Compréhension et mémoires: ce qu’en disent les neurosciences cognitives

Compréhension et mémoires: ce qu’en disent les neurosciences cognitives

 

La difficulté de compréhension est l’une des causes les plus souvent avancées de la difficulté scolaire. Mais qu’est-ce que compréhension et comment parvient-on à l’améliorer ?

Les définitions de « comprendre » sont multiples, tant cette activité cognitive est complexe. Ce peut être : « Relier une information perçue à des connaissances et des situations antérieurement acquises, afin de construire des représentations mentales qui font sens ».

Deux points sont à remarquer :
. « Relier » et « construire » sont des verbes d’action.

Comprendre est une activité cognitive, une dynamique.

. Comprendre ne peut s’accomplir sans des matériaux de base possédés en mémoire : des savoirs élémentaires qui servent à élaborer des représentations, et des situations de références servant à élargir le champ de la compréhension, la contextualiser, la relier, la prolonger pour produire et enrichir sa pensée.

. La relation entre « compréhension » et « mémoires » est intime, mais sont des processus à distinguer. Les mémoires sont nécessaires en amont pour comprendre. Comprendre permet ensuite d’amorcer la mémorisation, mais mémoriser sur un terme long relève d’autres stratégies complémentaires.

 

Développement

L’enjeu de « comprendre » au cœur des activités scolaires

    • Les activités scolaires sont structurées afin de permettre aux apprenants de traiter des situations de complexité croissante, au sein desquelles la compréhension joue un rôle premier. Davantage que de remplir le cerveau des élèves de connaissances, l’objectif n°1 des enseignants est de leur permettre de comprendre et maîtriser le plus grand nombre possible de situations.
    • A contrario toute carence de compréhension entraîne à terme (qui peut démarrer au moment de l’apprentissage) des difficultés qui généralement se démultiplient, avec des dégâts collatéraux : décrochage temporaire, démotivation, effet sur l’image que l’apprenant construit de lui-même, affaiblissement de la curiosité, mauvais résultats scolaires.
    • La compréhension est un processus individuel:

. Par les savoirs mobilisés pour comprendre si différents en nombre et en précision d’un apprenant à l’autre.
. Par les situations de référence dont dispose l’apprenant pour contextualiser, appliquer et transférer, créer et produire.
. Par les rythmes d’acquisition et les conditions d’apprentissage.

    • L’enseignant-formateur va devoir agir aux niveaux suivants :
      1. Permettre à tous les apprenants de disposer des éléments sémantiques nécessaires pour permettre et optimiser une compréhension juste.
      2. Tout faire pour limiter les écarts entre les apprenants tant au départ qu’en cours d’étude.

      Pour cela :

      . Mieux connaître le processus cognitif de la compréhension.
      . Etablir une relation claire entre « compréhension » et « mémorisation »
      . Mettre en place des stratégies pédagogiques permettant de placer le maximum d’apprenants en situation de comprendre en amont de l’étude, puis de suivre leur niveau de compréhension en cours d’étude
      . Disposer de connaissance sur les outils numériques susceptibles de pallier les différences de niveau de compréhension des apprenants.

       

      Le processus cognitif de la compréhension

      De la perception à l’élaboration d’une représentation

Quand est-on placé en situation de comprendre ? Lorsque l’individu est confronté à un « système d’informations liées » à partir duquel il va élaborer une ou des « idées », une « représentation » qui fait sens. Qu’il pourra ensuite exploiter pour raisonner, produire, comparer, etc. Et à partir duquel il aura l’opportunité d’intégrer des savoirs qui lui étaient jusqu’alors étrangers.

Le système pouvant être un petit texte, un schéma, une problématique, une situation, etc. Toujours constitué d’éléments liés entre eux par des relations généralement cohérentes.

Quelle que soit la familiarité de ces éléments et des liens entre eux, l’esprit va enclencher trois principales phases intriquées :

. Phase de reconnaissance-identification, dite « de surface » : l’esprit perçoit et reconnaît les éléments, les mots, les signes, les symboles, les sons. Un premier mécanisme mémoriel est mobilisé.

Qui peut être un premier niveau possible de blocage ! L’apprenant connaît-il ce mot anglais, ce signe mathématique, ce symbole chimique, cet élément d’un schéma de biologie, tout simplement le sens précis de ce mot ? L’a-t-il déjà rencontré, lui est-il « familier » ?

. Deuxième phase, dite « de base sémantique » au cours de laquelle se construit un ensemble de propositions :

  • Des microstructures, petits ensembles desquels il est possible de faire émerger des sens (par exemple des fragments de phrases, des parties de schéma, des petits groupes d’éléments de la situation).
  • Une ou plusieurs macrostructures résultant de l’articulation des microstructures. Construction le plus souvent automatique, entravée ou altérée chaque fois que l’apprenant est en handicap d’éléments sémantiques : soit il n’en dispose pas, soit ceux-ci ne sont pas justes.

Notons que cette phase est plus ou moins rapide selon la mobilisation aisée d’éléments connus, et selon le nombre des microstructures en jeu. La macrostructure d’un texte comportant de nombreuses microstructures sera difficile à construire, le processus de compréhension sera perturbé.

