Les neurosciences

Plasticité cérébrale

Les découvertes scientifiques récentes corroborent les constats de Maria Montessori basés sur l’observation de l’enfant. Là où elle a observé une forte capacité de concentration des enfants, un vif attrait pour leur environnement, une grande capacité d’absorption de tout ce qui les entoure, les neurosciences montrent qu’à l’âge du jeune enfant, le cerveau se structure en créant des milliers de connexions synaptiques. Chaque chose que l’enfant perçoit de son environnement par le biais de ses 5 sens crée une connexion. Maria Montessori avait pressenti qu’il fallait proposer un environnement riche et structuré à l’enfant.

L’enfant possède beaucoup plus de connexions synaptiques que l’adulte. A mesure qu’il grandit, les synapses les moins utilisées sont éliminées et celles qui sont le plus utilisées se renforcent. On parle d’élagage synaptique.
Un des fondements de la pédagogie Montessori repose sur la répétition des exercices qui permet à l’enfant d’intégrer les notions durablement.

Développement des fonctions exécutives

Les fonctions exécutives sont les capacités d’une personne à s’adapter à une situation nouvelle pour laquelle elle n’a pas mis en place d’automatisme. Ceci demande l’élaboration d’un plan pour réaliser la tâche, la personne doit faire appel à ses fonctions exécutives.

Il est primordial d’aider l’enfant à développer ses fonctions exécutives avant de débuter tout autre apprentissage. Elles sont globalement au nombre de trois:

Mémoire de travail: garder en mémoire les informations et les organiser.

Inhibition : réaliser un changement interne qui freine ou empêche un comportement (inhiber les distractions, contrôler ses impulsions, ses émotions ou ses gestes inappropriés). Cela nécessite de prendre un temps de réflexion.

Flexibilité cognitive: ajuster ses stratégies en cas d’erreur.

Les circuits cérébraux associés aux fonctions exécutives se situent dans le cortex pré-frontal, lui-même relié aux structures qui répondent au stress et à la gestion des émotions.

A 2 ans et demi, les fonctions exécutives de l’enfant sont peu développées et vont se développer très rapidement entre 3 et 5 ans. Il est important de laisser participer l’enfant aux tâches quotidiennes dès l’âge de 3 ans et même avant. Cela lui permet de développer une maîtrise de soi, un sens des responsabilités et une autonomie.

Aide moi à faire seul
Maria Montessori

La volonté de l’enfant de faire par lui-même n’est pas un caprice, c’est une manifestation de l’intelligence qui demande à s’exercer. L’environnement favorable pour le développement de ces compétences est celui où l’enfant est conduit vers une autonomie de plus en plus maîtrisée. Seul l’enfant lui-même, par sa propre activité, peut construire son intelligence exécutive. L’adulte l’accompagne sans faire à sa place, l’encourage et s’efface progressivement.

Les grands principes de l’apprentissage

Stanislas Dehaene, psychologue cognitif et neuroscientifique français, présente les grands principes de l’apprentissage dans sa conférence du 20/11/2012 au Collège de France:

Les sciences cognitives sont fondées sur la connaissance du cerveau, l’imagerie vient apporter une compréhension du cerveau, mais il s’agit avant tout d’une psychologie cognitive. Le comportement est au centre des choses.
L’enseignant doit se considérer comme un expérimentateur, il doit respecter certains principes fondamentaux mais peut garder une grande liberté pédagogique.

Le cerveau de l’enfant est structuré, il est extrêmement organisé dès la naissance. Le bébé est une « machine à apprendre », son cerveau contient dès la naissance un algorithme d’apprentissage sophistiqué.

Un scientifique au berceau.
Gopnik

Dès quelques mois de vie, le cerveau de l’enfant active les mêmes zones que celles de l’adulte. Il est très important de ne pas sous-estimer les compétences de l’enfant.
Nous héritons de compétences intuitives anciennes nécessaires pour la survie. Les apprentissages doivent s’appuyer sur ces intuitions non conscientes. Par exemple, en mathématiques, on formalise des connaissances qui sont déjà là sous une forme intuitive. Par l’imagerie cérébrale, on a pu constater que des connexions entre certaines zones du cerveau sont activées par l’apprentissage.

