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5/19/2018 Comprendre le cerveau - naissance d'une science de l'apprentissage.pdf - slidepdf...
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Comprendrele cerveau : naissance
dune sciencede lapprentissage
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Centre pour la recherche et linnovation dans lenseignement
Comprendre le cerveau :
naissance dune sciencede lapprentissage
ORGANISATION DE COOPRATION ET DE DVELOPPEMENT CONOMIQUES
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ORGANISATION DE COOPRATIONET DE DVELOPPEMENT CONOMIQUES
LOCDE est un forum unique en son genre o les gouvernements de 30 dmocraties uvrent
ensemble pour relever les dfis conomiques, sociaux et environnementaux que pose la
mondialisation. LOCDE est aussi l'avant-garde des efforts entrepris pour comprendre les volutions
du monde actuel et les proccupations quelles font natre. Elle aide les gouvernements faire face
des situations nouvelles en examinant des thmes tels que le gouvernement dentreprise, lconomiede linformation et les dfis poss par le vieillissement de la population. LOrganisation offre aux
gouvernements un cadre leur permettant de comparer leurs expriences en matire de politiques, de
chercher des rponses des problmes communs, didentifier les bonnes pratiques et de travailler la
coordination des politiques nationales et internationales.
Les pays membres de lOCDE sont : lAllemagne, lAustralie, lAutriche, la Belgique, le Canada, la
Core, le Danemark, l'Espagne, les tats-Unis, la Finlande, la France, la Grce, la Hongrie, lIrlande,
lIslande, lItalie, le Japon, le Luxembourg, le Mexique, la Norvge, la Nouvelle-Zlande, les Pays-Bas, la
Pologne, le Portugal, la Rpublique slovaque, la Rpublique tchque, le Royaume-Uni, la Sude, la
Suisse et la Turquie. La Commission des Communauts europennes participe aux travaux de lOCDE.
Les ditions OCDE assurent une large diffusion aux travaux de l'Organisation. Ces dernierscomprennent les rsultats de lactivit de collecte de statistiques, les travaux de recherche mens sur
des questions conomiques, sociales et environnementales, ainsi que les conventions, les principes
directeurs et les modles dvelopps par les pays membres.
Publi en anglais sous le titre :
Understanding the Brain: The Birth of a Learning Science
OCDE 2007
Toute reproduction, copie, transmission ou traduction de cette publication doit faire lobjet dune autorisation crite. Les demandes doivent tre
adresses aux ditions OCDE rights@oecd.orgou par fax 33 1 45 24 99 30. Les demandes dautorisation de photocopie partielle doivent tre adresses
au Centre franais dexploitation du droit de copie (CFC), 20, rue des Grands-Augustins, 75006 Paris, France, fax 33 1 46 34 67 19, contact@cfcopies.comou (pour les tats-Unis exclusivement) au Copyright Clearance Center (CCC), 222 Rosewood Drive Danvers, MA 01923, USA, fax 1 978 646 8600,info@copyright.com.
Cet ouvrage est publi sous la responsabilit du Secrtaire gnral de lOCDE. Les
opinions et les interprtations exprimes ne refltent pas ncessairement les vues de
lOCDE ou des gouvernements de ses pays membres.
mailto:rights@oecd.orgmailto:rights@oecd.orgmailto:contact@cfcopies.commailto:info@copyright.commailto:info@copyright.commailto:info@copyright.commailto:contact@cfcopies.commailto:rights@oecd.org5/19/2018 Comprendre le cerveau - naissance d'une science de l'apprentissage.pdf - slidepdf...
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AVANT-PROPOS
COMPRENDRE LE CERVEAU : NAISSANCE DUNE SCIENCE DE LAPPRENTISSAGE ISBN 978-92-64-02914-9 OCDE 2007 3
Avant-propos
Le projet du Centre pour la recherche et linnovation dans lenseignement (CERI) de lOCDE intitul Sciences de lapprentissage et recherche sur le cerveau a t lanc en 1999. Le but premier de ce
projet novateur tait dencourager la collaboration entre, dune part, sciences de lapprentissage et
recherche sur le cerveau, et, de lautre, chercheurs et dcideurs politiques. Le Comit directeur du
CERI a reconnu quil sagissait l dune tche difficile, dun vritable dfi, mais dont les retombes
positives taient potentiellement trs importantes. On a soulign en particulier que ce projet tait des
plus prometteurs pour ce qui est de la comprhension des processus dapprentissage tout au long dela vie, et quil fournirait un cadre propice pour soulever nombre de questions thiques de la plus
haute importance. Ledit potentiel et lesdites interrogations ont fait encore davantage ressortir la
ncessit dun dialogue entre les diffrentes parties prenantes.
Dornavant, la recherche sur le cerveau installe lentement mais srement ses applications dans
le champ des apprentissages. Lors de sa seconde phase, le projet du CERI a russi initier une
considrable fertilisation croise entre domaines de recherche et entre chercheurs. Il a par ailleurs
bnfici dune remarquable reconnaissance internationale, ce qui a conduit dans les pays de lOCDE
lmergence de nombreuses initiatives destines ancrer la connaissance du cerveau dans les
pratiques ducatives. Toutefois, les dcouvertes neuroscientifiques exploites par le secteur de
lducation restent encore limites ce jour, en partie parce quil nexiste pas encore de consensus fort
sur les applications potentielles de la recherche sur le cerveau aux politiques ducatives. Mais les
raisons ne manquent pas pour encourager les centres pionniers situs au carrefour entre cerveau
et apprentissages et pour promouvoir la cration de passerelles supplmentaires entre les deux
communauts de recherche. Les dcouvertes sur la plasticit du cerveau et sur la capacit de ltre
humain apprendre tout au long de la vie, ainsi que le dveloppement de technologies toujours plus
performantes (imagerie crbrale permettant une exploration non invasive du cerveau) ouvrent la
voie des approches totalement indites. En rapprochant encore les deux communauts, la
probabilit de nouvelles dcouvertes forte valeur ajoute ne peut que crotre.
Le prsent ouvrage fait suite au rapport Comprendre le cerveau : vers une nouvellescience de lapprentissagepubli en 2002 par lOCDE (et paru en sept langues; la plus grande
part de cette premire publication se retrouve dans le prsent livre). Il a pour but dinformer le lecteur
sur le cerveau, de laider comprendre comment celui-ci apprend, et de montrer comment
lapprentissage peut tre optimis par la formation et par des pratiques denseignement adaptes. Le
texte a t conu pour tre accessible aux non-spcialistes et sefforce par consquent dviter le
jargon. Le contenu drive en partie du travail effectu par les trois rseaux transdisciplinaires crs
en 2002 pour traiter respectivement de littratie, de numratie et dapprentissage tout au long de la
vie, auxquels est venue sajouter en 2004 une quatrime activit, consacre au rle des motions
dans lapprentissage. Le site Internet innovant ddi au projet a galement servi de plateforme
interactive pour recueillir les contributions de praticiens de lducation et, de manire gnrale, pourpermettre la socit civile de prendre part aux dbats.
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AVANT-PROPOS
COMPRENDRE LE CERVEAU : NAISSANCE DUNE SCIENCE DE LAPPRENTISSAGE ISBN 978-92-64-02914-9 OCDE 20074
Ds le dbut, ce projet a reu un soutien essentiel, en matire de contenu et de financement, de
la part :
de la National Science Foundation (Direction de la recherche, de lvaluation et de la
communication/Division de lducation), tats-Unis ;
du ministre de lducation, de la Culture, des Sports, de la Science et de la Technologie (MEXT),Japon ;
du dpartement pour lducation et les Comptences (DfES), Royaume-Uni ;
du ministre de lducation, Finlande ;
du ministre de lducation, Espagne ;
de la Lifelong Learning Foundation, Royaume-Uni.
