Comprendre Le Cerveau, Naissance d'Une Nouvelle Science d'Apprentissage

8/2/2019 Comprendre Le Cerveau, Naissance d'Une Nouvelle Science d'Apprentissage

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Confrence internationale OCDE/CERI Apprendre au XXIe sicle :recherche, innovation et politiques

Comprendre le cerveau :naissance dune science de lapprentissage

Nouveaux clairages sur lapprentissage apportspar les sciences cognitives et la recherche sur le cerveau

ORGANISATION DE COOPRATION ETDE DVELOPPEMENT CONOMIQUES

ORGANISATION FOR ECONOMICCO-OPERATION ANDDEVELOPMENT


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COMPRENDRE LE CERVEAU :NAISSANCE DUNE SCIENCE DE LAPPRENTISSAGE

Ce chapitre, extrait de la publication portant le mme titre, rassemble les messages cls et les implicationspolitiques potentielles, montrant en quoi la recherche neuroscientifique contribue dores et dj auxpolitiques et aux pratiques ducatives en termes dapprentissages. Les thmes abords comprennent :lapprentissage tout au long de la vie; le vieillissement; les approches holistiques en matire ducative; lanature de ladolescence; les ges propices certaines formes dapprentissage, en lien avec les programmes;le traitement des 3 D (dyslexie, dyscalculie, et dmence); et les problmes relatifs lvaluation et laslection, dans lesquels la neuroscience pourrait tre de plus en plus implique. On indique galement icidans quels domaines il apparat, la suite des chapitres prcdents, que la recherche en neuroscience delducation peut ou doit faire porter ses efforts venir.

Rsum

Aprs vingt ans dun travail de pointe en neurosciences, la communaut ducative prend consciencedu fait que comprendre le cerveau peut indiquer de nouvelles voies de recherche et amliorer politiqueset pratiques ducatives. Ce rapport constitue un panorama synthtique de lapprentissage inform par lefonctionnement crbral, et soumet des thmes cruciaux lattention de la communaut ducative. Il nepropose 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 etde lapprentissage; il indique galement des pistes explorer, et liste des implications politiques pour laprochaine dcennie.

La premire partie, Le cerveau apprenant , constitue le rapport proprement dit. Il est issu de septans danalyses et de travaux du projet Sciences de lapprentissage et recherche sur le cerveau du CERIde lOCDE. La seconde partie, Articles en coopration , contient trois rflexions portant sur le cerveauapprenant, durant la petite enfance, ladolescence et lge adulte respectivement. Chacun est luvre detrois experts, qui ont mis en commun exprience et connaissances pour runir les perspectives de laneuroscience et de lducation. Lannexe A est tire du site Internet interactif, ouvert la soci t civile etcomprenant un forum destin aux enseignants. Lannexe B prsente au lecteur les dernires avances enmatire 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 complexeset permet au lecteur de se rfrer aux chapitres correspondants pour plus de dtails. Le dbut du chapitresuivant 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 capacitdadaptation aux demandes de son environnement : la plasticit. Des connexions neuronales sont cres ourenforces, dautres sont affaiblies ou limines, selon les besoins. Lampleur de la modification dpend dutype dapprentissage effectu : lapprentissage long terme entrane des modifications plus profondes. Elledpend aussi du moment o lapprentissage a lieu : chez les bbs, la cration de nouvelles synapses se fait


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un rythme extraordinaire. Mais lun des messages les plus fondamentaux reste celui-ci : la plasticit estune caractristique fondamentale du cerveau tout au long de la vie.

Malgr cette plasticit permanente, il existe des priodes idales ou sensibles durant lesquelles unapprentissage donn prsentera une efficacit maximale. Pour les stimuli sensoriels (tels les sons dulangage) et pour certaines expriences motionnelles et cognitives (telle lexposition une langue), lespriodes sensibles sont assez brves et se situent un ge assez jeune. Dautres comptences (commelacquisition de vocabulaire) ne connaissent pas de priode sensible nette et peuvent tre apprises de faonoptimale tout au long de la vie.

