Psychologie cognitive pour l'enseignant/Développer sa méta-cognition

Psychologie cognitive pour l'enseignant

• Introduction

Partie 1 : L'apprentissage conceptuel

• Aborder une notion : définitions et exemples
• L'élaboration : faire des liens
• L'effet de génération : application et controverses

Partie 2 : La théorie de la charge cognitive

• Réduire la charge cognitive intrinsèque
• Supports pédagogiques
• Exercices et exemples : comment rendre la pratique efficace ?

Partie 3 : Les révisions

• Les stratégies de répétition
• Les stratégies d'élaboration
• Développer sa méta-cognition

Partie 4 : Généralités

• Le changement conceptuel
• Le transfert d'apprentissages
• L'importance de la pratique
• Le mythe des styles d'apprentissage

Partie 5 : Apprentissages spécifiques

• L'apprentissage de la lecture

Maintenant, nous allons quitter le domaine du fonctionnement de la mémoire. Nous allons aborder une compétence appelée la méta-cognition, qui est fortement corrélée avec la réussite scolaire. Pour résumer, la méta-cognition est la capacité à évaluer et contrôler son apprentissage ou ses processus mentaux. Pour cela, les élèves ont souvent à leur disposition diverses stratégies de mémorisation, de compréhension de texte, de résolution de problèmes, etc. Certaines de ces stratégies de mémorisation représentent la capacité à « apprendre à apprendre ». En gros, plus un élève a une bonne méta-mémorisation, plus il sait quelles sont les méthodes pour apprendre facilement. À côté, on trouve aussi des stratégies de compréhension de texte : se baser sur la structure du texte, chercher l'idée générale, relier le contenu du texte avec des connaissances antérieures, etc. Mais concentrons-nous sur les stratégies de mémorisation.

La méta-mémoire et ses mécanismes

Pour bien réviser un élève doit savoir ce qu'il sait et ce qu'il ne sait pas, histoire de se concentrer sur ses points faibles. Cette capacité à savoir ce qu'on sait et ce que l'on ignore s'appelle la méta-mémoire. Plus un élève a une bonne méta-mémoire, plus il sait quelles sont ses lacunes, et quelles sont ses points forts. Cette méta-mémoire est fortement corrélée à la réussite scolaire ultérieure. Cette capacité de méta-mémoire permet de savoir où nous en sommes dans notre apprentissage, de voir notre progression, de savoir si nos stratégies de mémorisation sont adaptées, d'identifier nos lacunes et nos points forts, de savoir ce que l'on doit revoir. Elle permet aussi de savoir si on va arriver à résoudre une tache bien précise. Par exemple, elle permet à un élève de savoir s'il saura résoudre tel ou tel exercice. Et je peux vous assurer que cela sert beaucoup lors des contrôles : cela permet de gérer son temps efficacement, de savoir sur quoi passer du temps si on veut gratter des points, etc.

Pour étudier la méta-mémoire, les scientifiques se contentent de poser des questions à des sujets. Ceux-ci peuvent alors soit se rappeler de la réponse, soit ne pas s'en souvenir du tout, soit avoir le sentiment qu'ils connaissent la réponse mais ne peuvent pas s'en rappeler immédiatement (ils ont la réponse sur le bout de la langue). Généralement, on donne des définitions de mots rares aux sujets, qui doivent retrouver le mot correspondant. Si le sujet a un mot sur le bout de langue, il doit donner un maximum d'informations sur ce mot, et dire s'il arrivera à s'en rappeler d'ici quelques minutes. Le dernier cas est assez intéressant. En attendant un peu, le sujet se souvient du mot recherché dans 95% des cas. De plus, il arrive à prédire s'ils se souviendra du mot ultérieurement avec une bonne efficacité : si on leur demande si "ça vient", une réponse positive est presque toujours suivie d'un rappel. Dans ce qui va suivre, nous allons parler de TOT pour le phénomène déclenché dans ce protocole expérimental.