Le projet a galement reu un soutien essentiel, pour ce qui est des questions scientifiques,
financires et dorganisation, de la part de lInstitut RIKEN de la science du cerveau (Japon); de
lInstitut Sackler (tats-Unis); du Learning Lab Denmark (Danemark); du Centre pour la
neuroscience et lducation (ZNL) de lUniversit dUlm (Allemagne); de lINSERM (France); delUniversit de Cambridge (Royaume-Uni); de lAcadmie des sciences (France); de lUniversit et de
la ville de Grenade (Espagne); et de la Royal Institution (Royaume-Uni).
lOCDE, le responsable du projet Sciences de lapprentissage et recherche sur le cerveau ,
Bruno della Chiesa, tait galement en charge de la ralisation du prsent rapport, avec Cassandra
Davis, Koji Miyamoto et Keiko Momii. Des apports substantiels ont t apports par Christina
Hinton, Eamonn Kelly, Ulrike Rimmele et Ronit Strobel-Dahan, consultants. La version anglaise du
rapport proprement dit (partie I) de ce livre a t dite par David Istance et la version franaise par
Bruno della Chiesa. Le livre a t relu et corrig, en tout ou en partie, par Jarl Bengtsson, Delphine
Grandrieux, David Istance, Christina Hinton, Atsushi Iriki, Masao Ito, Jellemer Jolles, Hideaki
Koizumi, Michael Posner, Ulrike Rimmele, Adriana Ruiz Esparza, Ronit Strobel-Dahan et le BrainTeam du CERI.
Au sein du Secrtariat, Jarl Bengtsson a pris linitiative de lancer ce projet et a constamment
apport son soutien stratgique et critique; Tom Schuller la suivi lors de la seconde phase; la
logistique a t mise en place et assure par Vanessa Christoph, Emily Groves et Carrie Tyler (par
ordre chronologique de succession); Cassandra Davis tait lditeur du site Internet.
Barbara Ischinger,
Directrice, Direction de lducation
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REMERCIEMENTS
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Remerciements
Au nom du Secrtariat, Bruno della Chiesa voudrait :
Ddier ce travail Jarl Bengtsson, le cerveau lorigine du projet Sciences de
lapprentissage et recherche sur le cerveau .
Exprimer toute sa gratitude et une reconnaissance toute particulire Eric Hamilton,
Masao Ito, Eamonn Kelly, Hideaki Koizumi, Michael Posner, et Emile Servan-Schreiber,
pour leur engagement sans faille tout au long du projet.
Remercier de leur soutien les principaux partenaires du projet, pour leur importantes
contributions (financires et/ou substantielles) : Richard Bartholomew et son quipe,
Christopher Brookes, Eamonn Kelly, Juan Gallo et son quipe, Eric Hamilton et son quipe,
Masayuki Inoue et son quipe, Sren Kjr Jensen et son quipe, Reijo Laukkanen et son
quipe, Pierre Lna et son quipe, Francisco Lopez Ruperez, Jos Moratalla et son quipe,
Teiichi Sato, Sylvia Schmelkes del Valle, Hans Siggaard Jensen et son quipe, Finbarr Sloane.
Remercier les scientifiques de haut niveau qui ont fait preuve dun profond engagement
dans le projet : Brian Butterworth, Stanislas Dehaene, Christina Hinton, Jellemer Jolles,
Heikki Lyytinen, Bruce McCandliss, Ulrike Rimmele, Nuria Sebastian, Manfred Spitzer.
Remercier Hilary Barth, Antonio Battro, Daniel Berch, Leo Blomert, Elisa Bonilla, JohnBruer, Tom Carr, Marie Cheour, Guy Claxton, Frank Coffield, Stanley Colcombe,
Margarete Delazer, Guinevere Eden, Linnea Ehri, Michel Fayol, Uta Frith, Michael Fritz,
Ram Frost, Peter Grdenfors, Christian Gerlach, Usha Goswami, Sharon Griffin, Peter
Hannon, Takao Hensch, Katrin Hille, Shu Hua, Petra Hurks, Walo Hutmacher, Atsushi
Iriki, Layne Kalbfleisch, Ryuta Kawashima, Arthur Kramer, Morten Kringelbach, Stephen
Kosslyn, Jan de Lange, Cindy Leaney, Geoff Masters, Michael Meaney, Michael Miller, Fred
Morrison, Risto Ntnen, Kevin Ochsner, David Papo, Raja Parasuraman, Eraldo Paulesu,
Ken Pugh, Denis Ralph, Ricardo Rosas, Wolfgang Schinagl, Mark Seidenberg, David
Servan-Schreiber, Bennett Shaywitz, Sally Shaywitz, Elizabeth Spelke, Pio Tudela, Harry
Uylings, Janet Werker, Daniel Wolpert, Johannes Ziegler, tous experts de haut niveau,impliqus dans le vaste rseau cr par le projet.
Remercier pour leur hospitalit, et pour avoir mis disposition du projet leurs locaux,
leur matriel et leur temps, permettant ainsi la russite des confrences
trandisciplinaires du projet (par ordre dentre en scne) : le Sackler Institute, tats-Unis;
lUniversit de Grenade, Espagne; le RIKEN Brain Science Institute, Japon; le National
Board of Education, Finlande; la Royal Institution, Royaume-Uni ; lINSERM, France; le
ZNL de lUniversit de lhpital psychiatrique de Ulm, Allemagne ; le Learning Lab,
Danemark; le ministre espagnol de lducation, Espagne; lAcadmie des sciences,
France; le Research Institute for Science and Technology for Society (RISTEX) de la JapanScience and Technology Agency (JST), Japon ; et le Centre for Neuroscience in Education
de lUniversit de Cambridge, Royaume-Uni.
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REMERCIEMENTS
COMPRENDRE LE CERVEAU : NAISSANCE DUNE SCIENCE DE LAPPRENTISSAGE ISBN 978-92-64-02914-9 OCDE 20076
Remercier les rdacteurs et tous ceux qui ont un titre ou un autre contribu cette
publication : Christopher Ball, Bharti, Frank Coffield, Mlanie Daubrosse, Gavin Doyle,
Karen Evans, Kurt Fisher, Ram Frost, Christian Gerlach, Usha Goswami, Rob Harriman,
Liet Hellwig, Katrin Hille, Christina Hinton, David Istance, Marc Jamous, Jellemer Jolles,
Eamonn Kelly, Sandrine Kelner, Hideaki Koizumi, Morten Kringelbach, Raja Parasuraman,
Odile Pavot, Michael Posner, Ulrike Rimmele, Adriana Ruiz Esparza, Nuria Sebastian,Emile Servan-Schreiber, Ronit Strobel-D ahan, Collette Tayler, Rudolf Tippelt,
Johannes Ziegler.
Remercier les traducteurs : Jean-Daniel Brque, Isabelle Hellyar, Duane Peres, Amber
Robinson, Marie Surgers.
Remercier les collgues des Ressources humaines pour avoir lanc et mis en place les
deux vnements Conscience du cerveau au sige de lOCDE ainsi que les collgues
de la Direction des affaires publiques et de la communication pour leur soutien et toute
leur comprhension.
Remercier les membres du Centre pour la recherche et linnovation dans lenseignement(CERI) qui se sont impliqus dans ce projet un titre ou un autre : Francisco Benavides,
Tracey Burns, Emma Forbes, Stephen Girasuolo, Jennifer Gouby, Delphine Grandrieux,
David Istance, Kurt Larsen, Sue Lindsay, Cindy Luggery-Babic et Tom Schuller.
Et pour finir remercier le dvou Brain Team du CERI : Jarl Bengtsson, Vanessa
Christoph, Cassandra Davis, Emily Groves, Koji Miyamoto, Keiko Momii, et Carrie Tyler,
sans qui tout ce travail naurait pas t possible.