Les images de cerveaux dadolescents montrent quils sont loin dtre arrivs maturit, et quilssubissent dimportantes modifications structurelles bien aprs la pubert. Ladolescence est une priodefondamentale pour le dveloppement motionnel, en raison de la grande quantit dhormones prsentesdans le cerveau; limmaturit du cortex prfrontal des adolescents joue sans doute un rle crucial danslinstabilit 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 niveaudactivit crbrale : on peut considrer cela comme une preuve dun traitement plus efficace. Mais lecerveau dcline quand on lutilise moins, ainsi que quand on vieillit. Des tudes ont montr quapprendrepeut limiter le dclin crbral : plus les personnes dge mr ont loccasion dapprendre (via des cours pouradultes, leur mtier ou des activits sociales), plus elles ont de chances de retarder lapparition de maladiesneurodgnratives, 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 facteurssimples et quotidiens qualit de lenvironnement social et des rapports humains, alimentation, exercicephysique et sommeil qui semblent tellement vidents quon a tendance ngliger leur importance. Enprtant attention ltat du cerveau et du corps, il est possible de mettre profit la plasticit crbrale et defaciliter lapprentissage. Il faut adopter une approche globale, qui tienne compte des liens troits entrebien-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 stressexcessif ou de peur intense, les processus neuraux de rgulation motionnelle sont perturbs, ce quidiminue 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. Quantaux motions positives, il est clair que lun des plus grands facteurs de motivation est ce sentimentdillumination qui se produit lorsquon comprend un nouveau concept; le cerveau ragit trs bien cettesensation. Lcole devrait faire en sorte que les enfants dcouvrent trs jeunes le plaisir de comprendre, serendant ainsi compte quapprendre est une exprience trs agrable.

Pour apprendre efficacement, il est trs important de savoir grer ses motions; lautorgulation estlune des comptences motionnelles et comportementales les plus importantes parmi celles qui sontncessaires lenfant comme ladulte dans leurs environnements sociaux. Les motions guident ouperturbent les processus psychologiques tels que la concentration ou la rsolution de problmes, etinfluencent les relations humaines. La neuroscience (appuye sur la psychologie cognitive et ltude du


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dveloppement de lenfant) commence identifier dimportantes rgions crbrales dont lactivit et ledveloppement sont en relation avec le self-control.

Langage, littratie et cerveauLe 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 lapprentissagepour de nombreux aspects des langues : en gnral, plus jeune est lapprenant, plus efficace estlapprentissage. La neuroscience connat mieux prsent les diffrences dans la faon dont enfants etadultes grent le langage au niveau crbral. Cela pourrait avoir dimportantes rpercussions sur lespolitiques ducatives concernant lenseignement des langues trangres, qui ne commence souvent quladolescence. Adolescents et adultes sont bien sr capables dapprendre une nouvelle langue, mais celaleur 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 denseignerla lecture combine linstruction dite syllabique et la mthode dite globale , limportance relative dechacune de ces approches devant tre fonction des caractristiques morphologiques de la langue concerne.

Une grande partie des circuits crbraux permettant la lecture est commune toutes les langues, maisil 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 diffrentsniveaux de transparence des orthographes : une langue non transparente comme langlais ou lefranais (cest-dire une langue dans laquelle la correspondance entre les sons et les lettres est trsvariable) soppose une langue transparente ( lorthographe plus cohrente , par exemple le finnois

ou le turc). Des structures crbrales spcifiques sont actives pour grer les aspects de la lecture propres chaque langue.

La dyslexie est trs rpandue et ignore les frontires culturelles et socio-conomiques. Elle est souventassocie des caractristiques corticales atypiques larrire de lhmisphre gauche et entrane desdifficults traiter les lments sonores de la langue. Sur le plan linguistique, les consquences en sontrelativement minimes (confusion des mots la prononciation similaire), mais les consquences pour lalittratie peuvent tre normes, car relier les phonmes aux symboles crits est indispensable toute lecturedans une langue alphabtique. La neuroscience ralise actuellement dimportantes avances, tant pour cequi est du diagnostic que pour ce qui est de la remdiation.

Numratie et cerveau

La numratie, comme la littratie, est cre dans le cerveau via une synergie entre biologie etexprience. Lvolution a dvelopp certaines structures crbrales pour traiter le langage; de la mmefaon il en existe dautres permettant une perception quantitative. Et, toujours comme pour le langage, lesstructures gntiquement prvues ne suffisent pas grer les mathmatiques; elles travaillent encoordination avec dautres circuits neuraux, non prvus pour la numratie mais adapts au traitement decelle-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 beaucoupprogress ces dix dernires annes. On sait aujourdhui queffectuer des oprations simples ncessite lacollaboration de nombreuses structures situes dans diffrentes rgions du cerveau. La simple


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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 dechoses sur les mathmatiques avances, mais il semble que les circuits activs par des oprationscomplexes soient au moins partiellement distincts.

Comprendre les voies dveloppementales qui permettent laccs aux mathmatiques dunpoint de vuecrbral peut faciliter la mise au point des mthodes didactiques. Des mthodes diffrentes peuventdboucher sur la cration de voies neurales plus ou moins efficaces : lapprentissage par rptition cre descircuits neuraux moins efficaces que lapprentissage par stratgie. La neuroscience montre la supriorit demthodes qui permettent 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 lvaluationformative.

