Quand les neurosciences inspirent l’enseignement
Psychologues et neuroscientifiques identifient six grandes capacités cérébrales à prendre en compte pour favoriser les apprentissages. D’où l’intérêt d’établir des passerelles entre les recherches et les pratiques enseignantes.
À l’heure où tant de questions se posent sur l’enseignement, on se prend à rêver : et si les connaissances sur le cerveau dont nous disposons aujourd’hui servaient à mieux comprendre comment les élèves apprennent et à mieux cibler les méthodes et stratégies utilisées pour transmettre les connaissances ?
Mais dans les sphères de l’enseignement, on ignore à peu près tout de la façon dont notre cerveau permet d’avoir prise sur le temps et l’espace, l’attention, la motivation et, d’une manière générale, la régulation des émotions. Aujourd’hui, on peut se demander pourquoi ceux qui conçoivent la formation des enseignants n’ont pas jugé pertinent d’introduire,
comme pour les futurs psychologues, des bases de neurosciences. C’est un peu comme si un pilote de course ne voulait pas savoir comment fonctionne le moteur de son automobile. Car c’est bien le cerveau qui permet d’apprendre, et
ce dernier obéit à des règles de fonctionnement– règles que l’on connaît aujourd’hui assez bien.
Quelques erreurs tenaces
Exemple emblématique, le rapport Bancel remis par le recteur du même nom à Lionel Jospin en 1989 stipulait : « La dimension relationnelle du métier d’enseignant est très importante. Elle implique que l’enseignant soit capable de comprendre les enjeux affectifs, d’intervenir pour éviter que l’expression des affects ne trouble l’apprentissage et, enfin, d’analyser son implication personnelle. » Autrement dit, les deux seules phrases, dans ce rapport de 32 pages, où est abordée la dimension émotionnelle liée à l’apprentissage, affirment que celle-ci peut être néfaste à l’apprentissage. Ce texte a servi de fondement à la mise en place en France des IUFM, et encore aujourd’hui dans la formation des enseignants, il est fréquent de constater une suspicion et une volonté de tenir à l’écart un des membres du couple « émotion-cognition », pourtant (neurobiologiquement) inséparables.
Les neuroscientifiques savent bien à quel point émotion et cognition sont liées. L’apprentissage n’est pas possible sans que ne se produise une déstabilisation cognitive, un processus d’« assimilation et d’accommodation » comme l’a nommé le psychologue suisse Jean Piaget (1896- 1980). Cette déstabilisation cognitive qui a des répercussions au plan affectif engendre dans un premier temps une frustration liée au fait que ce que l’on savait n’est plus pertinent et qu’on doit le remettre en question. En effet, la nécessité de l’apprentissage se présente quand on s’aperçoit que nous ne disposons pas des savoir-faire ni des ressources nécessaires à la résolution de tel ou tel problème. Il faut alors sortir de la sécurité de la routine, et tant que l’apprentissage n’est pas terminé, les frustrations s’accumulent à chaque « raté ». Ces frustrations résultent presque toujours du fait que nous prenons conscience que nous ne sommes pas tout-puissants et que nous devons rectifier l’image que nous avons de nousmêmes, ce qui nous rend plus modestes. C’est le désir d’obtenir « tout, et tout de suite » qui, parce qu’il n’est pas satisfait, peut engendrer des frustrations
de plus en plus difficiles à supporter. La déstabilisation cognitive et affective présente
dans tout apprentissage ouvre chez l’« apprenant » une période de vulnérabilité au cours de laquelle il ne faut pas l’affaiblir. Car l’élève affaibli peut devenir à son tour affaiblissant : l’échec scolaire entraîne la violence scolaire, comme l’ont montré diverses études.
Heureusement, le cerveau de l’homme et de nombreux mammifères est également organisé pour fournir des « récompenses biologiques », en particulier sous forme de dopamine, à l’individu qui explore et résout des problèmes ou surmonte des difficultés. Des recherches récentes ont montré que c’est précisément au moment où le rat résout l’énigme posée par un labyrinthe que son cerveau libère de la dopamine dans sa partie préfrontale. Des émotions agréables peuvent donc accompagner un apprentissage réussi.
Comme chacun a pu le vérifier par lui-même, tout apprentissage réussi, tout gain d’autonomie procure un plaisir particulier qui n’est dû qu’à soi-même. L’apprentissage se trouve ainsi « naturellement » motivé, sans qu’il soit besoin d’une source externe. Qu’en conclure, en préambule ? Qu’apprendre suscite des émotions différentes selon les personnes et aussi selon que l’apprentissage en est à son début, en cours ou terminé. Tout porte à penser que lors d’un apprentissage au moins deux types d’émotions et de motivations opposées et complémentaires, de l’ordre de la perte de
sécurité pour la première et du plaisir d’innover pour la seconde, animent l’apprenant.