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TABLE DES MATIRES
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Table des matires
Rsum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Partie I
Le cerveau apprenant
Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Chapitre 1. Un abcdaire du cerveau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Apprentissage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Bases neurales du phnomne dapprentissage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Cerveau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Dveloppement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
motions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Fonctions cognitives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Gntique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Habilets ( Skills ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Intelligence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Jentends, joublie. Je vois, je me souviens. Je fais, je comprends. [Confucius] . . . . . 31
Kafka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Langage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Mmoire. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Neurone. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Opportunit (fentres d). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Plasticit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Qualit, hygine de vie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Reprsentations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Sociales (interactions) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Tu me dis, joublie, Tu menseignes, je me souviens, Tu mimpliques,
japprends. [Benjamin Franklin]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Universalit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Variabilit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
W comme travail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
XYZ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Chapitre 2. Comment le cerveau apprend tout au long de la vie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Larchitecture du cerveau : les bases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Organisation fonctionnelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
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TABLE DES MATIRES
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La structure du cerveau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Comment le cerveau apprend au cours de la vie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Plasticit et priodes sensibles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
La petite enfance (environ 3 10 ans) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Ladolescence (environ 10 20 ans) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Lge adulte et la vieillesse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54Rcuprer grce lapprentissage des fonctions crbrales atteintes . . . . . . . . . . . 55
Surmonter le dclin des fonctions cognitives. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Rcuprer les fonctions crbrales endommages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
Conclusions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
Rfrences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Chapitre 3. Limpact de lenvironnement sur lapprentissage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Interactions sociales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
Rgulation des motions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69Motivation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
Sommeil et apprentissage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
Conclusions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
Rfrences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
Chapitre 4. Littratie et cerveau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
Langage et sensibilits du dveloppement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
La littratie au niveau crbral. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
Linfluence de la langue sur le dveloppement de la littratie . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
Dyslexie dveloppementale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96Conclusions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
Rfrences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
Chapitre 5. Numratie et cerveau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
Cration de la numratie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
Des nourrissons qui calculent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
La numratie au niveau crbral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
Nombres et espace. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
Le rle de linstruction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
Sexe et mathmatiques. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
Entraves lapprentissage mathmatique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
Conclusions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
Rfrences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
Chapitre 6. Dissiper les neuromythes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
Quest-ce quun neuromythe ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
Il ny a pas de temps perdre car pour le cerveau tout se joue avant lge
de trois ans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
Il existe des priodes critiques o certains enseignements/apprentissagessont indispensables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
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Mais jai lu quelque part que nous nutilisons que 10 % de notre cerveau
de toute faon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
Je suis cerveau gauche, elle est cerveau droit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
Il faut bien reconnatre que le cerveau de lhomme est diffrent
du cerveau de la femme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
Le cerveau dun jeune enfant ne peut correctement apprendre
quune seule langue la fois . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
Amliorez votre mmoire ! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
Apprenez en dormant ! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
Conclusions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
Rfrences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
Chapitre 7. thique et organisation de la neuroscience de lducation . . . . . . . . . . . . . 139
Les dfis thiques qui attendent la neuroscience de lducation . . . . . . . . . . . . . . . . 140
Dans quels buts et pour qui ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141Questions thiques concernant lutilisation des produits agissant
sur le cerveau. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
Interface cerveau-machine quest-ce qutre humain ?. . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
Les risques dune approche trop scientifique de lducation ? . . . . . . . . . . . . . 143
Crer une nouvelle approche trandisciplinaire pour comprendre
les apprentissages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
Transdisciplinarit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
Contributions rciproques de part et dautre : progrs bidirectionnel . . . . . . . 150
Au-del des frontires nationales : pour des initiatives internationales . . . . . 157
Prcautions et limites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
Rfrences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
Conclusions et perspectives davenir . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
Messages cls et conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
Les grands thmes de recherche venir . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
Naissance dune science de lapprentissage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
Rfrences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
Partie II
Articles en coopration
Article A. Cerveau, dveloppement et apprentissage durant la petite enfance . . . . . 175
A.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
A.2. Que savons-nous du dveloppement crbral chez les nouveaux-ns,
les bbs et les jeunes enfants?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
A.2.1. Processus du dveloppement initial du cerveau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
A.2.2. Le rle de lexprience . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
A.2.3. Choisir le bon moment les facteurs importantsdu dveloppement crbral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
A.2.4. La plasticit, caractristique fondamentale du cerveau des bbs. . . . 179
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A.2.5. Priodes critiques ou sensibles du dveloppement neural? . . . . . . . . . 180
A.2.6. Priodes sensibles et plasticit crbrale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
A.2.7. Apprendre durant la petite enfance, et au-del. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
A.3. Quelle est limportance des premires annes de la vie
dans le dveloppement et lapprentissage?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
A.3.1. Les avantages des programmes destins aux jeunes enfants . . . . . . . . 183A.3.2. Lapprentissage, lment crucial de la petite enfance . . . . . . . . . . . . . . 184
A.3.3. Ce qui nuit lapprentissage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
A.3.4. Soins et ducation la petite enfance : il ny a pas
de baguette magique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
A.4. Les environnements qui favorisent le dveloppement des jeunes enfants . . 186
A.4.1. Les liens subtils entre jeu et apprentissage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
A.4.2. Rles des programmes et des orientations pdagogiques
dans le dveloppement du jeune enfant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
A.4.3. Favoriser lacquisition du langage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
A.4.4. Comment encourager lapprentissage chez les jeunes enfants . . . . . . 188A.5. Les dfis relever pour synthtiser les rsultats des recherches
en neuroscience et en sciences de lducation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
A.6. Ractions du praticien. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
Rfrences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
Article B. Le cerveau et lapprentissage ladolescence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
B.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
B.2. Le dveloppement crbral de quoi sagit-il? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
B.2.1. Le dveloppement crbral au niveau microscopique . . . . . . . . . . . . . . 200B.2.2. Le dveloppement crbral au niveau macroscopique. . . . . . . . . . . . . . 201
B.2.3. Le dveloppement crbral peut tre examin
de nombreux niveaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
B.2.4. Techniques dimagerie crbrale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
B.2.5. Il est difficile de dterminer le rle de linn et de lacquis
dans le dveloppement crbral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
B.3. Lexprience modle le cerveau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
B.3.1. Activit crbrale au fil du temps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
B.3.2. Structure crbrale au fil du temps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
B.3.3. Les relations entre le cerveau et le comportement doivent souventfaire lobjet de dductions indirectes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
B.3.4. Enfants et adultes nutilisent pas leur cerveau de la mme manire . 206
B.3.5. Cerveau adolescent et modifications du comportement . . . . . . . . . . . . . 207
B.3.6. Rsum et implications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
