S’approprier les quatre piliers de l’apprentissage selon les sciences cognitives

Les sciences cognitives ont identifié au moins quatre grands principes que l’on peut qualifier de « piliers de l’apprentissage » dans la mesure où ils jouent un rôle déterminant pour celui-ci : l’attention, l’engagement actif, le retour sur information et la consolidation des acquis (figure 1). Ces principes pourraient expliquer pourquoi certaines situations d’apprentissage sont efficaces, alors que d’autres ne le sont pas. Par quelles postures, quelles stratégies, quels dispositifs intégrer en formation professionnelle, les effets porteurs de ces quatre principaux facteurs ?

1 PILIER : L’ATTENTION

Sommes-nous concernés par l’attention des apprenants en cours ? La question pourrait être banale mais laisse les formateurs ⁽¹⁾ en désarroi. Désarroi face aux attitudes de certains élèves en cours, et vis-à-vis de la réponse à apporter. L’attention relève-t-elle de la responsabilité du formateur ou de l’étudiant qui est « acteur de sa formation » ? La question se pose dans les établissements et suscite des débats.

Se tourner vers les définitions de l’attention apporte des éclairages. Parmi celles-ci relevons que « L’attention est le mouvement cérébral qui va nous permettre d’orienter notre action en fonction d’un objectif, d’un centre d’intérêt […] Grâce à elle, nous captons, par nos cinq sens, les différentes informations, en provenance soit de notre environnement, soit de notre ressenti émotionnel ou psychologique » ⁽²⁾.

D’autres études ⁽³⁾ distinguent trois types de réseaux cérébraux de l’attention :

- l’alerte : quand faire attention ? ;

- l’orientation ou la focalisation : à quoi faire attention ? ;

- le contrôle exécutif : comment faire attention, c’est-à-dire comment diriger volontairement son attention sur un objet et se concentrer sur celui-ci pendant un laps de temps.

L’alerte 

C’est le moment où le formateur doit conditionner les apprenants pour solliciter l’effort de l’attention. Il doit demander voire exiger le calme total et l’attention.

La focalisation 

C’est ici que se donne le sens, l’intérêt, le « pourquoi ce cours ici et maintenant ». C’est pour cela que le formateur doit soigner son « teasing », le pitch de son cours. Quand il présente son intervention, il convoque, chez les apprenants, la pluralité des sens : vue par des images, ouïe avec des vidéos et de la musique, utilisation du canal de l’émotionnel avec la sollicitation de vécus, ou avec des « questions chocs » venant perturber les représentations initiales sur le thème abordé, invitant au conflit cognitif voire sociocognitif.

La focalisation est un moment essentiel et déterminant. C’est à ce moment que l’étudiant va choisir de faire l’effort de la concentration jusqu’au bout du cours ou pas. Selon Cosnefroy ⁽⁴⁾, « Plusieurs buts sont ainsi en compétition pour capter les ressources attentionnelles, de sorte qu’il est en permanence nécessaire d’arbitrer entre des activités concurrentes et de trouver des réponses adaptées pour protéger l’intention d’apprendre et ainsi maintenir la priorité sur l’activité en cours ». Ce qui fait dire à Deheane que « Si l’attention est une décision que prend le cerveau en fonction de l’utilité perçue, le plus grand talent du formateur consiste à canaliser, captiver à chaque instant l’attention, afin de l’orienter vers le niveau approprié » ⁽⁵⁾. La lecture des objectifs du cours par le formateur est-elle efficace ? Non.  On voit bien la différence d’énergie entre l’énoncé d’un listing de verbes d’action par rapport aux quelques phrases chargées de sens du pitch.

Prenons un exemple :

« Nous allons aborder aujourd’hui l’historique de la psychiatrie. Pourquoi est-ce important pour un soignant en formation, de connaître l’historique de la psychiatrie ?  En quoi aujourd’hui cela va l’aider à « bien » soigner ? » Afin de focaliser l’attention, cette question peut être posée par une réflexion individuelle écrite (RIE), en cinq minutes, puis partagée en groupes de 4 ou 6 selon le nombre d’étudiants en sept, huit minutes. Pour aider à la réflexion, le formateur peut projeter des gravures et peintures anciennes. Puis, dans un silence total et une attention particulière, le formateur lance le pitch du cours. Il le dit avec des phrases courtes, des mots simples. Les émotions sont sollicitées afin de maximiser l’encodage.