Les fondements neuraux de la dyscalculie lquivalent mathmatique de la dyslexie sont encorepeu connus, mais ltude des caractristiques biologiques associes des troubles mathmatiques prcissuggre que les mathmatiques ne sont pas une construction purement culturelle : elles sont rgies par desstructures crbrales spcifiques qui doivent fonctionner correctement. Les circuits neuraux dont ladficience cause la dyscalculie peuvent probablement tre rtablis grce des interventions cibles, enraison 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 faondont on apprend. leur base, on trouve souvent un fait scientifiquement exact, ce qui les rend plus difficile

identifieret rfuter. Ils sont incomplets, exagrs, voire totalement faux : il faut donc les disqualifier,de peur que le systme scolaire ne se fourvoie.

Pour chaque mythe ou groupe de mythes, on tudie la faon dont il est apparu dans la consciencepopulaire, 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 sont

indispensables .

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 !


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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 pascommuniques des entreprises ou des institutions scolaires? Plus la technologie permettra didentifierdes caractristiques auparavant secrtes et indcelables, plus il faudra tre vigilant sur leurs utilisationsdans le domaine ducatif.

Utilisation de produits qui agissent sur le cerveau : La limite entre usage mdical et usage non mdicalnest pas toujours vidente. La question se pose surtout quand des individus sains absorbent des substancesqui agissent sur ltat et le fonctionnement de leur cerveau. Les parents doivent-ils avoir le droitdadministrer leurs enfants des produits pour amliorer leurs performances scolaires, avec les risques

associsde 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 desmachines distance. Mais ces mmes technologies pourraient permettre de contrler le comportement desgens, ce qui est bien sr source dinquitudes.

Une approche trop scientifique de lducation ? La neuroscience peut apporter un clairage trsutile, mais si par exemple les bons enseignants taient reprs grce limpactquils ont sur le cerveaude leurs lves, le scnario serait bien diffrent : on courrait le risque de crer un systme ducatif quireposerait 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 meilleuresconditions possibles, elle doit tre trans-disciplinaire (utile la fois aux communauts scientifique etducative) et internationale. Il est indispensable dtablir une mthodologie et un vocabulaire communs. Ilsagit dtablir une relation rciproque entre pratique ducative et recherche sur lapprentissage, similaire la relation entre mdecine et biologie, en crant et en entretenant un change dinformations bidirectionnelet 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 derecherche en science et technologie pour la socit de lAgence japonaise de la science et de latechnologie (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 permettentdinformer politiques et pratiques ducatives : sur bien des sujets, la neuroscience confirme des lmentsdj connus et observables dans la vie quotidienne, mais elle permet de passer de la simple corrlation lacausalit (comprendre les mcanismes luvre dans des processus familiers), ce qui facilite llaborationdapprochesefficaces. Sur dautres sujets, la neuroscience gnre de nouvelles connaissances et ouvre denouvelles pistes.


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Les recherches sur le cerveau apportent des lments neuroscientifiques importants qui permettent defavoriser 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 la vie, et que plus on continue dapprendre, mieux onapprend.

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 (audel des lmentsconomiques si importants dans llaboration des politiques ducatives). La neuroscience est en train demontrer que lapprentissage est trs utile pour remdier la dmence snile, un problme capital dans nossocits.

Le besoin dapproches globales, prenant en compte linterdpendance du corps et de lesprit, delmotionnel et du cognitif : prendre conscience de limportance du cerveau ne veut pas dire quon nesintresse plus quaux aspects cognitifs et aux performances. Au contraire, il ressort quel point il

importe dadopter une approche globale, qui tienne compte des liens troits entre bien-tre physique etintellectuel, aspects motionnels et cognitifs, esprit analytique et capacits cratrices.

Comprendre ladolescence la puissance est l, mais pas le contrle : il est trs important decomprendre ladolescence, car cest un ge cl en matire ducative, et ce qui se passe ce moment-l chezun individu a gnralement des consquences pour toute sa vie ultrieure. Les adolescents ont descapacits cognitives trs dveloppes ( la puissance est l ), mais nont pas encore atteint la maturitmotionnelle ( mais pas le contrle ). On ne doit certes pas en conclure quil faille ncessairementattendre lge adulte pour prendre des dcisions importantes pour lavenir. En revanche, il serait plus quesouhaitable que les choix effectus cette priode de la vie ne soient pas dfinitifs, et puissent tremoduls plus tard.

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 donn doit se faire, mais des priodes sensibles , durant lesquelles unapprentissage sera plus efficace (lapprentissage langagier est ici tudi de prs). Ce rapport soulignelimportance de bases solides pour lapprentissage tout au long de la vie, donc insiste sur lducation desjeunes enfants et la matrise des comptences de base.

