Neurosciences et éducation : comment la connaissance scientifique transforme l'enseignement moderne

Avez-vous déjà vu une classe passer du silence le plus total à une participation pleine et entière ? C'est exactement ce qui s'est passé à l'Université d'Édimbourg, où le passage à l'apprentissage actif a amélioré la participation des étudiants de 30 % en un seul semestre (Wooclap x Édimbourg).

Alors, quelle est la raison de ce changement ? La neuroscience appliquée à l'éducation transforme les connaissances scientifiques en techniques que vous pouvez réellement adopter lors de votre prochain cours.

Les informations à retenir : 

• La neuroéducation est un domaine pluridisciplinaire. Il étudie la façon dont le cerveau apprend, et comment appliquer cela à l'apprentissage en classe. 
• Depuis le XIXe siècle, la recherche a montré comment l'attention, la répétition, le feedback et l'émotion façonnent ce que les élèves apprennent et retiennent.
• Les enseignants peuvent appliquer ces principes grâce à l'engagement actif, la répétition espacée et le retour sur erreur. Ces stratégies sont validées par des études dans le domaine des sciences de l'apprentissage.
• Wooclap aide les enseignants à adapter leur enseignement grâce aux neurosciences, avec plus de 20 types de questions interactives basées sur les quatre piliers de l'apprentissage de S. Dehaene.

Qu'est-ce que la neuroéducation ?

Cette discipline, également appelée neurosciences pour l'éducation, se base sur les découvertes scientifiques sur le cerveau pour aider les étudiants à mieux apprendre.

Ses principaux domaines d'intérêt sont l'attention, la mémoire, la fonction exécutive et le contexte émotionnel de l'apprentissage. Tous ces éléments façonnent la façon dont les apprenants traitent et retiennent de nouvelles informations. Bien utilisée, la neuroéducation permet de comprendre pourquoi et comment une méthode d'enseignement fonctionne, et pas seulement si elle fonctionne.

Comment elle diffère des neurosciences cognitives et de la psychologie de l'éducation

Ces deux domaines connexes sont souvent confondus avec la neuroéducation. Pour distinguer ces concepts, on peut prendre l'image d'un arbre généalogique :

• Les neurosciences cognitives étudient la façon dont le cerveau fonctionne, traite l'information, se souvient et apprend.
• La psychologie de l'éducation explore les processus d'apprentissage et l'engagement des étudiants en classe.
• La neuroéducation combine les deux. Elle transforme les neurosciences cognitives et la psychologie de l'éducation en stratégies d'enseignement éprouvées et validées scientifiquement.

Les enseignants et les concepteurs pédagogiques bénéficient de techniques d'enseignement fondées sur les sciences du cerveau.

Une approche qui a évolué avec le temps

Le lien entre sciences cognitives et éducation n'est pas nouveau. Les premiers chercheurs ont commencé à étudier comment le cerveau façonne l'apprentissage dès le XIXe siècle. Au fil du temps, cette curiosité s'est transformée en un domaine scientifique. 

Le premier cours universitaire en psychologie de l'éducation a été enseigné en 1839 à l'Université du Nebraska. Parallèlement, d'autres chercheurs ont commencé à publier des articles et des études scientifiques. Mais une question restait en suspens : comment le cerveau apprend-il réellement ?

Le changement majeur a été opéré à la fin des années 1990. Le mouvement Mind, Brain and Education (MBE) a émergé, dirigé par des chercheurs comme Kurt Fischer à Harvard. Ils considéraient que les scientifiques, les éducateurs et les apprenants devaient travailler comme des partenaires. L'objectif était d'aider les enseignants à guider la recherche et non pas uniquement à en recevoir les conclusions. 

Aujourd'hui, la neuroéducation est étudiée dans le monde entier. Des institutions comme le Centre for Educational Neuroscience à Londres réunissent des scientifiques du cerveau, des psychologues et des enseignants.

La mission n'a pas changé au fil des ans : rendre la recherche utile aux enseignants, aux apprenants et aux concepteurs pédagogiques.

Quelques principes clés à connaître

Attention et mémoire de travail

L'apprentissage commence par l'attention. Si votre cerveau ne remarque pas quelque chose, il ne peut pas s'en souvenir. Une fois l'attention captée, l'information atterrit dans la mémoire de travail, l'espace de stockage à court terme du cerveau. C'est à cet instant que la fonction exécutive entre en jeu. Elle aide vos élèves à se concentrer et à filtrer l'information.