Concernant le cours sur l’historique de la psychiatrie, nous vous invitons à ressentir l’énergie des deux présentations ci-dessous : par objectifs ou par un pitch (tableau 1).

Le contrôle exécutif 

Il s’agit de tenir son attention jusqu’à la fin de la tâche. Cela fait appel à des capacités volitionnelles pour maintenir « l’acte de se mettre au travail jusqu’à l’atteinte du but fixé » ⁽⁶⁾. Pour cela, le formateur peut proposer des changements de rythmes réguliers, toutes les vingt minutes environ, pour tenir compte de l’empan de l’attention (surtout si le cours est à dominante transmissive). Il peut créer des ruptures avec des illustrations, des exemples vidéos, des témoignages, des mini-pauses de trois minutes assis sur place (« pauses portables »), des activités musculaires… Les étudiants quant à eux peuvent réaliser un travail d’autorégulation et de connaissance de soi. On pourrait envisager que, dans les unités de méthodes de travail, soient enseignés le fonctionnement de la mémoire, le recensement de ses distracteurs privilégiés et les stratégies pour y faire face. En groupes, les étudiants pourraient partager et enrichir leurs palettes de stratégies de l’attention et de maintien de l’effort (encadré 1).

2 PILIER : L’ENGAGEMENT ACTIF

Il s’agit d’engager cognitivement les apprenants pour qu’il y ait apprentissage (encadré 2). Une tâche trop simple, répétitive, dont la consigne manque de vigueur, lasse. Un travail mal défini, trop éloigné des pré-acquis, ou avec des prérequis non réactivés en mémoire, laisse l’étudiant en arrêt.

Être engagé cognitivement, c’est écouter en cours, faire des liens avec les connaissances ou représentations « déjà-là ». C’est pouvoir à la fin de l’exercice dire : « Oui, je savais ça » ou « J’avais oublié ça et tant mieux, c’est de nouveau mobilisé », ou encore : « Ah, je croyais que… Mais maintenant je me rends compte que…. » (auto-évaluation et auto-questionnement). C’est enrichir ses représentations et, par là-même, ses réseaux de neurones sur le savoir.  

Être engagé cognitivement en cours, c’est aussi construire des prises de notes efficaces de telle façon qu’elles soient complètes (reprenant les essentiels, la logique du plan, y compris les exemples, les détails...), compactes (organisées si possible en schéma, cartes mentales avec des liens), compatibles avec sa façon d’étudier (comprenant : plan avec titres, sous-titres, sous-sous-titres, schémas, cartes mentales et cartes conceptuelles, dessins, moyens mnémotechniques…).

Cela demande de la part du formateur de réduire son temps de parole en face à face, pour faire raisonner plus !

3 PILIER : LE RETOUR SUR INFORMATION OU FEEDBACK

Le retour sur information est le fait de donner une rétro-action sur une performance, un comportement ou une tâche réalisée. « Le cerveau est un organe prédictif qui fonctionne sans arrêt en émettant des d’hypothèses qu’il hiérarchise en fonction de leur plausibilité » ⁽⁸⁾ : Je prédisais A, il arrive A = plaisir, satisfaction. Selon Masson, « La rétroaction positive […] active les mécanismes cérébraux de renforcement et de récompense, ce qui encourage à répéter la même action ou la même réponse dans le futur », et « Vivre des succès réguliers nourrit la motivation et l’intérêt pour l’apprentissage » ⁽⁹⁾. « Ah, je n’étais pas sûr d’avoir raison, maintenant, je le sais ! » Ce feedback participe au renforcement des connexions neuronales sur ce savoir. « Je prédisais A, il arrive B = aïe ! Douleur, désappointement !  Je m’étais fait un modèle de cette situation, je pensais avoir la réponse exacte, je dois corriger ! » « Le plus important est de savoir d’où vient cette erreur, quelle en est la cause et comment la corriger », selon Deheane ⁽¹⁰⁾.