B.4. Thories de lapprentissage ladolescence et volution au cours de la vie . 209
B.4.1. Implications pour lenseignement et lapprentissage ladolescence . 213
B.5. Dfis et pistes venir . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
B.6. Ractions du praticien : Jai fait un rve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
B.6.1. Un nouveau regard sur lenseignement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
B.6.2. Faut-il fixer de nouveaux buts lcole et de nouvelles missionsaux enseignants? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
Rfrences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
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COMPRENDRE LE CERVEAU : NAISSANCE DUNE SCIENCE DE LAPPRENTISSAGE ISBN 978-92-64-02914-9 OCDE 2007 11
Article C. Cerveau, cognition et apprentissage lge adulte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
C.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
C.1.1. Quest-ce que lapprentissage?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
C.1.2. Le cerveau humain lge adulte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
C.1.3. Vue densemble de larticle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
C.2. Lge adulte : cognition et apprentissage au fil du temps . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
C.2.1. Vieillissement et cognition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
C.2.2. Lapprentissage tout au long de la vie : la perspective
de lducation des adultes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
C.3. Vieillissement et fonctions crbrales : la neuroimagerie structurelle . . . . . . 231
C.4. Vieillissement et fonctions crbrales : la neuroimagerie fonctionnelle . . . . 232
C.5. Diffrences individuelles dans les modifications crbrales
et cognitives au cours du temps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
C.6. La gntique et les diffrences individuelles en matire de cognition . . . . . . 234
C.7. Entranement et vieillissement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
C.7.1. Entranement cognitif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
C.7.2. La formation : les perspectives pour le dveloppement. . . . . . . . . . . . . 236
C.8. Lapprentissage pour adultes : crer des environnements favorables . . . . . . . 239
C.8.1. Lapprentissage fond sur les comptences : pour prparer
rsoudre des problmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
C.8.2. Lapprentissage constructiviste : mettre profit
des expriences subjectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
C.8.3. Lapprentissage in situ : organiser les environnements dapprentissage. . 240
C.9. Programme de travail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
C.10. Ractions du praticien. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242Rfrences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
Annexe A. Les forums . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
Annexe B. Technologies dimagerie crbrale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
Glossaire. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
Autres ouvrages disponibles dans la collection CERI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
Encadrs
2.1. La Learning Therapy (Japon) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
3.1. Nutrition. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
3.2. Les aspects organiques de lattention . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
3.3. Exercice physique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
3.4. Musique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
3.5. Jeu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
3.6. Jeux vido. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
3.7. Niveaux sonores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
7.1. Esprit, cerveau et ducation ( Mind, Brain and Education ou MBE ). . . . . . . . . 149
7.2. Le Centre pour les neurosciences dans lducation : Universitde Cambridge, Royaume-Uni. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
7.3. Learning Lab Denmark. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
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TABLE DES MATIRES
COMPRENDRE LE CERVEAU : NAISSANCE DUNE SCIENCE DE LAPPRENTISSAGE ISBN 978-92-64-02914-9 OCDE 200712
7.4. Universit de Harvard Graduate School of Education . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
7.5. Le point de vue des ducateurs sur le rle de la neuroscience
dans lducation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
7.6. Technologie et ducation : une perspective mondiale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
7.7. Le Centre de transfert pour la neuroscience et lapprentissage (ZNL),
Ulm, Allemagne. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
7.8. JST-RISTEX, Japan Science and Technology-Research Institute
of Science and Technology for Society, Japon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
7.9. La neuroscience de lducation aux Pays-Bas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
A.1. motions et mmoire (apprentissage) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
A.2. Le dveloppement initial du langage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
A.3. Les neurones miroirs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
B.1. Le principe de lIRM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
B.2. Le principe de la TEP et de lIRMf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
A. Quest ce que lIRMf ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258B. La topographie optique en proche infrarouge utilise en sciences
de lapprentissage et en recherche sur le cerveau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
Tableaux
2.1. Comment le cerveau apprend : rcapitulatif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
2.2. Dclin ou atteintes des fonctions crbrales, et solutions possibles . . . . . . . . . . . . 61
Graphiques
2.1. Connection synaptique entre deux neurones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.2. Principales rgions du cortex crbral. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.3. Le lobe frontal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
2.4. Le cerveau de ladolescent. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.1. Structure interne du cerveau humain, comprenant le systme limbique . . . . . . . . 70
5.1. Aires crbrales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
7.1. Lvolution de la transdisciplinarit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
7.2. change bidirectionnel entre recherche et pratique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
A. Imagerie par rsonance magntique fonctionnelle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
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13
Rsum
Lducation est une pe double tranchant.
Elle peut devenir dangereuse si elle nest pas
manie correctement.
Wu Ting-Fang
Aprs vingt ans dun travail de pointe en neurosciences, la communaut ducativeprend conscience du fait que comprendre le cerveau peut indiquer de nouvelles voiesde recherche et amliorer politiques et pratiques ducatives. Ce rapport constitue unpanorama synthtique de lapprentissage inform par le fonctionnement crbral, et
soumet des thmes cruciaux lattention de la communaut ducative. Il ne propose pas
de solutions simplistes, ni ne prtend que la neuroscience ait rponse tout. En revanche,
il constitue un tat des lieux objectif des connaissances actuelles au carrefour des
neuroscience cognitives et de lapprentissage; il indique galement des pistes explorer, et
liste des implications politiques pour la prochaine dcennie.
La premire partie, Le cerveau apprenant , constitue le rapport proprement dit. Il est issu
de sept ans danalyses et de travaux du projet Sciences de lapprentissage et recherchesur le cerveau du CERI de lOCDE. La seconde partie, Articles en coopration , contient
trois rflexions portant sur le cerveau apprenant, durant la petite enfance, ladolescence
et lge adulte respectivement. Chacun est luvre de trois experts, qui ont mis en
commun exprience et connaissances pour runir les perspectives de la neuroscience et de
lducation. Lannexe Aest tire du site Internet interactif, ouvert la socit civile et
comprenant un forum destin aux enseignants. Lannexe B prsente au lecteur les
dernires avances en matire de technologies dimagerie crbrale, qui sont au cur des
dcouvertes tudies dans ce rapport.
Le premier chapitre est un abcdaire de mots cls, qui prsente brivement des concepts
complexes et permet au lecteur de se rfrer aux chapitres correspondants pour plus dedtails. Le dbut du chapitre suivant prsente ce quil faut savoir de larchitecture et du
fonctionnement du cerveau.
Comment le cerveau apprend au long de la vie
Les neuroscientifiques ont clairement montr que le cerveau dispose dune grande
capacit dadaptation aux demandes de son environnement : la plasticit. Des connexions
neuronales sont cres ou renforces, dautres sont affaiblies ou limines, selon les
besoins. Lampleur de la modification dpend du type dapprentissage effectu :
lapprentissage long terme entrane des modifications plus profondes. Elle dpend aussi
du momento lapprentissage a lieu : chez les bbs, la cration de nouvelles synapses se
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fait un rythme extraordinaire. Mais lun des messages les plus fondamentaux reste celui-ci :
la plasticit est une caractristique fondamentale du cerveau tout au long de la vie.
Malgr cette plasticit permanente, il existe des priodes idales ou sensibles durant
lesquelles un apprentissage donn prsentera une efficacit maximale. Pour les stimuli
sensoriels (tels les sons du langage) et pour certaines expriences motionnelles et cognitives
(telle lexposition une langue), les priodes sensibles sont assez brves et se situent un ge
assez jeune. Dautres comptences (comme lacquisition de vocabulaire) ne connaissent pas de
priode sensible nette et peuvent tre apprises de faon optimale tout au long de la vie.
Les images de cerveaux dadolescents montrent quils sont loin dtre arrivs maturit, et
quils subissent dimportantes modifications structurelles bien aprs la pubert.
Ladolescence est une priode fondamentale pour le dveloppement motionnel, en raison
de la grande quantit dhormones prsentes dans le cerveau; limmaturit du cortex
prfrontal des adolescents joue sans doute un rle crucial dans linstabilit de leur
comportement. Nous traduisons cette combinaison dimmaturit motionnelle et de fort
potentiel cognitif par lexpression : la puissance est l, mais pas le contrle .Chez les adultes plus gs, laisance ou lexprience dans une tche donne peut rduire le
niveau dactivit crbrale : on peut considrer cela comme une preuve dun traitement
plus efficace. Mais le cerveau dcline quand on lutilise moins, ainsi que quand on vieillit.
Des tudes ont montr quapprendre peut limiter le dclin crbral : plus les personnes
dge mr ont loccasion dapprendre (viades cours pour adultes, leur mtier ou des
activits sociales), plus elles ont de chances de retarder lapparition de maladies
neurodgnratives, ou den limiter le dveloppement.
Limportance de lenvironnement
La neuroscience montre que la faon dont on nourrit et traite le cerveau joue un rle
crucial dans les processus dapprentissage, et commence dterminer quels sont les
environnements les plus favorables lapprentissage. La plupart des faons damliorer le
fonctionnement crbral dpendent de facteurs simples et quotidiens qualit de
lenvironnement social et des rapports humains, alimentation, exercice physique et
sommeil qui semblent tellement vidents quon a tendance ngliger leur importance.
En prtant attention ltat du cerveau et du corps, il est possible de mettre profit la
plasticit crbrale et de faciliter lapprentissage. Il faut adopter une approche globale, qui
tienne compte des liens troits entre bien-tre physique et intellectuel et ne nglige pas
linteraction entre aspects motionnels et cognitifs.