Mais la mémoire de travail a des limites. Elle ne peut contenir que quelques éléments à la fois, sur une courte durée. Les leçons qui incluent trop d'informations laissent les élèves dans une situation de confusion. Avec le stress ou la fatigue, la capacité de mémorisation diminue.

Pour les enseignants, la conclusion est claire : attirez d'abord l'attention, puis aidez à conserver les nouvelles informations importantes.

Engagement actif et pratique de récupération

Un apprentissage trop passif risque à l'inverse d'être vite oublié. Le cerveau se souvient de ce sur quoi il travaille activement. Cela s'appelle l'engagement actif. C'est l'un des principes les plus forts en neurosciences éducatives.

Une forme puissante d'engagement actif est la pratique de récupération de l'information. Les élèves se rappellent ce qu'ils ont appris de mémoire, au lieu de relire ou de réécouter. Chaque fois que les élèves se rappellent d'une information, leur mémoire se renforce et il devient plus facile de faire appel à ses connaissances la fois suivante. Les conclusions de plusieurs études sont très claires : l'engagement actif développe les compétences d'apprentissage et la performance académique.

Sous quelle forme cela se déroule-t-il dans votre classe ? Il peut s'agir par exemple de questions rapides, de brèves tâches d'écriture, d'une résolution de problèmes ou bien d'explications entre pairs.

Feedback, consolidation et répétition espacée

Après l'engagement actif, trois principes complètent le cycle d'apprentissage : feedback, consolidation et effet d'espacement.

• Le feedback indique au cerveau si la compréhension est correcte ou non. Sans cela, les erreurs deviennent permanentes. Plus ce retour est rapide, plus il est facile de corriger.
• La consolidation est le processus lent par lequel la mémorisation passe du court terme au long terme, souvent pendant le sommeil. C'est à ce moment-là que le cerveau rejoue ce que vos élèves ont appris pendant la journée. Un processus rendu possible grâce à la plasticité cérébrale. Au fur et à mesure que vos élèves consolident ce qu'ils ont appris, leurs connexions neuronales dans le cerveau se renforcent.
• La répétition espacée est une découverte puissante des neurosciences cognitives, soutenue par des études sur plusieurs années. Les sessions espacées construisent une mémoire plus forte que le "bachotage". Les cerveaux de vos élèves ont besoin de temps entre les sessions pour verrouiller de nouvelles informations dans un système de mémoire à long terme.

Le rôle de l'émotion et de l'interaction sociale dans l'apprentissage

L'apprentissage ne concerne pas seulement les faits, l'émotion joue un rôle énorme. Les émotions positives comme la curiosité, l'intérêt et la sécurité sont associées à l'amélioration de la mémoire et de la motivation. Les émotions négatives comme le stress, l'anxiété ou la peur bloquent la réflexion des élèves.

L'interaction sociale compte aussi. Le cerveau humain est câblé pour l'apprentissage partagé. Des connexions sociales fortes, des discussions, l'enseignement entre pairs et le feedback en direct sont plus puissants que le travail en solo. Ceux-ci activent les systèmes cérébraux derrière la mémoire et le raisonnement. Cela aide les élèves à construire ensemble des connaissances plus profondes.

La leçon pour les enseignants : une classe émotionnellement engagée est plus efficace.

Appliquer les principes des neurosciences dans les cours

Concevoir des environnements d'apprentissage adaptés au cerveau

Une classe qui s'appuie sur ces principes facilite la façon dont le cerveau apprend. Cela commence par l'environnement lui-même.

Réduisez les perturbations visuelles et auditives. Les deux détournent l'attention de la leçon. Assurez-vous que les élèves peuvent entendre et voir clairement de chaque élément. Prévoyez de courtes pauses. Le cerveau consolide les nouvelles informations pendant ces phases, pas seulement pendant l'enseignement. Elles aident le cerveau des élèves à donner un sens à ce qui a été enseigné.

La sécurité émotionnelle compte aussi. Lorsque les élèves se sentent libres de faire des erreurs, leur cerveau reste ouvert aux nouvelles informations. Lorsqu'ils craignent de se tromper, le cerveau se ferme et l'apprentissage ralentit.