Faire en sorte que la neuroscience contribue rsoudre les principaux problmes auxquelslapprentissage est confront, y compris les 3 D: dyslexie, dyscalculie, dmence. On a longtemps ignorles causes de la dyslexie, par exemple ; mais aujourdhui on sait quelle est principalement due une atypiedu cortex auditif (voire peut-tre, dans certains cas, du cortex visuel), et on arrive lidentifier chez desenfants 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 : laneuroimagerie peut grandement faciliter lidentification des caractristiques dapprentissage dun individu,et permettrait de personnaliser les mthodes dvaluation. Cela dit, elle pourrait aussi dboucher sur desmoyens 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 programmeexhaustif, mais des conclusions tires du prsent rapport. Ce programme de recherche qui a pour but demieux comprendre les moments optimaux pour chaque type dapprentissage, le dveloppement et largulation des motions, linfluence des outils et de lenvironnement, et le traitement du langage et des


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mathmatiques conduirait la naissance dune nouvelle science de lapprentissage, sciencencessairement trans-disciplinaire.

Cest sur cette aspiration que ce rapport sachve, et cest elle qui lui donne son titre. Nous espronsquil 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.

Conclusions et Perspectives davenir

Aprs sept ans de travail sur une activit aussi novatrice que les sciences de lapprentissage, il seraittentant dexagrer les rsultats obtenus, et facile de rclamer des recherches plus approfondies avant deformuler des conclusions. Il est vrai, cependant, que de plus amples tudes sont ncessaires, et des pistesimportantes sont suggres cidessous. Il est vrai galement que ce chapitre de conclusion cherche viterde formuler des recommandations premptoires. Ce domaine de recherche est encore trop rcent et lesliens entre la neuroscience et lenseignement sont trop complexes et incertains pour que cela puisse se

justifier. Il est rare que les rsultats neuroscientiques, aussi riches et prometteurs soient-ils, permettent deprouver le bien-fond de pratiques et de politiques particulires. En effet, une des leons tirer de notretravail leon dj claire dans le rapport de 2002 (Comprendre le cerveau : vers une nouvelle science delapprentissage) est quil faut se mfier des approches simplistes ou rductionnistes, qui, pour plaire auxmdias ou sembler rentables, trahissent nanmoins les conclusions scientifiques.

Ce chapitre reprend les grands thmes et les conclusions de la rflexion qui prcde. On peut proposerdes ides et des questions rsoudre, qui permettraient de lancer ou de renouveler les dbats surlvolution de nos systmes ducatifs. Si nous assistons la naissance dune science de lapprentissage, desides et des arguments nouveaux apparatront rapidement et pourront changer beaucoup de choses. Il nestcependant pas indispensable dattendre. Lune des missions du CERI a toujours t daider les pays delOCDE rflchir lavenir. Si les conclusions formules ici sont assez gnrales, cest prcisment pour

crer llan ncessaire lexploration de limmense territoire dcrit dans les chapitres prcdents.

Messages cls et conclusions

Les plus importantes rvolutions scientifiques supposent toutes, et cest leur seul point commun,de dtrner larrogance humaine, de la faire descendre, un pidestal aprs lautre, de ses

convictions antrieures quant la place centrale que nous occupons dans le cosmos.

Stephen Jay Gould

La neuroscience de lducation dbouche sur des connaissances prcieuses etneuves, qui permettent

dinformer politiques et pratiques ducatives.

Cet ouvrage traite une vaste gamme de sujets de lapprentissage des bbs celui des personnesges, des connaissances sur un sujet prcis ltude des motions et de la motivation, de la remdiation la comprhension globale des processus dapprentissage , ce qui montre la richesse et la varit de ce quela neuroscience peut apporter aux politiques et aux pratiques ducatives. Cette contribution adoptediffrentes formes.

Sur bien des sujets, la neuroscience utilise des conclusions dj tablies par dautres moyens : tudespsychologiques, observations in vivo ou tudes de rsultats. Les exemples repris dans ce volumerle delalimentation dans lamlioration des rsultats scolaires, importance de la confiance en soi et de lamotivation, etc.ne sont pas nouveaux. Nanmoins, lapport de la neuroscience est important mme dansdes sujets dj bien connus, car :


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Elle permet dtablir la causalit, et pas seulement la corrlation, et permet de quitter le domainede lintuition et de lidologie pour celui de la preuve scientifique ;

Elle peut aider informer des interventions et des solutions efficaces, en explicitant lesmcanismes responsables des lments observs.

Mais sur dautres sujets, la neuroscience gnre de nouvelles connaissances et ouvre de nouvellespistes. Ainsi, connatre le fonctionnement du cerveau est indispensable pour dterminer les diffrents typesdactivation crbrale apparaissant chez les spcialistes dun domaine et non chez les novices (ce qui est unmoyen dtudier la comprhension, le savoir-faire et la matrise de comptences), ou pour tudier en quoilapprentissage peut tre une stratgie efficace pour combattre le dclin d au vieillissement, ou encorepour comprendre pourquoi des troubles de lapprentissage apparaissent chez des individus qui dansdautres domaines ducatifs nont aucun problme particulier.

Un troisime rle de la neuroscience est de dissiper les neuromythes (voir chapitre 6). Les

connaissances distordues sont dangereuses pour les pratiques ducatives srieuses, auxquelles on risque deprfrer des formules la mode ou des grandes thories aussi fumeuses quphmres.