Au centre du cerveau humain se trouve un ensemble de structures parfois appel cerveau
motionnel : le systme limbique. On sait aujourdhui que nos motions sculptent le
tissu neural. En cas de stress excessif ou de peur intense, les processus neuraux de
rgulation motionnelle sont perturbs, ce qui diminue les capacits de jugement social et
les performances cognitives. Le stress rend performant et amliore la cognition et
lapprentissage, mais au-del dun certain niveau, on obtient leffet inverse. Quant aux
motions positives, il est clair que lun des plus grands facteurs de motivation est ce
sentiment dillumination qui se produit lorsquon comprend un nouveau concept; le
cerveau ragit trs bien cette sensation. Lcole devrait faire en sorte que les enfantsdcouvrent trs jeunes le plaisir de comprendre, se rendant ainsi compte quapprendre est
une exprience trs agrable.
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Pour apprendre efficacement, il est trs important de savoir grer ses motions;
lautorgulation est lune des comptences motionnelles et comportementales les plus
importantes parmi celles qui sont ncessaires lenfant comme ladulte dans leurs
environnements sociaux. Les motions guident ou perturbent les processus
psychologiques tels que la concentration ou la rsolution de problmes, et influencent les
relations humaines. La neuroscience (appuye sur la psychologie cognitive et ltude dudveloppement de lenfant) commence identifier dimportantes rgions crbrales dont
lactivit et le dveloppement sont en relation avec le self-control.
Langage, littratie et cerveau
Le cerveau est biologiquement prpar acqurir le langage ds le dbut de la vie, mais ce
processus doit tre catalys par lexprience. Il existe une relation inverse entre lge et
lefficacit de lapprentissage pour de nombreux aspects des langues : en gnral, plus
jeune est lapprenant, plus efficace est lapprentissage. La neuroscience connat mieux prsent les diffrences dans la faon dont enfants et adultes grent le langage au niveau
crbral. Cela pourrait avoir dimportantes rpercussions sur les politiques ducatives
concernant lenseignement des langues trangres, qui ne commence souvent qu
ladolescence. Adolescents et adultes sont bien sr capables dapprendre une nouvelle
langue, mais cela leur est plus difficile.
Limportance simultane, dans la faon dont le cerveau gre le langage, du traitement
phonologique et du traitement smantique direct peut alimenter le dbat classique
autour des mthodes de lecture. Comprendre le rle et la place de ces deux processus permet
davancer que la meilleure faon denseigner la lecture combine linstruction dite
syllabique et la mthode dite globale , limportance relative de chacune de cesapproches devant tre fonction des caractristiques morphologiques de la langue concerne.
Une grande partie des circuits crbraux permettant la lecture est commune toutes les
langues, mais il existe des diffrences lorsque les spcificits de chaque langue ncessitent
des fonctions particulires (par exemple en cas de diffrences dans les types dencodage ou
les stratgies de reconnaissance des mots). Pour se limiter provisoirement aux langues
alphabtiques, ce rapport sintresse surtout aux diffrents niveaux de transparence
des orthographes : une langue non transparente comme langlais ou le franais (cest--
dire une langue dans laquelle la correspondance entre les sons et les lettres est trs
variable) soppose une langue transparente ( lorthographe plus cohrente , par
exemple le finnois ou le turc). Des structures crbrales spcifiques sont actives pourgrer les aspects de la lecture propres chaque langue.
La dyslexie est trs rpandue et ignore les frontires culturelles et socio-conomiques. Elle
est souvent associe des caractristiques corticales atypiques larrire de lhmisphre
gauche et entrane des difficults traiter les lments sonores de la langue. Sur le plan
linguistique , les consquences en sont relativement minimes (confusion des mots la
prononciation similaire), mais les consquences pour la littratiepeuvent tre normes, car
relier les phonmes aux symboles crits est indispensable toute lecture dans une langue
alphabtique. La neuroscience ralise actuellement dimportantes avances, tant pour ce qui
est du diagnostic que pour ce qui est de la remdiation.
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Numratie et cerveau
La numratie, comme la littratie, est cre dans le cerveau viaune synergie entre biologie
et exprience. Lvolution a dvelopp certaines structures crbrales pour traiter le
langage; de la mme faon il en existe dautres permettant une perception quantitative. Et,
toujours comme pour le langage, les structures gntiquement prvues ne suffisent pas
grer les mathmatiques; elles travaillent en coordination avec dautres circuits neuraux,
non prvus pour la numratie mais adapts au traitement de celle-ci par lexprience. On
voit combien lducation est importante ( lcole, la maison ou par le jeu), et donc
combien la neuroscience peut aider dans cette mission ducative.
La neuroscience des mathmatiques nen est qu ses balbutiements, mais le domaine a
dj beaucoup progress ces dix dernires annes. On sait aujourdhui queffectuer des
oprations simples ncessite la collaboration de nombreuses structures situes dans
diffrentes rgions du cerveau. La simple reprsentation dun nombre implique un circuit
complexe qui fait appel la reprsentation de magnitude, la reprsentation visuelle et la reprsentation verbale. Le calcul ncessite lui aussi un rseau complexe, qui varie selon
lopration effectue : la soustraction dpend du circuit parital infrieur, alors que
laddition et la multiplication activent dautres rseaux neuraux. Actuellement la
neuroscience sait peu de choses sur les mathmatiques avances, mais il semble que les
circuits activs par des oprations complexes soient au moins partiellement distincts.
Comprendre les voies dveloppementales qui permettent laccs aux mathmatiques dun
point de vue crbral peut faciliter la mise au point des mthodes didactiques. Des
mthodes diffrentes peuvent dboucher sur la cration de voies neurales plus ou moins
efficaces : lapprentissage par rptition cre des circuits neuraux moins efficaces que
lapprentissage par stratgie. La neuroscience montre la supriorit de mthodes quipermettent dapprendre de faon dtaille, prcise et rflchie sur celles qui cherchent
identifier des rsultats exacts ou inexacts. Cela va dans le sens des ides qui sous-tendent
lvaluation formative.
Les fondements neuraux de la dyscalculie lquivalent mathmatique de la dyslexie
sont encore peu connus, mais ltude des caractristiques biologiques associes des
troubles mathmatiques prcis suggre que les mathmatiques ne sont pas une
construction purement culturelle : elles sont rgies par des structures crbrales
spcifiques qui doivent fonctionner correctement. Les circuits neuraux dont la dficience
cause la dyscalculie peuvent probablement tre rtablis grce des interventions cibles,
en raison de la plasticit (ou flexibilit) des rseaux impliqus dans le traitement des
mathmatiques.
Dissiper les neuromythes
Ces dernires annes, de plus en plus dides fausses se sont mises circuler propos du
cerveau. Lducation est concerne par ces neuromythes , qui prennent souvent la
forme de thories sur la faon dont on apprend. leur base, on trouve souvent un fait
scientifiquement exact, ce qui les rend plus difficile identifier et rfuter. Ils sont
incomplets, exagrs, voire totalement faux : il faut donc les disqualifier, de peur que lesystme scolaire ne se fourvoie.
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Pour chaque mythe ou groupe de mythes, on tudie la faon dont il est apparu dans la
conscience populaire, et on explique en quoi il est scientifiquement inexact. Ils sont
rpartis ainsi :
Il ny a pas de temps perdre, car pour le cerveau tout se joue avant trois ans .
Il existe des priodes durant lesquelles certains enseignements/apprentissages sontindispensables .
Mais jai lu quelque part que nous nutilisons que 10 % de notre cerveau de toute
faon .
Je suis cerveau gauche, elle est cerveau droit .
Il faut bien reconnatre que le cerveau de lhomme est diffrent de celui de la femme .
Le cerveau dun jeune enfant ne peut correctement apprendre quune langue la fois .
Amliorez votre mmoire !
Apprenez en dormant !
thique et organisation de la neuroscience
de lducation
Cette nouvelle discipline est riche de promesses ; il ne faut pas pour autant ignorer les
questions thiques quelle soulve.
Dans quel but, et pour qui ? Il importe de rflchir aux usages et aux abus des techniques
dimagerie crbrale. Comment sassurer que les donnes mdicales resteront
confidentielles et ne seront pas communiques des entreprises ou des institutions
scolaires? Plus la technologie permettra didentifier des caractristiques auparavant secrteset indcelables, plus il faudra tre vigilant sur leurs utilisations dans le domaine ducatif.
