En quoi mieux connaître le cerveau peut-il nous aider à mieux enseigner ?

Steeve Masson, chercheur canadien en neuroéducation et enseignant à l’Université du Québec à Montréal, propose de répondre à la question : en quoi mieux connaître le cerveau peut-il nous aider à mieux enseigner ? La vidéo dans laquelle il intervient dure 1 heure et 15 minutes et je vous en résume les grandes lignes.

Quelles sont les dernières découvertes en neuroéducation les plus pertinentes pour l’enseignement ?

La plasticité du cerveau

Dire que le cerveau est plastique signifie que le fait d’apprendre modifie la structure du cerveau. Il existe un mouvement physique dans le cerveau d’un enfant qui apprend car les connexions entre les neurones sont modifiées. Les connexions synaptiques se modifient de plusieurs manières :

• en formant de nouvelles synapses (c’est-à-dire des connexions physiques entre différents neurones par l’axone et les dendrites),
• en renforçant ou affaiblissant certaines synapses existantes (en fonction de la régularité de l’utilisation des connaissances),
• en supprimant des synapses existantes (c’est l’effet d’élagage).

L’apprentissage est donc un mode dynamique.

Architecture et localisation fonctionnelle

L’architecture du cerveau est la manière dont les neurones sont interconnectés pour créer des sortes de “voies de communication” cérébrales. La manière dont le cerveau est structuré influence les apprentissages. Les neuroscientifiques ont découvert que les neurones qui s’agitent ensemble se connectent ensemble. Si deux neurones sont assez près l’un de l’autre et s’activent de manière simultanée et répétée, ils vont finir par se connecter et de manière forte.

La localisation fonctionnelle est le fait que différentes régions du cerveau sont spécialisées pour différentes fonctions.

En conséquence, mieux connaître l’architecture et la configuration du cerveau, c’est mieux connaître la manière dont un élève apprend et c’est aussi pouvoir l’aider dans ces processus d’apprentissage.

Influence de l’enseignant sur le développement du cerveau

Les choix pédagogiques effectués par les enseignants peuvent avoir un impact sur les modifications structurelles du cerveau. Du fait de la plasticité, le cerveau change au cours de l’apprentissage et l’enseignant peut influencer les effets de l’apprentissage sur l’architecture du cerveau.

Ainsi, Steeve Masson fait référence à une étude qui a démontré que l’apprentissage de la lecture avec une méthode globale n’active pas les mêmes zones du cerveau qu’une approche syllabique. La méthode globale entraîne une activité cérébrale dans l’hémisphère droit alors que l’approche syllabique entraîne une activité dans l’hémisphère gauche. Or il a été démontré que les neurones activés par le processus de lecture experte (et donc automatisée) se trouvent à gauche dans le cerveau. Ainsi, l’approche syllabique semble plus compatible avec le fonctionnement du cerveau.

Comment utiliser la neuroplasticité pour enseigner efficacement ?

Le cerveau est comme une forêt.

Pour créer de nouvelles connexions dans le cerveau, les axones doivent être prolongées pour aller toucher les dendrites d’un autre neurone. Les protéines sont le matériel de prolongation des axones et c’est grâce au déplacement de protéines à l’intérieur du cerveau que les connexions neuronales changent au cours de l’apprentissage.

Les neurones qui s’activent ensemble suite des réactions biochimiques internes (protéines) finissent par se connecter à la suite des apprentissages mais ce sont les actions répétées qui renforcera leur connexion.

Steeve Masson explique que le cerveau est comme une forêt : si on marche plusieurs fois dans le même sentier, un chemin va progressivement se créer. Dans le cerveau, il y a création de sentiers de communication entre les neurones. Ces sentiers (connexions neuronales) deviennent de plus en plus efficaces et mènent à l’automatisation des processus liés à une certaine tâche et donc à la résolution plus faciles de certains problèmes.

Mai si on ne marche pas pendant un bon bout de temps dans les sentiers créés par la forêt, la végétation reprend sa place. Les réseaux de neurones non utilisés finissent par se déconnecter progressivement.

3 recommandations pédagogiques (connaître le cerveau pour enseigner)

Steeve Masson en déduit que les enseignants peuvent prendre appui sur les caractéristiques de la neuroplasticité en classe.

• Favoriser la réactivation neuronale

Les neurones doivent s’activer à de nombreuses reprises pour se connecter et renforcer leur connexion. La répétition est nécessaire, pas seulement au moment de l’apprentissage en question mais tout au long de l’année. Le cerveau oublie vite les éléments appris s’ils ne sont pas remobilisés régulièrement. Si les neurones s’activent à plusieurs reprises, ils peuvent consolider leurs inter-relations et favoriser l’acquisition de l’apprentissage.

Le fait d’évaluer les élèves pourra servir la réactivation neuronale : l’évaluation devient un moyen de consolider et de réactiver, pas un outil de contrôle.

• Être actif dans les apprentissages

Selon Steeve Masson, les stratégies les plus efficaces d’apprentissage et de révision consiste à poser et répondre à des questions, à placer l’élève en situation d’enseignement et d’interaction (c’est lui qui explique une notion à d’autres élèves qui lui posent des questions en retour).

La manière la plus efficace de récupérer des informations en mémoire serait de se poser des questions à soi-même.

