Etayage scientifique

Les 4 piliers de l’apprentissage

Les sciences cognitives et les neurosciences nous offrent aujourd’hui la légitimité de nous tourner à nouveau vers la pédagogie Montessori. Elles apportent en effet un certain nombre d’éléments scientifiques qui viennent confirmer en grande partie les théories de Maria Montessori. Les études en psychologie cognitive affirment en effet que le cerveau de l’enfant est programmé, dès le début, pour apprendre. Ainsi, selon Stanislas Dehaene, « créer un espace attrayant mais qui ne distrait pas constitue une des voies majeures pour apprendre ». Mais quels principes ces espaces doivent-ils respecter ?

Stanislas Dehaene, titulaire de la chaire de psychologie cognitive expérimentale au Collège de France, expose ce qu’il appelle les « quatre piliers de l’apprentissage ».

Les 4 piliers de l'apprentissage

L'attention
L'engagement actif
Le retour d'information
La consolidation

I-Premier pilier : l’attention

L'attention est cette aptitude par laquelle nous avons accès à la réalité; c’est notre aptitude à être au monde ou, pour être plus exact, à laisser le monde entrer en nous. Stanislas Dehaene lui attribue aussi une fonction de sélection : nous n’apprenons pas ou ne mémorisons pas tout ce que nous vivons, voyons ou ressentons. Ce qui est appris et mémorisé est fonction du projet du sujet. La conséquence, simple en réalité, est que tout ce qui se déroule dans notre environnement ne passe pas nécessairement le seuil de la conscience.

« 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. »

Audrey Akoun et Isabelle Pailleau, La pédagogie positive, Eyrolles, 2013

Test de l'attention sélective

Cette vidéo démontre de façon on ne peut plus claire que toutes les informations ne sont pas traitées uniformément par le cerveau. Le cerveau n’attribue pas le même niveau d’attention à tout ce qu’il traite, allant jusqu’à rendre certains éléments parfaitement invisibles.

Tout est donc fonction du projet du sujet et donc de sa volonté. Certains éléments, mêmes visibles, comme le nez rouge au milieu de la figure, voient leur traitement différé par le cerveau ou ne sont jamais rendus conscients.Un enseignement digne de ce nom passe donc par deux éléments :

une réflexion sur les moyens mis en oeuvre pour parvenir à canaliser et captiver l’attention de l’élève : l’enfant doit être impliqué - acteur - dans son travail.

une réflexion sur la mise en oeuvre d’un environnement qui ne distrait pas l’enfant de son travail.

Ainsi, l’environnement de travail - la classe - doit tout à la fois être un environnement mobilisateur pour l’enfant, mais aussi un environnement dans lequel l’enfant ne sera pas distrait dans son travail, ni par le matériel, ni par les modalités d’organisation du travail, ni encore par la sur-sollicitation que peuvent engendrer des tâches trop complexes. Il faut aussi entraîner les enfants à rester bien concentrés et à ne pas se laisser happer par des éléments distractifs. Cela, nous dit Stanislas Dehaene, est par exemple permis par la pratique de la méditation, d’un instrument de musique ou encore par les ateliers de motricité fine (engageant l’enfant sur le chemin du contrôle de sa motricité) prescrits par la pédagogie Montessori.

II-Deuxième pilier : l’engagement actif

« Un organisme passif n’apprend pas. L’apprentissage est optimal lorsque l’enfant alterne apprentissage et test répété de ses connaissances. Cela permet à l’enfant d’apprendre à savoir quand il ne sait pas. »

Stanislas Dehaene,

Les quatre piliers de l’apprentissage ou ce que nous disent les neurosciences, Collège de France

Ainsi, l’exercice semble avoir plus de vertus en terme d’efficience de l’apprentissage que le simple fait de lire, d’écouter ou d’étudier. Tout l’enjeu du point de vue de l’enfant est de parvenir à construire une motivation endogène : propre à lui. L’enfant doit être son propre moteur. Il doit avoir envie d’agir. Et cette envie est d’autant plus présente que l’activité plaira à l’enfant, qu’elle lui importera, qu’il y verra un intérêt personnel. Impossible de parvenir à un tel résultat par la contrainte extérieure (notes, injonctions de l’adulte, récompense, etc.).