Utilisation de produits qui agissent sur le cerveau : La limite entre usage mdical et usage non
mdical nest pas toujours vidente. La question se pose surtout quand des individus sains
absorbent des substances qui agissent sur ltat et le fonctionnement de leur cerveau. Les
parents doivent-ils avoir le droit dadministrer leurs enfants des produits pour amliorer
leurs performances scolaires, avec les risques associs de la mme manire que des
sportifs peuvent se doper?
Cerveaux et machines : On arrive de mieux en mieux combiner organes vivants et
technologie, ce qui recle un norme potentiel pour les handicaps alors susceptibles, par
exemple, de contrler des machines distance. Mais ces mmes technologies pourraientpermettre de contrler le comportement des gens, ce qui est bien sr source dinquitudes.
Une approche trop scientifique de lducation ?La neuroscience peut apporter un clairage
trs utile, mais si par exemple les bons enseignants taient reprs grce limpact
quils ont sur le cerveau de leurs lves, le scnario serait bien diffrent : on courrait le
risque de crer un systme ducatif qui reposerait trop sur les mesures scientifiques et
serait terriblement conformiste et monocolore.
La neuroscience ducative nen est qu ses dbuts. Pour quelle se dveloppe dans les
meilleures conditions possibles, elle doit tre trans-disciplinaire (utile la fois aux
communauts scientifique et ducative) et internationale. Il est indispensable dtablir unemthodologie et un vocabulaire communs. Il sagit dtablir une relation rciproque entre
pratique ducative et recherche sur lapprentissage, similaire la relation entre mdecine
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et biologie, en crant et en entretenant un change dinformations bidirectionnel et
continu, ncessaire une pratique ducative reposant sur ce quon sait du fonctionnement
crbral.
Le dsir de progresser dans ce domaine a t lorigine dinstitutions, de rseaux,
dinitiatives varis. Ce rapport contient des encadrs dcrivant les exemples les plus
marquants ce jour, comme l Institut de recherche en science et technologie pour la
socit de lAgence japonaise de la science et de la technologie (JST-RISTEX); le Centre de
transfert pour la neuroscience et lapprentissage (ZNL), Ulm, Allemagne; le Learning Lab
Denmark, Danemark; le Centre pour les neurosciences dans lducation, Universit de
Cambridge, Royaume-Uni ; le programme Esprit, cerveau et ducation (MBE pour
Mind, Brain, and Education ) de la Harvard Graduate School of Education, Universit de
Harvard, tats-Unis.
Messages cls et perspectives
La neuroscience de lducation dbouche sur des connaissances prcieuses et neuves, qui permettent
dinformer politiques et pratiques ducatives : sur bien des sujets, la neuroscience confirme des
lments dj connus et observables dans la vie quotidienne, mais elle permet de passer
de la simple corrlation la causalit (comprendre les mcanismes luvre dans des
processus familiers), ce qui facilite llaboration dapproches efficaces. Sur dautres sujets,
la neuroscience gnre de nouvelles connaissances et ouvre de nouvelles pistes.
Les recherches sur le cerveau apportent des lments neuroscientifiques importants qui permettent
de favoriser lapprentissage tout au long de la vie : loin de soutenir lide quil faut surtout
duquer les jeunes mme sil est vrai que ceux-ci disposent dun fabuleux potentiel
dapprentissage , la neuroscience a montr que lapprentissage se fait tout au long de lavie, et que plus on continue dapprendre, mieux on apprend.
La neuroscience confirme quil est toujours bnfique dapprendre, surtout chez les personnes ges :
on a de plus en plus conscience que lducation apporte de nombreux bnfices (au-
del des lments conomiques si importants dans llaboration des politiques
ducatives). La neuroscience est en train de montrer que lapprentissage est trs utile pour
remdier la dmence snile, un problme capital dans nos socits.
Le besoin dapproches globales, prenant en compte linterdpendance du corps et de lesprit, de
lmotionnel et du cognitif :prendre conscience de limportance du cerveau ne veut pas dire
quon ne sintresse plus quaux aspects cognitifs et aux performances. Au contraire, ilressort quel point il importe dadopter une approche globale, qui tienne compte des liens
troits entre bien-tre physique et intellectuel, aspects motionnels et cognitifs, esprit
analytique et capacits cratrices.
Comprendre ladolescence la puissance est l, mais pas le contrle : il est trs important de
comprendre ladolescence, car cest un ge cl en matire ducative, et ce qui se passe ce
moment-l chez un individu a gnralement des consquences pour toute sa vie
ultrieure. Les adolescents ont des capacits cognitives trs dveloppes ( la puissance est
l ), mais nont pas encore atteint la maturit motionnelle ( mais pas le contrle ). On
ne doit certes pas en conclure quil faille ncessairement attendre lge adulte pour
prendre des dcisions importantes pour lavenir. En revanche, il serait plus que souhaitableque les choix effectus cette priode de la vie ne soient pas dfinitifs, et puissent tre
moduls plus tard.
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Tenir compte de la neuroscience dans la conception des programmes et lorganisation de la scolarit :
ce sujet, le message exprim dans ce rapport est trs nuanc. Il nexiste pas de priodes
critiques durant lesquelles un apprentissage donndoit se faire, mais des priodes
sensibles , durant lesquelles un apprentissage sera plus efficace (lapprentissage langagier
est ici tudi de prs). Ce rapport souligne limportance de bases solides pour
lapprentissage tout au long de la vie, donc insiste sur lducation des jeunes enfants et lamatrise des comptences de base.
Faire en sorte que la neuroscience contribue rsoudre les principaux problmes auxquels lapprentissage
est confront, y compris les 3 D : dyslexie, dyscalculie, dmence. On a longtemps ignor les
causes de la dyslexie, par exemple ; mais aujourdhui on sait quelle est principalement due
une atypie du cortex auditif (voire peut-tre, dans certains cas, du cortex visuel), et on arrive
lidentifier chez des enfants trs jeunes. La remdiation est dautant plus efficace que lenfant
est jeune, mais elle reste souvent possible chez les plus grands.
Des valuations plus personnalises qui amliorent lapprentissage, sans slectionner ni exclure :
la neuroimagerie peut grandement faciliter lidentification des caractristiquesdapprentissage dun individu, et permettrait de personnaliser les mthodes dvaluation.
Cela dit, elle pourrait aussi dboucher sur des moyens de slection et dexclusion plus
puissants que ceux que nous connaissons aujourdhui.
Ces thmes cls sont des priorits pour la recherche en neuroscience ; il ne sagit pas dun
programme exhaustif, mais des conclusions tires du prsent rapport. Ce programme de
recherche qui a pour but de mieux comprendre les moments optimaux pour chaque type
dapprentissage, le dveloppement et la rgulation des motions, linfluence des outils et de
lenvironnement, et le traitement du langage et des mathmatiques conduirait la naissance
dune nouvelle science de lapprentissage, science ncessairement trans-disciplinaire.
Cest sur cette aspiration que ce rapport sachve, et cest elle qui lui donne son titre. Nousesprons quil sera possible de mettre profit ces nouvelles connaissances pour crer un
systme ducatif adapt lindividu et la socit, cest--dire la fois personnalis et
universel.
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PARTIEI
Le cerveau apprenant
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23
Introduction
Nicht das Gehirn denkt, sondern wir denken
das Gehirn.
(Ce nest pas le cerveau qui pense, mais nous
qui pensons le cerveau).