Un protocole expérimental similaire est souvent utilisé, la différence étant ce que fait l'expérimentateur quand un sujet a un mot sur le bout de la langue. L’expérimentateur présente alors au sujet un mot, et le sujet doit dire s'il s'agit bien du mot qu'il avait sur le bout de la langue : le sujet doit reconnaître le mot. De plus, avant la présentation du mot, les sujets doivent prédire s'ils se tromperont ou réussiront à reconnaître le mot présenté. Ce protocole évalue ainsi le sentiment de connaissance, appelé Feeling Of Knowing en anglais, et abrévié FOK dans ce qui va suivre. Les deux types de jugement sont fortement corrélés entre eux dans la majorité des expériences. Il existe cependant des manipulations qui favorisent ou diminuent l'occurrence d'un TOT, mais n'influent pas sur l’occurrence des FOK, et réciproquement. À l'heure actuelle (2015), on ne sait pas si TOT et FOK sont des phénomènes différents ou deux faces d'une même pièce.

Ceux qui ont un mot sur le bout de la langue savent qu'ils connaissent le mot, même s'ils n'arrivent pas à s'en souvenir. En conséquence, l'effet du mot sur le bout de la langue rentre dans le cadre de la méta-mémoire, la capacité à savoir ce que l'on sait et ne sait pas. Les mécanismes de l'effet du mot sur le bout de la langue sont donc liés aux mécanismes de la méta-mémoire, ce qui fait que ce qui va suivre est plus une revue des théories sur la méta-mémoire qu'une revue des théories spécialisées sur le manque du mot proprement dit.

Accès direct

La théorie de l'activation incomplète dit que le cerveau utilise le niveau d'activation de l'information à rappeler pour en déduire sa présence en mémoire : on suppose qu'on ne connaît pas la réponse quand son niveau d'activation est en deçà d'un seuil de détection, alors qu'on la connaît dans le cas contraire. On a un mot sur le bout de la langue quand ce niveau d'activation est insuffisant pour se rappeler de l'information : au-dessous d'un certain seuil de rappel, l'information n'est pas rappelée. Mais le niveau d'activation peut malgré tout être supérieur au seuil de détection ou au seuil de reconnaissance.

La théorie du déficit de transmission améliore la théorie de l'activation incomplète en postulant que les informations sur le sens d'un mot et sa prononciation sont des informations séparées en mémoire. Quand on a un mot sur le bout de la langue, le sens d'un mot s'active, mais pas sa prononciation : le lien entre ces informations n'est pas assez fort pour propager suffisamment l'activation. Le faible force de ce lien peut être causé par une faible fréquence d'usage du mot ou le vieillissement.

La théorie du blocage expliquerait pourquoi on n'arrive pas à se rappeler du mot sur le bout de la langue. Celle-ci postule que d'autres mots similaires ou reliés s'activent, et entrent en compétition pour le rappel : ces mots similaires bloquent le rappel du mot demandé. Mais cette théorie est très difficile à tester. Le seul protocole le permettant compare un groupe contrôle, et un groupe où l’expérimentateur présente des bloqueurs potentiels avant de demander le rappel du mot. Mais ce protocole souffre d'un problème : les bloqueurs potentiels présentés peuvent servir d'indice de récupération, augmentant alors la probabilité de rappel.

Familiarité des indices

D'autres théories complètent les théories précédentes en postulant que la présence d'une information en mémoire est aussi déduite à partir d'un ensemble de soupçons qui indiquent la présence de l'information en mémoire. Un premier indice est la familiarité des indices de récupération. Cette familiarité des indices leur permet de s'activer facilement : ils atteignent un haut niveau d'activation lors de leur présentation. Le niveau d'activation des indices de récupération est donc utilisé, en plus du niveau d'activation du mot à rappeler. Cette familiarité dépend de deux mécanismes : la familiarité des mots utilisés dans la question et la familiarité avec le domaine de la question et sa formulation. Par exemple, à la question "qui a peint la Guernica ?", quelqu'un de peu cultivé répondra directement : "j'en sais rien, j'y connais rien en peinture !". Comme autre exemple, la question "quel est votre nom?" est très familière et vous en déduisez que vous connaissez la réponse.