Quatre raisons justifient l’importance du feedback positif ⁽¹¹⁾ :

- il modifie les connexions neuronales en lien avec la prédiction erronée,

- il augmente la quantité de dopamine dans le cerveau, ce qui contribue au renforcement des connexions neuronales utiles et judicieuses,

- il améliore le pouvoir prédictif du cerveau et facilite le raisonnement intuitif dit « système 1 » ⁽¹²⁾,

- Il est très efficace, s’il est réalisé de façon optimale !

En effet, le feedback négatif, s’il est mal conduit, « mène à une diminution de la motivation intrinsèque » ⁽¹²⁾. Il existe souvent des réticences à dire « ce qui ne va pas » par peur de blesser, de provoquer du repli, des justifications, ou de fragiliser la relation pédagogique. Des études ⁽¹³⁾ présentent cette difficulté comme un biais cognitif dit « biais de clémence ». Aussi, formuler une rétroaction négative demande de respecter trois critères : être audible, permettre d’intégrer les critiques, et donner envie de faire des efforts supplémentaires pour progresser. Un feedback est considéré comme constructif s’il est « descriptif, non jugeant, spécifique, porte sur le comportement et non sur la personne ».

Rendre un feedback convoque les deux postures de l’évaluation : le guidage et l’accompagnement ⁽¹⁴⁾.

- Le guidage est la posture pour l’évaluation-contrôle. Elle mesure pour « juger » de la valeur et contrôler la conformité, réduisant ainsi d’emblée et sans discussion l’évaluation (le tout) au contrôle (la partie).

- L’évaluation-accompagnement est une rencontre dans laquelle l’apprenant est au cœur de l’entretien, entendu à partir de ce qu’il est ici et maintenant. Elle a pour objectif le développement du sujet comme sujet « capable » au sens de Ricœur ⁽¹⁵⁾.

Aussi, dans cet esprit, le feedback négatif s’entoure de précautions et de techniques spécifiques (encadré 3).

Le feedback peut être donné par les pairs ou les formateurs. Des études montrent les bénéfices de la rétroaction par les pairs comme étant celui le plus entendu par rapport à celui du formateur ⁽¹⁶⁾.  Il s’effectue lorsque les apprenants évaluent et fournissent un commentaire sur les travaux des autres apprenants. Des projets peuvent être initiés comme l’entretien de type explicitation ⁽¹⁷⁾, à partir de pratiques fimées par exemple. Les questions ouvertes de l’explicitation rassurent quant à la crainte de blesser des camarades. L’entraînement au feedback par cette méthode, est une véritable compétence sociale à développer, et est transférable à des fonctions de tutorat, d’encadrement et d’éducation en général. « L’aide à l’explicitation consiste à favoriser l’accès de la personne accompagnée dans une position de parole spécifique, la position d’évocation ou position de parole incarnée, où le sujet est davantage tourné vers lui-même que vers l’autre, dans une recherche  introspective » ⁽¹⁸⁾.

Exemples de questions pour la démarche de feeback de type explicitation :

- Des questions sur les critères et indicateurs : « Dans ta pratique ici, quels sont les critères visés ? », « Qu’est-ce qui te dit que le critère est respecté ou non ? » (les critères sont nommés et les illustrations des critères sont les indicateurs).

- Des questions sur des parties qui semblent peu claires : « Je n’ai pas compris la partie à propos de… », « Que veux-tu dire ? Comment expliquer cette proposition à ce moment ? », « Et quand tu dis ça, tu veux dire quoi ? », « Qu’est-ce qui te fait dire ça ? », « À quoi tu penses quand tu écris ça ? », « Que s’est-il passé ensuite ? Pourquoi étais-tu…? », « Et si tu avais essayé de… » ; « Que visais-tu ? ».

- Des questions sur des réactions : « J’adore la partie où tu … », « J’aime la manière dont tu as … », « Qu’est-ce qui te fait dire ça ? Sur quoi tu t’appuies ? Sur quels concepts ? », « Il me manquait quelque chose quand tu as… », « Je voudrais en savoir plus sur… », « Ça m’étonne cette façon de… Tu peux en dire plus ? ».