Au coeur de l’apprentissage : les lobes frontaux !
Le phénomène d’assimilation et d’accommodation met aussi en exergue l’importance de la flexibilité mentale dans les processus d’apprentissage. Ce qui suscite de l’anxiété chez l’élève en situation d’apprentissage, c’est bien souvent le fait de devoir renoncer momentanément à ce qu’il croyait vrai pour accéder à de nouvelles méthodes de résolution, ou à de nouvelles représentations. Cette capacité relève de la flexibilité mentale, une capacité qui dépend de certaines zones du cerveau, en l’occurrence les lobes frontaux. Ce sont aussi les lobes frontaux qui relient émotion et cognition, et qui permettent au jeune de ne pas être esclave de ses émotions, mais d’en prendre conscience et de les utiliser au mieux pour progresser.
Comme nous le verrons, les lobes frontaux sont la clé de l’apprentissage, plaque tournante des émotions, de la maîtrise des projets, de la perception du temps et de l’espace. Comprendre leur fonctionnement et le faire comprendre aux personnes chargées de l’enseignement projette un éclairage nouveau sur la façon dont l’être humain apprend, avec ses forces et ses faiblesses.
L’être humain, né pour apprendre
Une particularité de l’être humain semble résider dans la possibilité qu’il a de prendre, en partie, les « commandes » de lui-même. C’est possible pour la motricité des jambes vers l’âge de un an. Parfois, la commande est mixte : c’est le cas pour la respiration, qui fonctionne en grande partie sur un mode automatique, mais peut aussi être contrôlée volontairement, par exemple avant de plonger en apnée, ou lors d’exercices de relaxation.
La cabine de pilotage qui offre une prise sur le temps, l’espace et nos émotions, est rarement présentée aux élèves et peu d’enseignants ou de parents connaissent les possibilités du cerveau de ceux dont ils ont en charge l’éducation. C’est
la conscience qui fait l’objet de l’éducation ; or la structure nerveuse, qui offre la possibilité de « prendre conscience », est constituée par nos lobes frontaux.
Ces aires antérieures du cerveau font partie des structures nerveuses apparues le plus récemment, dans l’évolution des vertébrés. Ce sont également celles dont la maturation s’achève en dernier puisque la fin de la myélinisation des fibres nerveuses des lobes frontaux humains a lieu vers l’âge de 15-16 ans. Le volume des lobes frontaux augmente au cours de la croissance pour constituer chez l’homme presque un tiers de la totalité du cortex, un record absolu chez les primates. Il a fallu 500 millions d’années à l’évolution des vertébrés pour produire des Homo habilis capables de créer des outils avec un cerveau d’environ 500 centimètres cubes (comparable à celui de nos plus proches cousins les chimpanzés avec qui nous partageons 98,4 pour cent de notre information génétique). Mais il a fallu seulement trois à quatre millions d’années pour tripler ce volume cérébral et atteindre celui d’Homo sapiens il y a un peu plus de 60 000 ans. Ce triplement est essentiellement dû au développement du néocortex et en particulier des
lobes frontaux (voir la figure 3).
La capacité de représentation
Que font les lobes frontaux en classe, lorsque le professeur fait son cours ? Ils remplissent six grandes fonctions, qui peuvent aussi être considérées comme six grands « pouvoirs » donnés à un sujet potentiel sur le temps, l’espace et l’affectivité. Trois de ces fonctions – capacité de représentation, flexibilité mentale et planification – donnent à l’élève une prise sur le temps au cours de l’apprentissage ; deux autres – attention et initiative – lui confèrent un pouvoir sur l’espace. La dernière, la modulation émotionnelle, permet de réguler son niveau d’émotivité pour tirer le meilleur parti des situations d’apprentissage. Voyons maintenant en quoi consistent ces six grandes fonctions. La première fonction des lobes frontaux est l’évocation de ce qui n’est pas présent : c’est la capacité de représentation mentale. La permanence des perceptions sensorielles en l’absence de nouveaux stimulus est, en effet, la condition nécessaire pour disposer de représentations durables du monde et de soi. On peut ainsi évoquer le visage d’un parent ou d’un ami, sa chambre d’enfant. Tout se passe comme si, audessus du plan des yeux et à environ 30 centimètres en avant, dans un « espace psychique privé », nous pouvions convoquer d’anciennes perceptions sensorielles visuelles. Il en est de même pour les autres sens : auditif, olfactif, tactile ou vestibulaire, mais les évocations sont moins faciles à repérer spatialement. Avec nos lobes frontaux, nous voyons sans les yeux, entendons sans les oreilles… comme dans les
rêves. Le rêve montre que cet espace psychique privé peut devenir un espace de simulation. Cet espace de simulation pourrait permettre d’apprendre les yeux fermés.