Pour prouver l'influence de la familiarité des indices, on peut donner des pièges aux sujets, et plus précisément des questions sans réponses valable, mais qui sont très similaires à des questions familières. Celles-ci déclenchent un effet du mot sur le bout de la langue très facilement, pour un mot qui n'existe pas. Par exemple, c'est le cas avec la question suivante « De quel pays le Jacque est-il l'unité monétaire ? ». On peut aussi comparer un groupe où des indices sont présentés plusieurs fois, pour des mots différents, avec un groupe contrôle. C'est cette méthode qui a été utilisée par Metcalfe, Schwartz, et Joaquim dans leur étude de 1993. Le résultat est que le groupe où les indices étaient réutilisés avait plus de mots sur le bout de la langue que les autres, pour un taux de rappel similaire aux autres groupes.

Heuristique d’accessibilité

En plus de la familiarité des indices, le cerveau utilise une heuristique d’accessibilité. Pour simplifier, il se base sur les informations liées au mot sur le bout de la langue pour en déduire sa présence : si les indices activent un grand nombre de connaissances supposément reliées au mot sur le bout de la langue, alors le mot est présent en mémoire. Comme preuve expérimentale de l'existence de cette heuristique, on peut citer l'étude de Schwartz et Smith, datée de 1997. Dans cette étude, les sujets devaient mémoriser une liste de correspondances entre un animal et sa localisation géographique. Le groupe contrôle ne recevait aucune information supplémentaire, alors que deux autres groupes recevaient des informations en plus, comme la taille et le régime alimentaire de l'animal. Les trois groupes avaient un taux de rappel identique, mais les deux derniers groupes avaient plus de situations de mots sur le bout de la langue que le groupe contrôle.

À l'heure actuelle, on pense que la familiarité des indices, l'heuristique d’accessibilité, et le niveau d'activation du mot à rappeler sont intégrés par un système de Monitoring, pour déduire si le mot est présent en mémoire ou non. Il semblerait que le mécanisme de familiarité avec les indices de récupération soit utilisé en premier, laissant de plus en plus la place à l'heuristique d’accessibilité. En effet, la reconnaissance des indices active ceux-ci avant d'activer les informations reliées (il faut que l'activation se propage). Cela explique pourquoi la majorité des jugements subjectifs de TOT et de FOK sont très rapides, inférieurs aux temps de rappel d'une information.

Ce système de Monitoring est situé quelque part dans le cerveau, et on suppose qu'il est localisé dans le cortex frontal : des patients avec des lésions dans cette aire du cerveau ont des jugements méta-cognitifs altérés, avec une mémoire normale. Par contre, des patients avec des troubles de la mémoire ont des performances métacognitives normales : c'est le cas des patients avec des lésions dans le lobe temporal inférieur, ou des malades d'Alzheimer. Certains patients ont toutefois des déficits marqués à la fois pour la mémoire et la méta-mémoire : les patients atteints du syndrome de Korsakoff en sont un exemple.

Développer sa méta-mémoire

Reste que la méta-mémoire est faillible. Celle-ci se base en effet beaucoup sur la familiarité des indices, la facilité à les exploiter dans des tâches de reconnaissance. Or, on a vu il y a quelques chapitres que cette familiarité est influencée par les méthodes de répétition les plus inefficaces. Relire ses cours ou apprendre par cœur développe ce sentiment de familiarité avec la matériel appris, ainsi que les indices qu'il contient, mais n'a aucune influence sur les capacités de rappel ultérieures. D'où la persistance des méthodes de révision basées sur le par cœur et la relecture des cours. Mais alors comment faire pour que nos élèves puissent développer leur méta-mémoire ? Développer leur expertise, afin de profiter au maximum de l'heuristique d'accessibilité, est une première solution. Mais il y en a d'autres, comme nous allons le voir maintenant.