A ce stade, l’apprenant est en mesure de tirer quelques idées majeures de la situation. Mais la réalisation de cette phase n’est pas concevable sans pouvoir associer des sens aux éléments, aussi justes que possible.

On mesure ici l’importance cruciale de disposer en amont de ces sens, qui relèvent de la mémoire sémantique. Il revient en partie à l’enseignant-formateur de permettre au maximum d’apprenants de disposer de ce capital sémantique :

  • Les « prérequis» indispensables en amont de l’étude du chapitre : les apprenants connaissent-ils les concepts, les définitions de mots et concepts-clés qui seront utilisés ?
  • Si l’enseignant-formateur a recours à des techniques s’inspirant de la pédagogie inversée, comment l’organise-t-il ? Sous quelle forme présente-t-il les informations ? Comment sont construits ses supports?
  • Comment va-t-il s’assurer de la bonne intégration des informations de bases qui vont contribuer à la compréhension : questionnements, exercices de positionnement, tests d’entrée ?
  • Ce qui est dit au démarrage de l’étude est évidemment valable en cours d’étude. Comment l’enseignant-formateur va-t-il s’assurer que les mots et concepts traités et en cours d’acquisition sont suffisamment connus pour permettre une construction correcte de la représentation ?

 

. Troisième phase dite « d’élaboration du modèle de situation », au cours de laquelle l’apprenant lie le système étudié à d’autres savoirs, d’autres systèmes, réflexions, situations rencontrées, évocations stockées dans différentes mémoires. Il sort du système étudié et la pensée se diffuse, s’active, est prête à établir des analogies, se contextualiser, émettre des conclusions, servir à produire, etc.

Cette phase d’extension, sans doute la plus ambitieuse dans l’acte d’apprendre, bute sur la différence entre les individus, plaçant en avantage ceux qui ont déjà beaucoup appris, vécu, réfléchi, et ceux qui sont plus pauvres de ce stock.

Dans cette phase, l’enseignant-formateur rencontre une limite sévère : il est lui difficile, voire impossible, en dépit d’efforts de contextualisation, d’illustration, d’applications, de compenser les écarts individuels.

 

Conclusion d’étape

. La capacité de compréhension est très fortement déterminée par les acquis mémoriels de l’apprenant : mémoire lexicale de reconnaissance, mémoire sémantique des sens, mémoire épisodique des situations. Il faut savoir en amont pour comprendre.

. C’est au terme de ces trois phases que l’apprenant sera en pleine mesure de mettre à profit l’objet de sa compréhension.

. Réduire les écarts de compréhension entre les apprenants exige de mettre en place des mesures autour des prérequis.

 

                   Définition de la compréhension

Elaboration d’une représentation individuelle
Sur la base d’acquis mémoriels (savoirs, situations)
Avec intégration éventuelle de nouvelles informations
En vue d’analogies, extensions, productions

Comprendre n’est pas un processus binaire : « je comprends » ou « je ne comprends pas ». C’est une représentation plus ou moins juste, plus ou moins élaborée. Il est maladroit, voire déplacé de poser la question « as-tu compris ». Que l’on devrait substituer par « qu’as-tu compris » ?

 

Compréhension et mémorisation : deux processus complémentaires à distinguer

Les mémoires sont constitutives de la compréhension, pas de compréhension sans mémoires.

Conclusion d’étape
. La compréhension est un processus continu, d’élaboration individuelle de représentations, plus ou moins précises, plus ou moins justes.
. Comprendre amorce le processus de mémorisation, mais ne peut lui être assimilé.
. La compréhension est meilleure lorsque des liens nombreux sont établis avec d’autres situations (ce dont disposent les apprenants de bons niveaux)
. Anticiper la difficulté d’apprentissage, c’est déceler et résoudre les obstacles à la construction de la compréhension à leur racine.
. Au cours des phases 2 et 3, il y a absorption des connaissances nouvelles.

 

Le rôle de la mémoire de travail

La construction en phase 2 des macrostructures représentatives de la situation étudiée exige d’associer des sens aux termes et liens, mais aussi et surtout d’articuler l’ensemble des microstructures en présence, en mémoire de travail dont on sait qu’elle est limitée :

. Dans le temps : les informations tendent à s’en échapper en quelques dizaines de secondes ou quelques minutes

. En quantité par l’empan mnésique qui n’autorise la rétention que de 5 à 9 items environ

Un élève qui peine à établir des liens entre les items et son capital mémoriel, risque d’engorger sa mémoire de travail et dépasser l’empan mnésique. Le travail de construction s’en trouvera très vite affecté.

La spirale de la difficulté fonctionne ainsi :

  • Faible capital sémantique
  • Difficulté à construire justement les microstructures
  • Difficulté à les maintenir en mémoire de travail pour élaborer les macrostructures
  • Mauvaise compréhension
  • Extension faible de la mémoire de situation
  • Incidence sur les capacités de réflexion élargie, d’application, de production
  • Amorçage laborieux de la mémorisation, tant des idées résultant de la compréhension, que de l’intégration des connaissances nouvelles.