De petits changements dans l'agencement des sièges, l'éclairage ou le rythme des leçons peuvent influencer la façon dont les élèves se concentrent et se souviennent.

Récupération active, répétition espacée et vérifications formatives

C'est là que les principes rencontrent la pratique. Trois techniques sont largement soutenues par les neurosciences éducatives.

• La récupération active demande aux élèves de rappeler des informations en mémoire, au lieu de les revoir passivement. La forme la plus simple est une question rapide : « Qu'avons-nous couvert lors de la dernière leçon ? » D'autres formes incluent des quiz courts, des flashcards ou des questions entre pairs.
• La répétition espacée transforme l'effet d'espacement en une routine d'enseignement. Au lieu d'enseigner un concept une seule fois, revoyez-le après un jour, une semaine et un mois. Chaque retour rend la mémoire plus forte.
• Les vérifications formatives sont des feedbacks rapides pendant une leçon, comme un sondage, une tâche d'écriture, voire une main levée. Ils vous indiquent ce que les élèves ont compris et ce qui nécessite plus d'attention.

Démystifier le mythe des « styles d'apprentissage »

L'une des idées les plus courantes en éducation est aussi l'une des plus trompeuses. Les styles d'apprentissage sont l'un des neuromythes les plus célèbres.

La théorie des « styles d'apprentissage » catégorise les élèves en apprenants visuels, auditifs ou kinesthésiques. Elle prétend que les enseignants devraient adapter les leçons à chaque type. Mais les données issues de la recherche cérébrale n'ont pas confirmé cette idée.

Les neurosciences montrent que tous les élèves bénéficient d'un mélange d'approches pédagogiques. Le cerveau retient mieux lorsque l'information est transmise par plusieurs canaux comme les mots, les images, les exemples et la pratique. Un seul « style » ne suffit pas.

La bonne nouvelle : vous n'avez pas besoin de concevoir des leçons séparées pour chaque « type » d'apprenant. Des leçons riches et variées engagent chaque élève présent dans la salle.

Tendances actuelles de la recherche en neurosciences éducatives

Les neurosciences éducatives évoluent rapidement. Les chercheurs appellent désormais ce domaine en pleine croissance la « nouvelle science de l'apprentissage ». Elle réunit les neurosciences cognitives, la psychologie et la recherche sur le développement. Ces efforts pourraient changer la façon dont les enseignants travaillent à l'avenir.

Un domaine majeur est la neuroscience cognitive développementale. Elle étudie comment l'apprentissage évolue à mesure que le cerveau grandit, de l'enfance à l'âge adulte. Ces découvertes aident les enseignants à comprendre quand introduire certaines compétences. Le cerveau a des périodes critiques où il est le plus prêt à apprendre. En particulier, les cerveaux des enfants forment rapidement des connexions neuronales. Ils s'adaptent vite et acquièrent de nouvelles expériences.

Un autre domaine en pleine expansion est l'étude des environnements d'apprentissage. Les chercheurs explorent comment l'éclairage, le son et le contexte social influencent l'activité cérébrale pendant une leçon. Les résultats influencent déjà la conception des salles de classe modernes.

La recherche s'étend également à l'apprentissage social et émotionnel. Des études dans des revues comme Nature Reviews Neuroscience cartographient comment le stress, la motivation et la connexion entre pairs affectent la mémoire et l'attention. Les données des études lient les compétences émotionnelles à la réussite académique.

Qu'est-ce que cela signifie pour les enseignants et les concepteurs pédagogiques ? Les neurosciences éducatives deviendront de plus en plus pratiques. Le pont entre la recherche cérébrale et la pratique en classe ne fait que se renforcer, répondant aux défis quotidiens de l'enseignement.

Wooclap, une plateforme d'active learning ancrée dans les sciences de l'apprentissage

Wooclap est une plateforme d'apprentissage actif construite sur les principes de la neuroéducation. Chaque fonctionnalité est conçue autour de la façon dont le cerveau apprend réellement.

Les quatre piliers de de l'apprentissage par S. Dehaene font partie des fondamentaux pour Wooclap. Ils impactent chaque type de question et d'interaction proposée sur la plateforme. Avec Wooclap, un sondage rapide capte l'attention et les questions de rappel favorisent l'engagement actif. Vous pouvez donner un retour en direct pendant un cours, aider les étudiants à consolider leurs connaissances et à développer des compétences au fil du temps.