Parmi les autres contributions importantes de la neuroscience dans le domaine ducatif, on trouve :

Les tudes qui approfondissent les connaissances de base sur lapprentissage en tant quaspectcentral de la vie humaine et sociale, en transcendant les diffrentes institutions ducatives ;

Les mthodes permettant de rvler des particularits non apparentes, afin de proposer desmoyens de remdiation par exemple pour surmonter des troubles de lapprentissage de lalecture, ou une dyscalculie. Ces mthodes pourraient aussi permettre de slectionner lesindividus, damliorer leurs performances ou den exclure certains, ce qui soulve de bien

pineuses questions thiques abordes dans le chapitre 7;

La capacit (avec dautres disciplines) clairer la conception de pratiques ducatives, surtout ence qui concerne lquilibre entre, dun ct, la meilleure faon dapprendre et le meilleur momentpour apprendre, et, de lautre, lorganisation traditionnelle des institutions scolaires. On peut sedemander si, aujourdhui, on tient suffisamment compte de ce qui a t tabli ce sujet.

Les recherches sur le cerveau apportent les preuves neuroscientifiques qui permettent de soutenir la

notion dapprentissage tout au long de la vie, et confirmentquil est toujours bnfique dapprendre,

surtout pour des populations vieillissantes.

Lune des principales dcouvertes dans le domaine de lapprentissage est la remarquable plasticit

du cerveaucette capacit sadapter, voluer en fonction de lexprience et des besoins, et laguerdes lments devenus inutiles, qui se maintient durant toute la vie, et jusqu un ge bien plus avanc quece quon croyait nagure. Les pressions environnementales sont la cl de la plasticit : plus on apprend,plus on peut apprendre. Loin de soutenir lide quil faut surtout duquer les jeunes mme sil est vraique ceux-ci disposent dun fabuleux potentiel dapprentissage , la neuroscience a montr quelapprentissage se fait tout au long de la vie, et que plus on continue dapprendre, mieux on continuedapprendre.

Le besoin dlments de preuves sur lesquels fonder politiques et pratiques se fait plus pressant; il estdonc de plus en plus important de bien comprendre les bnfices connexes de lducation, au -del descritres conomiques qui dominent si souvent les analyses poli tiques. Un nombre croissant dlmentsprouvent que la participation lapprentissage peut avoir dimportantes consquences sur la sant ou la


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participation citoyenne dune population (voir ce sujet les travaux du CERI sur Mesurer les retombessociales de lducation ). Le prsent rapport montre lensemble des bnfices quapporte lapprentissage :les problmes cruciaux, et coteux, poss par la dmence snile (dautant plus sensibles dans des pays

touchs par le vieillissement de leur population), peuvent tre nettement rduits grce des techniquesdapprentissage identifies par la neuroscience.

Lamlioration des diagnostics, la possibilit de pratiquer une activit physique, des traitementsmdicamenteux adapts et surveills, et de bonnes interventions ducatives peuvent, ensemble, nettementfavoriser le bien-tre global et prvenir le dclin li lge chez les seniors.

Il nous faut des approches globales prenant en compte linterdpendance du corps et de lesprit, de

lmotionnel et du cognitif

tant donn limportance accorde aux performances cognitives lintrieur de chaque pays, et unniveau international , le risque est grand dadopter une conception rductrice du rle de lcole. Prendre

conscience de limportance du cerveau ne veut pas dire quon ne sintresse plus quaux aspects cognitifset aux performances. Au contraire, cela fait comprendre quel point il importe dadopter une approcheglobale, qui tienne compte des liens troits entre bien-tre physique et intellectuel, aspects motionnels etcognitifs, esprit analytique et capacits cratrices.

On connat de mieux en mieux les effets de la nutrition, de lactivit physique et du sommeil sur lecerveau, donc leur influence sur lapprentissage. Chez les seniors, lactivit cognitive (jouer aux checs oufaire des mots croiss, par exemple), lactivit physique et le maintien de rapports sociaux favorisentlapprentissage et peuvent retarder la dgnrescence crbrale (voir le chapitre 2).

Ce rapport montre non seulement limportance des motions pour le fonctionnement crbral, maisaussi linfluence que chaque motion exerce sur toutes les autres. Pour lducation, il importe surtout

dtudier le stress et la peur (il a t tabli que ceux-ci rduisent les capacits analytiques), et de fairecomprendre que les motions positives permettent au cerveau de mieux fonctionner.

Cest vrai aussi bien pour des apprenants adultes, mal laise de retourner sur les bancs de lcole ,que pour des jeunes qui arrivent dans le secondaire ou luniversit et ont du mal sadapter. Ces sujetstouchent aux questions de justice sociale et dquit, car la peur dchouer, le manque de confiance en soiet des problmes comme lanxit mathmatique (voir chapitres 3 et 5) ont plus de cha nce de toucherdes apprenants issus des milieux moins favoriss.