- Sur un geste, une pratique : « Quel était le but général ? », « Y avait-il d’autres buts poursuivis ? », « Peux-tu me dire là, comment tu t’y es pris pour… » (modalités de l’action), « Quand tu t’es placé comme ça, tu visais quoi ? », « Qu’est-ce qui a fait qu’à ce moment-là, tu as fais ou demandé cela ? », « Qu’est-ce qu’il se passe pour toi à ce moment ? », « Quelle était ton intention ici ? », « Qu’est-ce qui te dit que ton action est efficace ? » (contrôle de l’action) …

- Des questions de sens : « Pourquoi tu n’as pas  … ? », « Qu’est-ce qui est important pour toi ? », « Quel sens ça a pour toi, ici et maintenant ? », « Qu’est ce qui est essentiel dans cette situation, dans cette action, cette décision ? », « Qu’est-ce qui se joue là selon toi ? » …

Dans une approche par compétences, qui vise non seulement le résultat mais aussi les raisonnements de l’action, quatre indicateurs sont à questionner dans le retour sur information :

- le résultat : est-il satisfaisant au regard des bonnes pratiques ? ;

- la démarche : « Peux-tu expliquer la manière dont tu t’y es pris pour … ? » ;

- la justification de la démarche : « Veux-tu me dire pourquoi tu as choisi ça ou tu t’y es pris comme cela ? » ;

- le tansfert : « SI tu avais à faire la même chose dans ce contexte là, que garderais-tu et que changerais tu et pourquoi ? ».

4 PILIER : LA CONSOLIDATION DES INFORMATIONS

La stratégie privilégiée des apprenants est d’apprendre au plus proche du contrôle : une méthode très efficace pour avoir une bonne note ! Or, les informations sont stockées dans la mémoire à court terme mais elles n’ont pas été suffisamment remaniées pour être reliées à différents réseaux de neurones dans les mémoires à long terme.Quelles valeurs accorder alors à ces  bonnes notes ?

Apprendre demande des efforts et nécessite d’engager une lutte active contre l’oubli naturel, par des stratégies anti-oubli efficaces. Les travaux du psychologue Ebbinghaus qui caractérise deux courbes, celle de l’oubli et celle de la rétention ^{(19, 20)}, montrent que l’apprentissage initial doit être conséquent. C’est ce que les scientifiques nomment l’effet de profondeur. Mais l’oubli apparaît très vite si les savoirs ne sont pas réactivés. « Activer les neurones liés à l’apprentissage à plusieurs reprises et de façon expansée, notamment par l’entraînement à la récupération en mémoire et à l’élaboration d’explications, permet de tirer pleinement profit de la plasticité du cerveau et de faciliter significativement l’apprentissage » ⁽²¹⁾.

Dans une approche "micro" : les formateurs peuvent prévoir, au sein de leurs unités d’enseignement ou dans la planification de leurs ingénieries pédagogiques, des moments de réactivation des connaissances en mémoire. L’équipe d’hygiène du CHU de Dijon par exemple, réalise des tests réguliers via des outils numériques, autour des précautions standard et complémentaires lors de leurs formations en hygiène.

Dans une approche plus globale : sur une année d’enseignement et sur toute la durée d’une formation, les formateurs peuvent planifier des reprises expansées sur des « essentiels métiers ». C’est le travail qu’a réalisé une formatrice de l’IFSI de Roanne, par exemple, qui réactive régulièrement les connaissances sur la transfusion sanguine.

CONCLUSION

Depuis quelques années, forts de ces principes, des formateurs en santé, en posture de chercheurs, testent des pratiques en regard des recommandations des sciences cognitives pour l’apprentissage. Ils disent retrouver du sens et du plaisir en construisant des dispositifs innovants. Ils prennent confiance en eux et osent des pratiques inédites, en allant au bout de leurs intuitions et de l’analyse qu’ils font des situations pédagogiques rencontrées.

La réussite dans les apprentissages passe également par d’autres déterminants comme un sommeil de bonne qualité et d’une durée suffisante, et une alimentation qui couvre suffisamment et pendant longtemps les besoins élevés d’un cerveau qui travaille. L’étayage humain et affectif a une part primordiale. Apprendre dans de bonnes conditions est un véritable enjeu sociétal et cela malmène parfois les champs d’intervention et les postures des formateurs au plus près des étudiants. À nous, formateurs, de penser collectivement les stratégies d’enseignement les plus favorables et de continuer à nous faire confiance.