Exemple de la lecture: 
Le cerveau de l’enfant maîtrise très tôt le langage parlé. Les réseaux du langage parlé sont en place lorsque l’enfant commence l’apprentissage de la lecture. Les circuits neuronaux nécessaires à la lecture n’ont pas été conçus par l’évolution, les connexions entre les lettres et les sons vont être activées par l’apprentissage. Ainsi, l’apprentissage de la lecture spécialise certaines aires du cortex visuel.

Selon Stanislas Dehaene, quatre piliers de l’apprentissage déterminent la vitesse et la facilité de l’apprentissage:

L’attention: c’est le mécanisme qui sert à sélectionner une information et à en moduler le traitement.
Le plus grand talent d’un enseignant est de canaliser et de captiver à chaque instant l’attention de l’enfant. Les matériaux à disposition de l’enfant doivent être attrayants mais ne doivent pas le distraire de sa tâche primaire. Il est important de ne pas créer de « double tâche », notamment pour les enfants « dys » ou en difficulté (exemple: un problème de mathématiques à résoudre qui monopolise la lecture).

L’engagement actif: un organisme passif n’apprend pas. L’apprentissage est optimal lorsque l’enfant alterne apprentissage et test immédiat et répété de ses connaissances. L’enfant doit apprendre à savoir qu’il ne sait pas, cela est possible quand il se teste.

Le retour d’information: le cerveau utilise des modèles internes afin de générer des prédictions sur le monde extérieur. L’apprentissage se déclenche lorsqu’un signal d’erreur montre que la prédiction n’est pas parfaite. Le signal d’erreur peut venir d’une correction explicite de l’enseignant ou de la détection du cerveau d’un décalage entre prédiction et observation (surprise).
Dans le cerveau, il se propage en permanence des signaux d’erreurs qui nous permettent d’ajuster sans cesse nos modèles mentaux. En conséquence, l’erreur et l’incertitude sont normales.
La motivation positive et la récompense sont à privilégier. La sanction et la punition ne font qu’augmenter la peur, le stress et le sentiment d’impuissance, ce qui inhibe le retour d’information.

La consolidation : transfert de l’explicite vers l’implicite. Au début de l’apprentissage, le cortex préfontal est fortement mobilisé et, progressivement, l’automatisation transfère les connaissances vers les réseaux non-conscients, libérant les ressources de l’attention exécutive.

Exemple de la lecture: au début, l’enfant fait un gros effort de déchiffrage: le temps de lecture est proportionnel au nombre de lettres. Ensuite, lorsque la lecture devient fluide et automatique, l’enfant cesse de se concentrer sur le décodage et peut mieux réfléchir au sens du texte.

Citation de Marcel Proust qui illustre bien le fait qu’il est difficile de comprendre un texte qu’on a du mal à déchiffrer:

Il ni a peu tè tre pa de jour de no tre an fan ce ke nou ai ion si plè ne man vé ku ke ce ke nou a von cru lè cé sans lé vi vre, ceux que nous avons passés avec un livre préféré

Le sommeil intervient  dans la consolidation des apprentissages. Après une courte période d’apprentissage, une période de sommeil, même courte, améliore la mémoire, la généralisation et la découverte de régularités. L’amélioration du sommeil peut être une intervention très efficace, notamment pour les enfants avec troubles de l’attention.
La distribution de l’apprentissage par petites périodes concentrées, tous les jours, maximise la rétention.

En conclusion, Stanislas Dehaene nous indique que l’enseignement doit être structuré et cohérent. L’école doit fournir un environnement riche.
Il nous invite cependant à exercer un regard critique sur ces données et précise que les sciences cognitives ne prescrivent pas de méthode unique d’enseignement mais elles peuvent contribuer à évaluer scientifiquement l’efficacité des méthodes existantes.


Sources: cette page a été rédigée à partir des liens suivants:

https://lamaternelledesenfants.wordpress.com/2015/02/21/plasticite-pour-le-meilleur-ou-pour-le-pire/

https://lamaternelledesenfants.wordpress.com/2015/06/07/les-fonctions-executives-3-competences-cles/

http://www.dysmoi.fr/les-fonctions-executives-mieux-les-comprendre/

http://www.college-de-france.fr/site/stanislas-dehaene/symposium-2012-11-20-10h00.htm

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