Friedrich Nietzsche
La neuroscience1ouvre-t-elle rellement des pistes nouvelles pour amliorer lducation ?Ce rapport apporte une rponse non dnue de complexit cette question : oui, mais Des
lments convergents confirment lmergence dune neuroscience de lducation . Les
rcentes avances dans le domaine de la neuroscience ont considrablement augment la
pertinence de ce champ disciplinaire pour lducation. Les technologies dimagerie
permettent dsormais lobservation du cerveau en action, ouvrant ainsi la voie une
meilleure comprhension de ses fonctions cognitives et motionnelles. Il va sans dire que
lducation peut en tirer bnfice. De plus, cette tendance une plus grande applicabilit de
la neuroscience en matire ducative est accompagne par une rceptivit croissante de la
part des socits du XXIesicle. Le prsent rapport entend prsenter une synthse de ltatde la recherche lintersection des neurosciences cognitives et des apprentissages, et mettre
en lumire les implications politiques des rsultats de la recherche pour la dcennie venir.
Les rcentes dcouvertes sont de nature aider toutes les parties prenantes du monde de
lducation ce qui inclut apprenants, parents, enseignants et dcideurs politiques
mieux comprendre les processus efficaces en matire dapprentissages, ainsi que les
environnements qui leur sont lis. Une telle comprhension peut permettre aux dcideurs
de sorienter vers des mesures plus et mieux informes, peut amener les parents mettre en
place un meilleur environnement dapprentissage pour leurs enfants et aider les apprenants
choisir les approches les plus adaptes pour amliorer leurs comptences.
Il ne sagit en aucun cas de prtendre que la neuroscience est une panace qui va
rvolutionner lducation, mme long terme, et encore moins du jour au lendemain. Les
promoteurs de ce projet ont, depuis des annes, systmatiquement prcis que la
neuroscience ntait pas susceptible de rsoudreles problmes ducatifs. De nombreuses
questions se posent, dont les rponses sont chercher ailleurs, que ce soit dans les
sciences de lducation elles-mmes ou dans dautres disciplines de rfrence ,
notamment dans les sciences sociales, voire dans la philosophie. Pour autant, on ne peut
disqualifier en bloc la neuroscience et lcarter du dbat ducatif au motif quelle ne peut
1. Pour la commodit de la lecture, le terme neuroscience (parfois sous la forme plurielle neurosciences ) recouvre tout au long de la prsente publication les champs scants du domaine,quil sagisse de neurobiologie, de neuroscience cognitive, de neuroscience comportementale, depsychologie cognitive, etc.
PARTIEI
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I. INTRODUCTION
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elle seule fournir des solutions, et encore moins des solutions simples, des questions
dune grande complexit. Son principal mrite, ce jour, est dapporter de nouveaux
clairages sur des points dachoppement dj anciens, de soulever de nouvelles questions,
de contribuer confirmer ou infirmer des hypothses plus anciennes, voire de renforcer,
avec la crdibilit que donne la scientificit, des pratiques existantes quitte au besoin
en remettre srieusement en question quelques autres. Ce rapport montre entre autres quel point une vritable approche transdisciplinaire, mettant en scne autant de domaines
que possible, est ncessaire au traitement des questions qui se posent de faon de plus en
plus aigues aux socits contemporaines2.
La neuroscience fournit des lments prcis quant savoir commentetpourquoiles tres
humains (ou les cerveaux humains) rpondent diffrents processus et environnements
dapprentissage. De tels lments sont dune importance fondamentale lorsque lon
considre que bien des politiques et pratiques ducatives ce jour reposent sur des
informations limites ou lacunaires, dveloppes au mieux partir de donnes quantitatives
et qualitatives manant dun large spectre de pratiques, denvironnements et de rsultats. Si
de telles donnes reprsentent toujours de solides bases de connaissances, fondes sur des
faits, quant aux modes dapprentissage associs au succs ou lchec, elles ne permettent
en gnral pas dexpliciter les raisons profondes desdites observations. Ces raisons restent
souvent encore mystrieuses.
titre dexemple, lorsque parents, enseignants et dcideurs politiques tentent
didentifier le ou les moments les plus adapts pour enseigner une langue trangre aux
enfants, une dcision informe a toutes les chances dtre fonde sur une comparaison
dexpriences et de performances entre des apprenants soumis un tel enseignement
diffrents ges. Une analyse de ce type pourrait conclure que les meilleurs rsultats sont
obtenus lorsque lindividu commence apprendre une langue partir dun ge donn.Bien quune telle information soit utile en soi, elle ne permet pas de dterminer
limportance du facteur temps , dans un tel cadre, en termes de rsultats. Elle ne montre
pas non plus comment lapprentissage dune langue trangre peut tre optimis lge en
question voire dautres priodes de la vie.
Le lecteur trouvera dans les pages qui suivent un certain nombre dclairages prsentant
un caractre encore relativement hypothtique ce jour (lorsque par exemple les dcouvertes
prsentes sont fondes sur un nombre limit dtudes), ainsi que des reformulations de
principes largement connus, manant de la sagesse hrite de dcennies, voire de sicles
de pratiques et de recherches en matire ducative3. Toutefois, lhonntet intellectuelle la
plus lmentaire oblige prsenter comme telles les ides qui nont encore que le statutdhypothses (nous nentrerons toutefois pas ici dans les dbats scientifiques proprement
2. Le Secrtariat de lOCDE souhaite ds labord clairement se dissocier de toute interprtation de celivre qui, fonde sur les ides de diffrences crbrales individuelles et de styles dapprentissagediffrents, tenterait dtablir, au niveau de groupes ou de communauts humaines, un lienquelconque entre certain gnes et QI, impliquant ainsi potentiellement des connotations racistes.De telles interprtations doivent tre fermement condamnes.
3. Le lecteur remarquera galement que ce rapport ne prsente pas de cartographie complte descomparaisons et confrontations entre dcouvertes neuroscientifiques et thories delapprentissage. Pour promthenne quelle soit, lambition du prsent ouvrage nest pas de natureencyclopdique quant aux deux champs considrs. Les informations disponibles ne permettent
pas encore dtablir de manire exhaustive les paralllismes et les complmentarits entre les deuxdomaines. Lorsque cependant de telles comparaisons sont dores et dj possibles, elles sontbrivement mentionnes, pour ainsi dire de faon incidente. Ce travail de mise en relationsystmatique, qui devrait bientt tre de lordre du possible, reste entreprendre.
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I. INTRODUCTION
COMPRENDRE LE CERVEAU : NAISSANCE DUNE SCIENCE DE LAPPRENTISSAGE ISBN 978-92-64-02914-9 OCDE 2007 25
dits, qui dpassent le cadre de notre propos). Faire tat dhypothses nouvelles prsente
lavantage dindiquer des pistes pour la recherche venir. Enfin, et ce nest pas le moindre
mrite dune telle dmarche, apporter de leau au moulin de certaines approches ducatives
par le biais de faits solidement tablis par la science est loin dtre vain : nen pas douter, un
tel exercice confortera souvent des pratiques conventionnelles qui jusquici manquaient
cruellement de fondements scientifiques. loccasion cependant, on dcouvrira galementque certaines pratiques sont disqualifies par lapproche neuroscientifique. Ainsi, certains
dbats qui agitent le monde de lducation, parfois depuis toujours, sen trouveront-ils
dpasss. Dautres au contraire seront enrichis par les nouveaux lments mis au jour.
Dautres pistes, dautres perspectives souvriront pour amliorer les mthodes traditionnelles.
Ce livre est conu de telle manire que le lecteur puisse choisir de ne lire que tel ou tel
chapitre sil le souhaite. On sest donc efforc de rendre chaque chapitre lisible de faon
indpendante. Bien entendu, une telle ambition ne vas pas sans quelques inconvnients :
le lecteur qui parcourra le rapport in extensoy trouvera parfois quelques redites. On ne peut
pas tout avoir. Merci de votre comprhension !
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ISBN 978-92-64-02914-9Comprendre le cerveau : naissance dune science de lapprentissage OCDE 2007
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PARTIEI
Chapitre 1
Un abcdaire du cerveau
La connaissance est le seul bien; lignorance
est le seul mal.
Socrate
Ne pas savoir est mauvais. Ne pas vouloir
savoir est pire. (Proverbe africain)
Ce chapitre offre un abcdaire du cerveau . Les contenus du prsent rapport,
dtaills dans les chapitres suivants, sont ici rsums et prsents en ordre
alphabtique sous formes de mots et concepts cls. On part donc de Apprentissageet Bases neurales, pour terminer avec Variabilit, Wcomme travail et XYZ.
