) et des tests comportementaux (mesure du temps de réponse, mouvements oculaires) sont utilisés pour comprendre les capacités cognitives de nos enfants et leur évolution, notamment par l’apprentissage.

Le cerveau des enfants : bien loin d’être une ardoise vierge !
“La vision du cerveau d’un enfant comparable à une ardoise vierge qui se remplirait petit à petit est totalement dépassée”,expliquait Stanislas Dehaene lors de la Journée “Sciences Cognitives et Education” en novembre dernier au Collège de France. “Le bébé est une véritable machine à apprendre”. Le cerveau, même d’un tout jeune enfant, est déjà structuré. Nous naissons tous avec les concepts d’espace et de nombreuses intuitions précoces dans le domaine du langage et des mathématiques. Par exemple, dès 2 mois, le bébé active, quand il entend sa langue maternelle,  les aires cérébrales du traitement du langage qui sont similaires à celles de l’adulte. La compréhension est donc présente avant même de pouvoir parler. Ces bases composent les premières fondations indispensables aux apprentissages ultérieurs. Nous recyclons ces systèmes de base pour aller plus loin. Et selon Stanislas Dehaene, “l'éducation sert à dépasser ses connaissances”.

La théorie du recyclage neuronal : cadre précieux pour l’éducation
La théorie du recyclage neuronal développée par ce chercheur et son équipe fournit un guide précieux pour orienter les méthodes pédagogiques. Les mathématiques, par exemple, s’appuient sur des intuitions que nous avons dès le plus jeune âge. “L'enfant se comporte comme un scientifique au berceau”, aime citer Stanislas Dehaene. Le bébé a la notion de nombre et de proportion, ce qui lui donne une bonne idée des probabilités. A l’école, l’enseignant peut ainsi s’appuyer sur ces intuitions pour favoriser l’apprentissage de l’arithmétique. Les recherches dans ce domaine aident aussi à mieux comprendre des aspects curieux que l’on retrouve à certains stades du développement de nos enfants.  Pourquoi écrivent-ils souvent en miroir lorsqu’ils apprennent à écrire ? Le modèle du recyclage neuronal donne des explications à ce comportement. En effet, la région utilisée pour apprendre à lire servait à reconnaître les visages. Or lorsqu’on regarde une personne, quelque soit son profil, droit ou gauche, nous pouvons le reconnaître. Les lettres dans le sens normal et son écriture en miroir sont comparables à ces deux profils. Cet héritage crée donc ce léger problème où l’enfant arrive difficilement à distinguer la lettre b du d. “Aider l’enfant à tracer les lettres sur du papier, lui permet de surmonter cette erreur", ajoute Stanislas Dehaene.

Sciences Cognitives et apprentissage : 4 facteurs clefs à retenir
Les recherches en sciences cognitives mettent en évidence un ensemble de composantes essentielles aux mécanismes d’apprentissage. L’attention est un facteur clef par exemple. Les activités qui permettent à des enfants de se concentrer, quelque soit le domaine (musique, jeux vidéos), améliorent le processus de mémorisation dans son ensemble. L’engagement actif est également très important. Il a été montré que des sessions d’apprentissage entrecoupées par des tests étaient plus bénéfiques qu’une longue session d’apprentissage. L’enfant peut ainsi s’évaluer, recevoir un retour sur ce qu’il a retenu ou pas. Selon Stanislas Dehaene, tout enfant doit “apprendre à savoir ce qu’il ne sait pas”. Cet apprentissage de l’erreur est crucial tout en prenant soin qu’il ne soit pas vécu comme une sanction. 
Un autre facteur majeur est le sommeil, car il permet la  consolidation des connaissances. La nuit permet de rejouer en accéléré les décharges neuronales éprouvées la veille et favorise ainsi inconsciemment la mémorisation.
Dans cette conférence, Stanislas Dehaene a montré que les Sciences cognitives offrent un accompagnement essentiel aux sciences de l’éducation. Elles aident à comprendre qu’un enseignement structuré et cohérent doit être fourni aux “supers-ordinateurs” que sont les cerveaux de nos enfants. Mais comme le conlut Stanilas Dehaene “cet environnement enrichi se doit d’être aussi accueillant, généreux et tolérant à l'erreur”.


Pour en savoir plus :

L’Unité de neuroimagerie cognitive : les recherche menées par l’unité INSERM-CEA dirigée par Stanislas Dehaene portent sur les fonctions cognitives humaines. Différentes approches sont utilisées :  la psychologie expérimentale, la neuropsychologie et la neuroimagerie (IRM fonctionnel, magnéto et electroencephalogramme EEG et MEG).

Conférence de Stanislas Dehaene : Support de la conférence “Les grands principes de l’apprentissage” de Stanisals Dehaene le 20 novembre 2012 au Collège de France dans le cadre du colloque “Sciences cognitives et Education” vidéo et présentation de la journée


Définitions
  • Sciences cognitives: les sciences cognitives regroupent un ensemble de disciplines scientifiques dédiées à la description, l'explication, et le cas échéant la simulation des mécanismes de la pensée humaine, animale ou artificielle, et plus généralement de tout système complexe de traitement de l'information capable d'acquérir, conserver, utiliser et transmettre des connaissances.(source wikipedia

  • IRM : Imagerie par Résonnance Magnétique  :l’IRM ou Imagerie par résonnance magnétique est l’une des techniques d’imagerie médicale les plus récentes. Elle permet de visualiser avec une grande précision les organes et tissus mous, dans différents plans de l’espace ( source FuturaSciences).