Il nous faut mieux comprendre ladolescence : la puissance est l, mais pas le contrle

Ce rapport montre ce quest ladolescence du point de vue du dveloppement crbral, et surtout de la

maturation motionnelle.

Lapport de la neuroscience sur ltude de ladolescence est particulirement important, car cettepriode est cruciale sur le plan ducatif. Cest ladolescence que lon frquente lenseignementsecondaire, priode laquelle on doit prendre des dcisions fondamentales dont les consquences(personnelles, ducatives et professionnelles) seront trs lourdes. Cest un ge o les capacits cognitivessont certes bien dveloppes ( la puissance est l ), mais o les individus nont pas encore atteint lamaturit motionnelle ( mais pas le contrle ).

On ne doit certes pas en conclure quil faut attendre lge adulte pour prendre ces dcisions. Enrevanche, il serait important que les choix effectus ne soient pas dfinitifs et puissent tre moduls plustard. Il faut mieux dterminer les diffrentes occasions dapprentissage ultrieur (formelles et informelles)

et mieux identifier les trajectoires de maturation ladolescence.


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La neuroscience a galement dvelopp le concept de rgulation motionnelle . Pour apprendreefficacement, il faut savoir grer ses motions. La rgulation motionnelle recouvre des lmentscomplexes tels que les capacits dattention, de rsolution de problmes et dtablissement de relations

sociales. tant donn que les adolescents contrlent mal leurs motions, et quil importe de favoriser leurmaturation motionnelle, il pourrait tre judicieux de rflchir lintroduction de la rgulationmotionnelle dans les programmes scolaires.

Il nous faut considrer le facteur temps et la priodicit lorsque lon traite de programmes

Les travaux de psychologues comme Piaget ont durablement influenc notre conception delapprentissage et du dveloppement individuel. La neuroscience de lducation permet aujourdhui deprciser les modles de Piaget (y compris de mettre en vidence les capacits dont les bbs disposentdj), tout en aidant mieux comprendre limportance du facteur temps grce ltude des priodes sensibles .

Le message exprim dans ce rapport est nuanc : il nexiste pas de priodes critiques durantlesquelles un apprentissage donn doit absolument intervenir, et dailleurs la notion de plasticit tout aulong de la vie indique quon peut apprendre tout ge; en revanche, on connat mieux les caractristiquesdes priodes dites sensibles , et les ges auxquels un individu est particulirement rceptif telle outelle activit dapprentissage.

Nous nous sommes surtout occups de lexemple des apprentissages langagiers, car ce sujet estfondamental dans des socits de plus en plus tournes vers lextrieur. En rgle gnrale, plus tt oncommence apprendre une langue trangre, plus efficace sera lapprentissage. Lactivit crbraledclenche par cet apprentissage nest pas la mme chez les bbs, chez les enfants et chez les adultes :globalement, plus on vieillit, plus le nombre daires crbrales impliques augmente, et moinslapprentissage est efficace. Cela dit, les adultes sont malgr tout parfaitement capables dapprendre une

langue trangre.

Ce rapport a galement dissip le mythe aux termes duquel lapprentissage de langues trangresserait nocif la matrise de la langue maternelle. En effet, un enfant qui apprend une autre langue amlioreaussi ses comptences dans sa langue maternelle.

Ces questions sont importantes pour lducation. Les dcouvertes quelles ont suscites permettentdclairer la rflexion sur les meilleurs moments pour entreprendre certains apprentissages, en fondantcelle-ci sur la science et non sur la tradition. Elles montrent dautre part quil est trs important de disposerde bases solides pour lapprentissage tout au long de la vie : lducation des jeunes enfants et la matrisedes comptences de base ne sont donc pas seulement des fins en soi, mais reprsentent un investissementpour lavenir.

Paralllement, ce rapport montre quil est dangereux de surestimer linfluence des trois premiresannes de vie sur lapprentissage ultrieur (voir chapitre 6).

La neuroscience peut constituer un apport crucial aux grands dfis auxquels lducation est confronte

Cest en ce qui concerne les 3 D dyslexie, dyscalculie, dmence que les apports de laneuroscience pour le diagnostic et llaboration de techniques de remdiation sont les plus visibles.

Dyslexie : jusqu une poque rcente, on ne connaissait pas lorigine de la dyslexie. On saitaujourdhui quelle est principalement due une atypie du cortex auditif (ou, parfois peut -tre, du cortexvisuel). On peut prsent identifier les caractristiques de la dyslexie chez de trs jeunes enfants. La


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remdiation est souvent dautant plus efficace que lenfant est jeune, mais elle reste possible chez lesindividus plus gs.

Dyscalculie : on sait prsent que ses causes sont comparables celles de la dyslexie, mais lesdiagnostics prcoces sont moins dvelopps, et les interventions se font donc plus tard.