• Espacer les périodes allouées à un apprentissage

Il serait plus efficace de répartir les temps d’enseignement sur plusieurs courtes périodes réparties elles-mêmes sur plusieurs jours, plutôt que les concentrer sur une demie-journée voire une journée.

Lors des périodes de sommeil, les neurones liés aux apprentissages dans la journée se réactivent. La nécessité d’avoir un temps de sommeil entre deux phases d’un même apprentissage découle du fait que les mêmes réseaux de neurones sont réactivés pendant l’apprentissage et pendant le sommeil qui est à considérer comme une période de consolidation des apprentissages.

Avec l’effet d’espacement, les apprentissages sont plus efficaces pour un même temps alloué mais répartir différemment et les effets d’apprentissage durent plus longtemps.

Il serait alors judicieux d’apprendre aux enfants à espacer les périodes de révisions car le fait de réviser seulement la veille ne respecte pas le fonctionnement du cerveau. Steve Masson formuler suggère quelques idées pour les enseignants :

• mieux vaut répartir le temps dédié à un apprentissage plutôt que masser les apprentissages (4×30 minutes plutôt que 1×2 heures)
• revenir régulièrement sur les contenus déjà abordés (comme proposer systématiquement en début de séance 5 minutes de questions/ réponses sur un chapitre vu la semaine précédente)
• donner des indications aux élèves sur les intervalles de périodes d’études.

5 neuromythes invalidés par les neurosciences

Steeve Masson explique qu’il existe beaucoup de fausses croyances sur le cerveau qui sont en fait des neuromythes. Connaître le cerveau pour enseigner permet d’éviter des pratiques pédagogiques inefficaces en classe.

1. Les styles d’apprentissage

Les recherche en neurosciences n’ont pas encore réussi à démontrer qu’il existe des styles d’apprentissage propres à chaque individu (auditif, visuel, kinesthésique). Aucun neuroscientifique ne peut affirmer que les apprentissages seront plus profonds et plus durables si un enseignant enseigne exclusivement en fonction du style d’apprentissage de chaque élève.

Il serait alors plus judicieux d’inciter les apprenants à combiner plusieurs manières d’apprendre.

2. Le cerveau gauche et le cerveau droit

Les chercheurs en neurosciences n’ont jamais réussi à démontrer qu’une personne pourrait être “plutôt cerveau gauche ou plutôt cerveau droit”. Une personne n’est jamais totalement logique et analytique OU totalement créative et divergente.

L’ensemble des tâches gérées par le cerveau est effectué de façon bilatérale (par les 2 hémisphères en même temps) et les 2 hémisphères travaillent bien ensemble même s’il existe des asymétries fonctionnelles, c’est-à-dire des aires cérébrales spécialisées dans une tâche précise seulement présentes dans un hémisphère et pas dans l’autre.

3. La Brain Gym

La Brain Gym consiste en des exercices de coordination pour optimiser le développement du cerveau. Selon Steeve Masson, il n’existe pas de données empiriques solides qui démontreraient les effets de ses mouvements sur la reconnexion des deux hémisphères. Les principes à la base de la Brain Gym ont été invalidés par la science.

4. Les élèves utilisent seulement 10% de leur cerveau

L’idée selon laquelle nous n’utilisons que 10% est une légende urbaine. Nous utilisons tous pleinement les capacités de notre cerveau.

Le neurologue Barry Beyerstein en a d’ailleurs apporté la preuve en vérifiant que chaque zone cérébrale était indispensable puisque les lésions qui les touchaient étaient toutes incapacitantes.

5. Les périodes sensibles sont des périodes critiques

Il existe bel et bien des périodes sensibles qui sont des périodes de la vie particulièrement propices à certains apprentissages. Maria Montessori avait eu l’intuition de ces périodes sensibles il y a plus d’un siècle maintenant. Dans Les étapes de l’éducation, elle écrit qu’il y a dans les périodes sensibles des possibilités que l’adulte a perdues. La période sensible correspond au moment où l’enfant s’enthousiasme et montre un intérêt supérieur.

En raison de cette notion de périodes sensibles dans la pédagogie Montessori, la liberté dans les activités a une grande importance. La liberté pour l’enfant de choisir son travail lui permet d’explorer au moment opportun pour lui-même ses possibilités.

Par exemple, selon les neurosciences, il existe une période sensible des phonèmes, c’est-à-dire ses sons entendus : les nouveaux nés sont capables de reconnaître et de différencier tous les phonèmes de toutes les langues puis il y a élagage des connexions synaptiques. Plus tard, l’enfant n’est plus capable de différencier certains sons qui ne sont pas propres à sa langue maternelle.

Pour autant, les périodes sensibles ne sont pas des périodes critiques, entendues au sens où il faut absolument stimuler un enfant avant tel âge parce qu’il ne sera plus capable d’apprendre plus tard.

Une fois la période sensible passée, les apprentissages seront plus difficiles mais pas impossibles. Les neuroscientifiques s’accordent d’ailleurs pour dire que l’enthousiasme est de l’engrais pour le cerveau. Une fois la période sensible passée, le meilleur moyen de faciliter un apprentissage est de créer de l’enthousiasme et des émotions positives !

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Une ressource pour mieux connaître le cerveau pour enseigner : Les neurosciences cognitives dans la classe : Guide pour expérimenter et adapter ses pratiques pédagogiques de Jean Luc Berthier et collectif (éditions ESF Sciences Humaines). Disponible en médiathèque, en librairie ou sur les sites de ecommerce.