Cela aussi est présent dans la démarche Montessori : le libre choix et la pertinence des activités proposées garantissent cette motivation interne à l’enfant, à même de le conduire à apprendre.

III-Troisième pilier : le retour d’information (feed-back)

Autre élément fondateur de l’acte d’apprendre : le retour d’information. Il semble même que plus ce retour d’information sera proche dans le temps de l’erreur commise, plus l’action corrective sera à même de générer une modification des représentations de l’apprenant.

« L’erreur est humaine mais aussi… indispensable. Si l’activité plutôt qu’une écoute passive est capitale, elle ne suffit pas. On pense actuellement que le cortex est une sorte de machine à générer des prédictions et à intégrer les erreurs de prédictions : il lance une prédiction, reçoit en retour des informations sensorielles, et une comparaison se fait entre les deux. La différence crée un signal d’erreur qui va se propager dans le cerveau et qui va permettre de corriger et d’améliorer la prédiction suivante. Le retour d’information est donc essentiel.

Le cerveau fonctionne ainsi par itérations, avec des cycles qu’on peut décomposer en quatre étapes successives : prédiction, feedback, correction, nouvelle prédiction. On parle alors de cerveau bayésien – de l’inférence du même nom – ou statisticien. Il internalise organiquement des statistiques. Il s’agit tout simplement de continuellement corriger le tir grâce au retour d’expérience, ce qui revient à dire que… l’erreur est fondamentale ! En effet, si les signaux d’erreur nous permettent, à nouveau, d’ajuster nos prédictions, l’apprentissage ne peut se déclencher que s’il y a un signal d’erreur, autrement, rien ne change.

Transposé à la pédagogie, cela implique que l’erreur est normale, inévitable et… fertile. À condition, impérativement, d’être d’une part activement remarquée par l’apprenant, qui loin de l’ignorer, doit la dépasser. D’autre part, pour être fertile elle doit ne pas être trop sanctionnée, le stress étant un inhibiteur d’apprentissage. Pire, un sentiment d’impuissance noierait les futurs efforts dans l’œuf. Alors pour dépasser l’erreur et parvenir au succès, quel mode optimal ? On privilégiera la motivation par le renforcement positif et la récompense – immatérielle. Bien entendu, il ne s’agit pas de « monnayer » le succès, voire de payer les enfants pour qu’ils aient de bonnes notes. Il s’agit au contraire, l’humain étant un animal social, de conclure un succès par un renforcement social : une approbation, une validation, un encouragement. »

Stanislas Dehaene,

Les quatre piliers de l’apprentissage ou ce que nous disent les neurosciences, Collège de France

Les erreurs sont ainsi vertueuses : elles génèrent de l’apprentissage. Elles sont partie intégrante du processus même d’apprendre en ce qu’elles sont à la fois l’expression de la représentation mentale qu’un élève se fait d’une notion et un obstacle à identifier pour le dépasser. C’est donc, nous dit Stanislas Dehaene, « lorsqu’un signal d’erreur montre que la prédiction générée par notre cerveau est fausse que l’apprentissage se déclenche » . Le caractère auto-correctif du matériel Montessori remplit parfaitement cette fonction.

IV-Quatrième pilier : consolidation de l’acquis

Tous les enseignants le savent, ce n’est qu’en automatisant des compétences qu’un enfant est capable de progresser dans ses apprentissages. Pourquoi ? Car une compétence automatisée est une compétence qui libère les ressources cognitives qu’elle accaparait au début, les rendant disponibles pour de nouveaux apprentissages. Plus simplement, l’automatisation diminue la quantité de ressources et les efforts nécessaires pour réaliser une tâche.