Dmence : nous avons dj cit les dcouvertes fondamentales concernant les liens entre dmence etapprentissage. Ce dernier est clairement identifi comme un moyen efficace de prvention qui permetentre autres de retarder lapparition des symptmes de la maladie dAlzheimer, et den diminuer la gravit.

Plus gnralement, en ce qui concerne la littratie (voir chapitre 4), limportance simultane dutraitement phonologique et du traitement smantique direct lors de la lecture en anglais permet de supposerquune mthode mixte est la plus adapte pour apprendre lire dans des langues alphabtiques nontransparentes. Pour les langues transparentes, la neuroscience semble confirmer que les mthodessyllabiques sont les plus adaptes. Il sera intressant de comparer les processus dacquisition de la lecture

entre langues alphabtiques et non-alphabtiques.Quant la numratie (voir chapitre 5), les hommes ayant une tendance inne comprendre le monde

en termes mathmatiques, lenseignement devrait utiliser le sens informel des nombres pour construire descomptences plus complexes. Nombres et espace sont troitement lis au niveau crbral; les mthodespdagogiques qui unissent nombres et espace sont donc trs efficaces.

Une valuation plus personnalise pour amliorer lapprentissage, non pour slectionner et exclure

Dans le domaine ducatif, le potentiel des techniques dimagerie crb rale est immense, mais poseaussi des questions thiques trs importantes. Les connaissances sur le fonctionnement du cerveau, et surles manifestations physiologiques des comptences et des savoir-faire, peuvent tre utilises au niveau des

institutions pour rflchir aux pratiques ducatives traditionnelles et chercher les optimiser. La plupartdes mthodes dvaluation, qui permettent de russir par le bachotage, ne sont pas adaptes aufonctionnement rel du cerveau, et sont inefficaces moyen et long terme.

Mais, dune manire moins gnrale, les dcouvertes neuroscientifiques pourraient aussi treappliques au niveau de lindividu : pour dterminer par exemple si un lve a rellement compris un sujet,ou pour valuer son niveau de motivation ou danxit. Bien utilise, cette possibilit offrirait un outil dediagnostic trs prcieux lors dvaluations formatives (OCDE, 2005) et pour lapprentissage personnalis.

ce sujet, on doit noter que beaucoup de pays cherchent personnaliser programmes et pratiquesducatives (OCDE, 2006). La neuroimagerie peut grandement faciliter cette personnalisation. Dans lemme temps, des tudes montrent que les caractristiques individuelles sont loin dtre fixes :

linteraction entre gntique, exprience et plasticit est permanente, et la notion de capacits chez unindividu doit tre envisage avec prcaution.

Cela dit, les applications individuelles de la neuroimagerie peuvent dboucher sur des techniques deslection et dexclusion plus puissantesque celles que nous connaissons aujourdhui. Un CV biologique serait trs dangereux et trs tentant pour les universits ou les employeurs. Il sagirait dun vraidtournement dun outil utile et prcieux, dont lusage des fins non souhaitables pe rmettrait de refuserdes lves ou des candidats dont le potentiel serait jug insuffisant (alors mme que la plasticitcrbrale montre combien les capacits dapprentissage peuvent se dvelopper). Une conception troptroitement scientifique de lducation, telle que dcrite au chapitre 7, utilise pour slectionner tudiantset enseignants, serait pour beaucoup de gens une vritable catastrophe.


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Les grands thmes de recherche venir

Si nous accordons quelque valeur la recherche de la connaissance, nous devons tre libres

daller jusquau bout, o que cette qute nous mne.Adlai E. Stevenson Jr.

Nous ne prtendons pas que les domaines cits ci-dessous soient exhaustifs; mais lanalyse de notrerapport a permis de les dfinir comme questions prioritaires. Certains sont encore trs peu tudis et ontgrand besoin dtre approfondis.

Il sagit galement dtablir un programme de recherche portant sur lducation, et non plus seulementsur des aspects mdicaux (qui jusquici ont naturellement t les plus abondamment traits). Lacommunaut neuroscientifique doit comprendre combien elle peut clairer lapprentissage et lducation,domaines qui nous concernent tous, du plus au moins performant, du bb au trs vieux monsieur.

Mieux connatre les priodes les plus appropries chaque forme dapprentissage, surtout pourdes adolescents ou des adultes dont les connaissances de base ne sont pas assez solides (voir letableau du chapitre 2). Cela inclut les priodes sensibles durant lesquelles la capacitdapprentissage est son apoge, dans des domaines prcis comme lapprentissage langagier.

Comprendre linteraction entre augmentation des connaissances et diminution des fonctionsexcutives et de la mmoire. Mieux tudier le processus de vieillissement, non seulement chez lespersonnes ges mais aussi chez les adultes, la fois quant la capacit dapprentissage et quantau rle de lapprentissage pour retarder les effets indsirables du vieillissement.