Rappelons le rôle de la mémoire procédurale, zone des automatismes qui désengorgent la mémoire de travail. L’apprenant confronté à une perception laborieuse et une mobilisation lente des sens au cours de la phase 2 se verra lourdement pénalisé sur le reste de la chaîne de la compréhension.

Conclusion d’étape
. La mémoire de travail est la zone cérébrale du traitement de la compréhension.
. Le caractère éphémère des informations contenues en mémoire de travail limite la capacité de l’apprenant à traiter sur un temps prolongé des situations mobilisant de nombreuses informations.
. L’empan mnésique est rapidement atteint pour un apprenant ne disposant pas d’un stock mémoriel important. Il lui rapidement difficile de construire des représentations liées à la compréhension.

 

Les questions que pose la compréhension au sein d’un groupe d’apprenants

Considérons un groupe d’apprenants, relativement homogène. Ils se distinguent par :

  • Des perceptions différentes de la situation à comprendre (phase 1 de surface)
  • Des différences d’acquis sémantiques portant sur : le nombre de mots et concepts mobilisés pour comprendre la situation, et leur justesse (phase 2 base sémantique), et la richesse relative des situations liées (phase 3 modèle de situation).
  • L’aisance des rappels en mémoires permettant de construire les représentations en cours d’étude, le nombre d’obstacles rencontrés par insuffisance mémorielle, la plus ou moins grande possession de procédures permettant à la mémoire de travail de penser « rapidement ». Constat que l’on traduit souvent par la « lenteur » de compréhension.

 

Les questions qui se posent :

. En plaçant la compréhension au cœur de la problématique, quelles sont les modalités pédagogiques les plus adaptées qu’il est possible de mettre en place pour faire atteindre par tous les apprenants du groupe des objectifs similaires ?

. Comment l’enseignant-formateur perçoit-il et suit-il l’avancée de la construction de la compréhension par les différents apprenants ?

. Quelles ressources met-il à disposition des apprenants pour pallier aux obstacles de compréhension rencontrés ? Quelle place pour le numérique ?

. Que signifie « évaluer la compréhension » de la situation par les apprenants :

  • Si on n’a pas mis à disposition des apprenants les savoirs nécessaires pour construire la compréhension…
  • Si on ne fait pas la différence entre « as-tu compris ? » (qui n’a pas de sens) et « qu’as-tu compris » (beaucoup plus conforme à la signification cognitive de la compréhension).
  • Si on n’a pas donné le temps à l’apprenant d’acquérir durablement les savoirs nécessaires à la compréhension.

. Que signifie la « vitesse d’acquisition » ? Est-ce uniquement une question de mémoires suffisamment nourries pour comprendre, et d’entraînement sur les procédures requises pour construire les représentations ? Ou cela relève-t-il de processus cognitifs sur lesquels l’enseignant-formateur n’a pas la main ?

. Dans quelles limites est-il possible d’individualiser les parcours de la compréhension au sein d’un même groupe d’apprenants ? Jusqu’à quelle finesse de recours individualisés peut-on aller ? Sans pour autant mettre en places des groupes « décrochés » de la classe.

. Tout comme il convient de distinguer la mémorisation à terme de la compréhension de la situation, il faut distinguer la compréhension de l’aisance à pratiquer une méthode et un raisonnement, par l’entraînement sur des situations diverses.

. En quoi le travail en petits groupes d’apprenants permet-il de résoudre les écarts de compréhension entre chacun ?

 

Conclusion d’étape
Individualiser les parcours de compréhension au sein d’un même groupe d’apprenants interroge sur :
. La détection aussi individuelle que possible des difficultés de détection au long de l’étude du thème par le groupe
. La mise en place et l’utilisation de ressources à disposition des apprenants : sous quelles formes, quels supports, par quelle utilisation, sur quels temps par rapport au groupe. Quelle place pour le numérique ?
. Ne pas confondre les processus de compréhension, de mémorisation, d’entraînement et de transfert sur des situations variées.

 

Préconisations pour l’enseignant-formateur

Sur les prérequis

  • Flécher les prérequis essentiels indispensables à tous les apprenants pour construire leurs représentations.
  • Mettre en place des techniques pour que les apprenants les activent et les possèdent.
  • Installer une vérification de possession de ces prérequis.

Au cours de l’étude

  • Mettre en place des ressources permettant aux apprenants de limiter les obstacles à la compréhension (banques de définitions, d’illustrations, de petits exercices).
  • Se familiariser avec des techniques numériques permettant la meilleure individualisation possible.
  • Installer des feedbacks permettant de suivre le plus précisément possible la construction individuelle des représentations de compréhension.

Après l’étude

  • Compléter les démarches de compréhension par des démarches de mémorisation permettant aux apprenants de construire des savoirs sûrs.
  • Sa rappeler que la compréhension, amorce à la mémorisation à terme, repose en grande partie sur les liens entre la situation étudiée et d’autres éléments permettant de tisser du sens.

Une devise : « apprendre moins mais mieux, pour le maximum d’apprenants »

 

©Equipe Sciences cognitives, Comment Changer l’Ecole