« Consolider l’acquis. Il n’y a qu’à se remémorer nos premiers pas vers le permis de conduire pour réaliser qu’au début de cet apprentissage, il y a un effort conscient, et devant la multitude de signaux à gérer en temps réel, un sentiment de ne pas y arriver, d’être dépassé. C’est terrifiant ! Or, c’est l’exemple type de ce qu’on appelle un traitement explicite : une situation, ou plutôt un stade où le cortex préfrontal est fortement mobilisé par l’attention exécutive. Et, point culminant d’un apprentissage, l’enjeu sera d’accomplir le transfert de l’explicite vers l’implicite.»

Stanislas Dehaene,

Les quatre piliers de l’apprentissage ou ce que nous disent les neurosciences, Collège de France

Comment savoir si l’automatisation a eu lieu ? Un sujet a atteint le « niveau de maîtrise expert », nous dit Stanislas Dehaene, lorsque le transfert s’est effectué « depuis l’explicite vers l’implicite »; autrement dit, lorsque penser et faire se font presque en même temps.

Seuls l’entraînement et la répétition permettent d’effectuer cette intégration par l’élève. Voilà pourquoi, il est indispensable de revenir à une connaissance ou une compétence nouvellement acquise. Les ateliers individuels répondent aussi à cette nécessité.

Maria Montessori en avance sur son époque ?

Il est clair que la pédagogie développée par Maria Montessori semble répondre à ces quatre piliers de l’apprentissage :

La motivation intrinsèque à l’enfant est assurée par le libre choix et la pertinence des activités proposées;

L’attention est développée par les activités motrices et sensorielles qui exigent un haut niveau de contrôle de la part des enfants et le matériel attire les enfants;

Le retour d’information est assuré par les propriétés du matériel qui dénonce l’erreur;

L’entraînement est autorisé : les enfants peuvent faire et refaire la même activité autant de fois qu’ils le jugent nécessaire en vue de l’automatisation.

« L’école se doit donc de fournir à « la merveilleuse machine humaine » un environnement structuré, enrichi, exigeant – tout en étant accueillante, généreuse et stratégiquement tolérante à l’erreur. L’apprentissage scolaire, au final, ne fait qu’aller au-delà de l’évolution, en particulier avec tout un système de symboles qui permettent de traiter nombres, couleurs, sons, personnes – bref, tout l’environnement – comme des entités précises et éviter toute approximation. Ainsi il tire parti de ces capacités tout à fait uniques qui nous sont confiées par l’évolution naturelle, et sur lesquelles nous consolidons du savoir, et surtout, du comprendre. »

Stanislas Dehaene,

Les quatre piliers de l’apprentissage ou ce que nous disent les neurosciences, Collège de France

La démarche scientifique de Maria Montessori - reposant sur l’observation des enfants - vient rencontrer de façon très actuelle la démarche scientifique des neuro-pédagogues - reposant sur la compréhension des mécanismes du cerveau. Et nombre de préceptes de la pédagogie Montessori trouvent ainsi un étayage et une assise scientifique renouvelés. On ne peut qu’être admiratif du travail effectué par Maria Montessori au regard des connaissances de son temps. Mais l’époque n’est plus la même, et, si les enfants n’ont peut-être pas tant changé que ça, les exigences institutionnelles ont, quant à elles, évolué.

Ce que Maria Montessori nommait lire, écrire, compter et calculer n’est plus tout à fait la même chose que ce que nous appelons aujourd’hui lire, écrire, compter et calculer. L’école a revu ses ambitions à la hausse : elle entend donner beaucoup aux enfants. Les programmes scolaires parlent de résolution de problèmes, de littérature de jeunesse, d’arts visuels et de calcul mental. Autant de notions, comme bien d’autres encore, qui dépassent largement le simple contenu d’enseignement de la pédagogie Montessori.

Il s’agit donc de trouver un chemin pour adapter et intégrer, à l’intérieur de nos classes, les enseignements de Maria Montessori - en ce qu’ils sont novateurs dans la conception de l’enfant et de l’acte d’apprendre - et des sciences cognitives de notre époque - que nous n’avons tout simplement pas le droit d’ignorer, car la pédagogie doit accepter un principe de scientificité. Cela, peut-être, est à trouver dans les ateliers individuels.

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