Mieux connatre les motions prsentes dans le cerveau. Des tudes psychologiques et parneuroimagerie permettraient dtudier les mcanismes neurobiologiques lis limpact du stresssur lapprentissage et la mmoire, et les facteurs permettant de le rduire ou de le supprimer. Ilserait bon dtudier prcisment la faon dont le cerveau motionnel des adolescents interagitavec diffrents types denvironnement et de salles de classe.

Mieux comprendre en quoi les conditions de laboratoire influencent les rsultats obtenus, ainsique lapplicabilit et la transfrabilit des rsultats dans des conditions autres que celles dedpart. Il faut analyser de manire fine le rle et limportance dun matriel pdagogique et dunenvironnement adapts, de faon mettre fin aux interrogations binaires ou simplistes (Lenvironnement a-t-il ou non une influence sur lapprentissage? )

Continuer tudier en quoi un rgime alimentaire adapt favorise un bon dveloppementcrbral; poursuivre les tudes portant directement sur le domaine ducatif. De mme pourlactivit physique, le sommeil, la musique et lexpression artistique et crative.

Beaucoup plus tudier quels types dapprentissage ncessitent une interaction sociale, etsintresser davantage limportance des diffrences culturelles. Cette question peut tresubdivise ainsi : diffrences dmographiques (surtout en fonction du sexe des apprenants) etdiffrences socioculturelles. Cest potentiellement trs dangereux, et la neuroscience ne doitsurtout pas servir justifier des strotypes racistes ou sexistes.

clairer des itinraires multi-dimensionnels dbouchant sur la mme comptence par deschemins diffrents (pour la lecture par exemple). Il faut pour cela tudier les situations


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dapprentissage relles, cest--dire sintresser la lecture de phrases compltes et non de motsisols, voire de lettres.

Poursuivre la cartographie des mathmatiques au niveau crbral, qui repose, et cela sembleparadoxal, dune part sur des capacits et des fonctions crbrales distinctes et dautre part surlinterconnectivit. Il serait trs utile de dterminer des stratgies permettant de surmonter lanxit mathmatique .

Comparer les diffrentes activits crbrales rseaux neuraux, fonctions cognitives et mmoirechez des spcialistes dun domaine, chez des apprenants de niveau moyen, et enfin chez desindividus confronts de rels problmes. Cela permettrait de mieux dfinir ce quest unapprentissage russi, et aussi de dvelopper des mthodes denseignement efficaces et cibles.

Naissance dune science de lapprentissage

De rcentes avances en neuroscience ont fourni des lments importants pour lducation. Enparallle, la recherche en sciences de lducation a accumul un grand nombre de donnes relatives lapprentissage. Il est vident que la neuroscience pourrait apporter une dimension nouvelle et importante ltude de lapprentissage, et que ce que les ducateurs en savent pourrait aider la neuroscience traiter desquestions les plus pertinentes. Mais les deux domaines sont dj bien en place, leurs cultures sontsolidement ancres, leurs mthodes et leur langage sont spcifiques, et les spcialistes dun domaine ontbeaucoup de mal utiliser les connaissances de lautre. La cration dun champ transdisciplinairepermettrait de runir les diffrentes communauts et leurs perspectives propres. Il faut tablir une relationrciproque, semblable au lien entre biologie et mdecine, afin dalimenter lchange continu etbidirectionnel dinformations, ncessaire une pratique ducative informe par ce quon sait dufonctionnement crbral et fonde sur les lments scientifiques dont on dispose. Chercheurs et praticienspeuvent collaborer pour dterminer des thmes de recherche pertinents, et rflchir ensemble sur les

implications des rsultats obtenus. Lorsque des mthodes ducatives issues de la recherche sur le cerveauseront mises en place, les praticiens devront toujours en tudier lefficacit et alimenter le travail deschercheurs en leur rapportant les rsultats obtenus en classe. La cration de lieux o pratique ducative etrecherche sont intimement lies semble une excellente faon de stabiliser le travail transdisciplinaire.

La neuroscience de lducation peut participer la cration dune vritable science de lapprentissage.Elle pourrait mme servir de modle la formation dautres champs transdisciplinaires. Nous esprons quecette publication contribuera faire natre une vritable science de lapprentissage, qui sera un modle defusion transdisciplinaire.


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RFRENCES

OCDE (2002), Comprendre le cerveau : vers une nouvelle science de lapprentissage, OCDE, Paris.

OCDE (2005), Lvaluation formative : pour un meilleur apprentissage dans les classes secondaires,OCDE, Paris.

OCDE (2006), Personnaliser lenseignement, OCDE, Paris.

OCDE (2007), Comprendre le cerveau : naissance d'une science de l'apprentissage, OCDE, Paris.

Documents

Comprendre Le Cerveau, Naissance d'Une Nouvelle Science d'Apprentissage