Ce qui distingue Wooclap, c'est sa gamme d'activités. Wooclap propose plus de 20 types de questions interactives, vous offrant un outil pour chaque moment du cours. Ceux-ci incluent des nuages de mots, des questions à choix multiples, des sondages et « trouver sur une image ». Vous pouvez mélanger et adapter les formats pour chaque leçon. Différents formats stimulent différentes parties du cerveau et aident vos étudiants à apprendre plus efficacement.

Ce n'est pas qu'une théorie. À l'Université d'Édimbourg, Wooclap a aidé à augmenter la participation des étudiants de 30 % en un seul semestre. Comme en témoignent nos clients :

Cela répond à l'un des défis courants dans l'enseignement supérieur : amener les étudiants discrets à participer en classe. 

Cette approche fonctionne au-delà des salles de classe. 360Learning a utilisé Wooclap pour son premier lancement régional virtuel mondial (RKO) avec 200 représentants commerciaux à travers les fuseaux horaires.

Pour les enseignants et les concepteurs pédagogiques, Wooclap transforme les neurosciences en ressources pratiques, que vous pouvez réellement utiliser dans les salles de classe et les programmes de formation. Chaque question, chaque sondage, chaque interaction sont construits autour de la façon dont les étudiants apprennent, améliorant à la fois l'engagement et les résultats académiques.

Conclusion

Les neurosciences et l'éducation ne sont plus des univers séparés. Des décennies de recherche sur le cerveau nous montrent maintenant comment l'attention, la mémoire et l'émotion façonnent la manière dont vos étudiants apprennent. Lorsque vous appliquez ces principes, les leçons ont plus d'impact sur vos étudiants. Elles augmentent l'engagement et les compétences académiques.

Nul besoin d'avoir un diplôme en neurosciences pour enseigner de cette manière. Cela peut être mis en pratique avec quelques techniques simples, fondées sur des preuves. La pratique de la récupération, la répétition espacée, le feedback formatif et la sécurité émotionnelle. Ce sont de petits changements, mais ils font une réelle différence pour vos étudiants.

Il ne s'agit pas de changer votre façon d'enseigner du jour au lendemain, mais d'appliquer ce que les neurosciences nous enseignent, leçon après leçon. Les petits changements s'additionnent. C'est là que les neurosciences et l'éducation se rencontrent vraiment, pour favoriser l'apprentissage.

FAQ

Quel est le lien entre neurosciences et éducation ?

Les neurosciences éducatives sont un domaine qui relie les deux. Elles utilisent les découvertes de la recherche sur le cerveau et les preuves sur l'apprentissage, pour rendre l'enseignement plus efficace dans les salles de classe.

Comment les enseignants peuvent-ils appliquer les principes des neurosciences en classe ?

En utilisant des techniques comme la récupération active, la répétition espacée et le retour rapide pendant les leçons. Vous pouvez aider les élèves à rester attentifs, éviter la surcharge d'informations et développer de solides compétences d'apprentissage. Faites en sorte que la classe soit un lieu adapté où l'on peut apprendre de ses erreurs, dans le but d'améliorer les résultats.

La théorie des styles d'apprentissage est-elle efficace ?

La théorie des styles d'apprentissage affirme que les élèves apprennent mieux lorsque l'enseignement correspond à leur style d'apprentissage préféré. Mais aucune preuve basée sur la recherche ne confirme cette thoérie. Enseigner par le biais de multiples canaux comme les mots, les images, les exemples et la pratique fonctionne pour tous les élèves.

Quels sont les quatre piliers de l'apprentissage de Dehaene ?

Ils s'agit de l'attention, de l'engagement actif, du retour d'information et de la consolidation. Identifiés par Stanislas Dehaene, un neuroscientifique cognitif français, ces quatre piliers forment une matrice claire pour des leçons améliorées et des compétences académiques renforcées.

Qu'est-ce que la Nouvelle Science de l'Apprentissage ?

La Nouvelle Science de l'Apprentissage est une matrice de recherche issue d'un article scientifique publié en 2009 intitulé « Foundations for a New Science of Learning » par Meltzoff, Kuhl, Movellan et Sejnowski dans la revue Science. La matrice rassemble des découvertes en neurosciences cognitives, en psychologie, en développement et dans l'éducation. Son objectif : façonner un meilleur enseignement basé sur ce que nous savons du cerveau.