Le lecteur peut choisir les entres qui lintressent particulirement, et se rfrerdirectement aux points correspondants, dans les chapitres qui offrent un spectre
la fois plus large et plus prcis des thmes ici abords. Ce chapitre est pertinent pour
toutes celles et tous ceux qui sont attirs par le carrefour entre sciences de
laprentissage et recherche sur le cerveau quils soient apprenants, parents,
enseignants, chercheurs ou dcideurs poltiques.
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I.1. UN ABCDAIRE DU CERVEAU
COMPRENDRE LE CERVEAU : NAISSANCE DUNE SCIENCE DE LAPPRENTISSAGE ISBN 978-92-64-02914-9 OCDE 200728
ApprentissageLapproche neuroscientifique du phnomne dapprentissage offre un cadre thorique
scientifique dans lequel peuvent sinscrire les pratiques ducatives. Ce champ en pleine mergence
pose, au fur et mesure, les bases de la science de lapprentissage .
Un tre vivant est constitu dun grand nombre de niveaux dorganisation. En
consquence, un mme processus peut se dfinir diffremment en fonction du niveau
auquel on se place. Cest le cas du processus dapprentissage, dont la dfinition varie selon
la perspective de celui qui le dcrit.
Du cellulaire au comportemental, la divergence des dfinitions rend compte du
contraste entre les neurosciences et les sciences de l ducation. Pour les
neuroscientifiques, lapprentissage est un processus crbral en raction un stimulus,
alliant perception, traitement et intgration de linformation. Pour les ducateurs, il sagit
dun processus actif conduisant lacquisition de connaissances et entranant un
changement de comportement persistant, mesurable et spcifique.
Bases neurales du phnomne dapprentissageLa dfinition de lapprentissage valide par les neuroscientifiques lie ce processus un
substrat biologique. Lapprentissage, de ce point de vue, rsulte de lintgration de toutes lesinformations perues et traites. Cette intgration est alors matrialise par des modifications
structurelles au sein du cerveau : des changements microscopiques ont lieu, qui permettent
chaque information traite de laisser une trace physique de son passage.
Il apparat utile, et mme ncessaire, aujourdhui, que les ducateurs (et, de manire gnrale,
tout individu impliqu dans lducation) acquirent des connaissances quant aux bases scientifiques
du phnomne dapprentissage.
CerveauBien que jouant un rle fondamental, le cerveau demeure partie dun tout. Lindividu nest pas
rductible cet organe car le cerveau est en constante interaction avec le reste du corps.Le cerveau est lorgane sige des facults mentales. Il assure, la fois, les fonctions vitales
en contrlant le rythme cardiaque, la temprature corporelle, la respiration, etc., et les
fonctions dites suprieures telles que le langage, le raisonnement ou encore la conscience.
Cet organe comprend deux hmisphres (gauche et droit) dont la surface se divise
pour chacun en lobes (occipital, parital, temporal et frontal) voir une description plus
complte dans le chapitre 2.
Les principaux composants du tissu crbral sont les cellules gliales et nerveuses
(neurones). Le neurone est considr comme lunit fonctionnelle de base du cerveau,
qualit confre par son importante interconnectivit et sa spcialisation en matire decommunication. Les neurones sont organiss en rseaux fonctionnels localiss dans
diffrentes aires du cerveau.
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I.1. UN ABCDAIRE DU CERVEAU
COMPRENDRE LE CERVEAU : NAISSANCE DUNE SCIENCE DE LAPPRENTISSAGE ISBN 978-92-64-02914-9 OCDE 2007 29
DveloppementLe cerveau volue se dveloppe tout au long de la vie. Ce dveloppement dpend la
fois de la biologie et de lexprience (voir chapitre 2). Les tendances gntiques interagissent
avec lexprience pour dterminer la structure et le fonctionnement du cerveau tout
moment. En raison de cette interaction permanente, chaque cerveau est unique.Mme sil existe un large spectre de diffrences individuelles dans le dveloppement
crbral, le cerveau possde des caractristiques en lien avec lge qui peuvent avoir
dimportantes consquences pour lapprentissage. Les scientifiques commencent
cartographier ces changements lis la maturation, et comprendre comment la biologie
et lexprience interagissent pour guider le dveloppement.
Comprendre le dveloppement crbral dun point de vue scientifique pourrait avoir
dimportantes consquences sur les pratiques ducatives. Au fur et mesure que la science dcouvre
les changements crbraux lis lge, les ducateurs seront en mesure dutiliser linformation
disponible pour faire significativement voluer la didactique, de faon la rendre plus efficace en
sassurant quelle entre davantage en rsonance avec lge des apprenants.
motionsLes aspects motionnels ont longtemps t ngligs au sein de lducation institutionnelle. Les
rcents apports neuroscientifiques contribuent remdier cette carence, en dmontrant la place de
la dimension motionnelle dans les apprentissages (voir chapitre 3).
Les motions, dissocier des affects qui ne sont que leur interprtation consciente,
relvent de phnomnes crbraux et sont ncessaires ladaptation et la rgulation du
comportement humain.
Ce sont des ractions complexes que lon dcrit gnralement suivant troiscomposantes : un tat mental particulier, un changement physiologique et une impulsion
agir. Ainsi, face une situation perue comme dangereuse, les ractions engendres par
cette situation seront simultanment : une activation crbrale spcifique du circuit
dvolu la peur, lexpression corporelle de la peur traduite par lacclration du pouls, la
pleur et la sudation, et une raction de dfense ou de fuite ( fight or flight ).
Chaque motion correspond une unit fonctionnelle distincte et possde son propre
circuit crbral, impliquant des structures appartenant ce quon appelle le systme
limbique (galement appel sige des motions ), mais aussi des structures corticales,
plus particulirement le cortex prfrontal qui joue un rle capital dans la rgulation des
motions. La maturation du cortex prfrontal intervient dailleurs de faon particulirementtardive dans le dveloppement humain, puisque celle-ci ne prend fin quau cours de la
troisime dcennie de la vie. Ladolescence crbrale dure ainsi plus longtemps quon ne
lavait cru jusqu une poque trs rcente. Ce phnomne contribue donc expliquer
certains comportements : le cortex prfrontal ne peut compenser que tardivement, dans la
vie dun individu, les errements potentiels du systme limbique et ainsi remplir pleinement
son rle de rgulateur des motions.
Un change permanent rend indissociables les aspects physiologique, motionnel et
cognitif dun comportement. La force de ces liens explique lincidence majeure quont les
motions sur les apprentissages. Une motion perue comme positive, associe un
apprentissage, facilitera la russite, tandis quune motion perue comme ngative pourrainduire lchec.
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I.1. UN ABCDAIRE DU CERVEAU
COMPRENDRE LE CERVEAU : NAISSANCE DUNE SCIENCE DE LAPPRENTISSAGE ISBN 978-92-64-02914-9 OCDE 200730
Fonctions cognitivestudies diffrents niveaux, les fonctions cognitives bnficient de la richesse dun clairage
pluridisciplinaire. Ainsi, les neurosciences, la neuroscience cognitive et la psychologie cognitive
cherchent-elles, de faon complmentaire, comprendre ces processus.
La cognition se dfinit comme lensemble des processus qui permettent le traitementde linformation et la constitution des connaissances. Ces processus sont appels
fonctions cognitives . Parmi elles, les fonctions cognitives suprieures correspondent
aux processus les plus labors assurs par le cerveau humain. Elles ont merg lors de la
phase la plus rcente de lvolution du cerveau et ont leur sige principal dans le cortex,
structure particulirement dveloppe chez ltre humain (voir chapitre 2).
Parmi ces fonctions, on peut citer certains aspects de la perception, la mmoire,
lapprentissage mais aussi le langage, le raisonnement, la planification et la prise de dcision.
Gntique
On croit encore bien souvent un lien causal simple entre gntique et comportement.I
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