Des objectifs pédagogiques explicites

Pour que l'élève régule efficacement ses apprentissages, le mieux est de fournir explicitement des buts d'apprentissage clairs et précis : l'élève doit savoir ce qu'on attend de lui, ce qu'il est important de savoir ou de savoir faire. Par exemple, les buts peuvent être : "Utiliser la loi de la conservation de la quantité de mouvement pour résoudre des problèmes de physique", "Utiliser l'algorithme de résolution d'une équation du second degré", etc. Ces buts doivent être les plus précis possible : il faut éviter des buts généraux ou trop vagues pour l'élève, tels que "apprendre à lire un texte", "apprendre à chercher de l'information", etc.

Plus les buts sont difficiles, plus l'élève s'orientera vers des stratégies d'apprentissage efficaces. Cela a été montré dans une expérience faite par Fenouillet, en 2003. Dans son expérience, les élèves devaient apprendre des listes de mots. Un premier groupe recevait un but vague : "faites de votre mieux", le second groupe n'avait pas de but, tandis qu'un troisième groupe devait rappeler la totalité de la liste. Au final, le groupe qui recevait le but précis (rappeler toute la liste) avait des performances nettement meilleures : des études complémentaires ont montré que cela provient du fait que le but forçait les élèves à utiliser des stratégies mnémotechniques au lieu d'apprendre par cœur.

Retour sur performance

Reste qu'une fois les buts explicités, l'élève doit avoir un moyen de savoir s'il a atteint ces buts, ou s'il s'en approche. En clair : il doit savoir s'il a compris ou s'il a correctement mémorisé ce qu'on lui a appris. Pour développer cette méta-mémoire, il n'y a qu'un seul moyen : fournir aux élèves un feedback, un retour de performance. Il faut que le retour sur performance soit précis, et permette à l'élève de correctement identifier ses lacunes et ses points forts. Il doit de plus indiquer pourquoi les buts n'ont pas été atteints : un feedback élaboratif est plus efficace qu'un feedback simple. Dire simplement : « tu n'as pas réussis à résoudre l'équation du second degré ne suffit pas ». Il faut aussi expliquer pourquoi les buts n'ont pas été atteints : «  tu n'as pas réussit parce que tu as fait des erreurs de calculs, mais la méthode de résolution est comprise ». Contre-intuitivement, il vaut mieux que ce retour sur performance ait lieu non pas immédiatement, mais avec un délai. Il faut donc faire beaucoup d'évaluations, fréquemment.

À ce petit jeu, les notes ne sont pas assez précises. Elles ne permettent pas à elles seules de savoir ce que l'on sait et ce que l'on ne sait pas. À la place, il vaut mieux utiliser l'évaluation formative, aussi appelée évaluation diagnostic. Cette évaluation formative consiste à dire explicitement aux élèves quelles sont leurs forces et leurs faiblesses. Par exemple, on peut donner des commentaires relativement normés sur la copie, au lieu d'une note. Ce commentaire devrait expliciter clairement, pour chaque copie ce que l'élève doit revoir, afin qu'il sache quoi faire pour y remédier. Les recherches sur le sujet sont claires : l'évaluation formative est plus efficace que l'évaluation sommative. De plus, l’évaluation formative seule est plus efficace qu'une évaluation formative secondée par des notes. Quand une note est donnée, les élèves ont tendance à se focaliser sur celle-ci et à ne pas regarder les appréciation et commentaires écrits.

Pour résumer, la méta-cognition recommande :

• un enseignement explicite des méthodes de travail efficaces et des techniques de mémorisation ;
• des objectifs d'apprentissage clairs, précis, et exigeants ;
• un retour sur performance précoce et détaillé ;
• une évaluation formative.