Prévalence et origine de certains neuromythes chez les enseignants du Québec

Blanchette Sarrasin, J. (2018). Prévalence et origine de certains neuromythes chez les enseignants du Québec. (Mémoire de maîtrise), Université du Québec à Montréal, Canada. url: https://archipel.uqam.ca/12129/ 

RÉSUMÉ : Des études récentes ont mis en évidence l'existence de fausses croyances liées au fonctionnement du cerveau au sein de la population enseignante, souvent appelées « neuromythes » (Dekker et al., 2012; Howard-Jones, 2014). En plus de classifier parfois les élèves dans des catégories réductrices, ces croyances erronées peuvent encourager les enseignants, les écoles et les décideurs politiques à investir du temps, de l'énergie et des ressources financières pour mettre en place différentes pratiques pédagogiques n'étant pas supportées par la recherche scientifique (Pasquinelli, 2012). Or, des études récentes effectuées dans différents pays rapportent une prévalence considérable de certains neuromythes : plus de 90 % des enseignants adhèreraient à certains d'entre eux (Dekker et al., 2012; Gleichgerrcht et al., 2015; Tardif et al., 2015). Les écrits scientifiques actuels mettent également en évidence certains facteurs susceptibles d'influencer l'adhésion des enseignants aux neuromythes, mais la compréhension de l’origine de ces derniers demeure superficielle.

La présente recherche vise donc à préciser l'origine de certains neuromythes répandus chez les enseignants (ex : textes de vulgarisation scientifique, formations reçues, intuitions, etc.), en plus de dresser un portrait de leur prévalence chez les enseignants du Québec. Elle propose donc de répondre à la question suivante : « Quelles sont la prévalence et l'origine de certains neuromythes chez les enseignants du Québec ? ». Elle cherche conséquemment à atteindre les objectifs suivants : 1- Dresser un portrait de la prévalence des neuromythes chez les enseignants du Québec; 2- Préciser les sources liées à l'adhésion ou non à chaque neuromythe.

Un questionnaire en ligne d'environ 15 minutes, inspiré des études de Dekker et al.(2012) ainsi que de Tardif et al. (2015), a été envoyé au plus grand nombre possible d'enseignants du préscolaire, du primaire et du secondaire des écoles francophones du Québec, qui assurent la scolarité obligatoire. 972 enseignants ont répondu au questionnaire. Les participants devaient déterminer leur niveau d'accord à propos de dix énoncés concernant le fonctionnement cérébral, dont cinq portant sur des neuromythes déjà bien documentés dans les écrits scientifiques, en répondant à l'aide d'une échelle de Likert à cinq niveaux allant de « Fortement en accord » à « Fortement en désaccord ». Pour chacun des énoncés, ils devaient également indiquer l'origine de leur réponse parmi une liste de 15 sources possibles (ex : articles professionnels, formation continue, médias sociaux, intuitions, etc.).

Les résultats montrent que les taux de prévalence au Québec de ces cinq neuromythes varient entre 44 % et 74 %. Bien qu’élevés, ces taux sont légèrement inférieurs à ceux rapportés dans les études antérieures. Par ailleurs, les principales sources de ces neuromythes telles que rapportées par les participants sont les biais cognitifs (intuitions et perceptions) ainsi que les formations universitaires. Les résultats montrent également que les principales sources liées à la non-adhésion aux neuromythes seraient les conférences et ateliers de congrès, les articles de recherche (articles scientifiques) et les intuitions.

La présente étude représente une avancée importante, car elle constitue la première recherche à établir un portrait de la prévalence des neuromythes chez les enseignantsdu Québec ainsi qu’à préciser de façon relativement détaillée et systématique l'origine de chacun des neuromythes étudiés. Les résultats obtenus permettent de mieux cerner l'importance de la problématique des neuromythes au Québec et de mieux cibler l'origine de ces fausses croyances sur le cerveau. Cela pourra éventuellement guider les interventions visant à les prévenir plus efficacement et à dissiper les neuromythes déjà présents en éducation. Plus encore, ce projet pourrait ultimement permettre aux enseignants de développer un regard plus éclairé sur les neurosciences et leur lien avec l'apprentissage et l'enseignement.

Relation entre le contrôle inhibiteur et les difficultés des élèves à mobiliser les conceptions scientifiques

Allaire-Duquette, G. (2018). Relation entre le contrôle inhibiteur et les difficultés des élèves à mobiliser les conceptions scientifiques (Thèse de doctorat), Université du Québec à Montréal, Canada. url: https://archipel.uqam.ca/11466/ 

RÉSUMÉ : Plusieurs élèves éprouvent des difficultés conceptuelles en sciences, c’est-à-dire des difficultés à répondre à des questions de nature qualitative qui ne requièrent pas l’usage d’outils mathématiques. Ces difficultés ont une incidence sur l’apprentissage des concepts scientifiques prévus dans les programmes scolaires, mais aussi sur le sentiment de compétence des élèves en sciences et donc aussi sur leur persévérance et leur réussite. Depuis la fin des années 1970, des études ont permis de révéler que ces difficultés sont notamment attribuables à la persistance de conceptions spontanées, des représentations intuitives du monde, qui sont incompatibles avec les connaissances scientifiques prévues dans les programmes scolaires. Les conceptions spontanées mènent donc souvent les élèves à donner des réponses scientifiquement inappropriées à des questions portant sur des phénomènes naturels, même après avoir reçu une éducation scientifique.

La persistance des conceptions spontanées a été abordée par plusieurs chercheurs dans une perspective de coexistence des conceptions spontanées et scientifiques. La thèse s’inscrit dans cette perspective où la persistance des conceptions spontanées est expliquée en partie par la difficulté à les faire coexister avec les conceptions scientifiques apprises. Il est effectivement difficile pour plusieurs élèves de mobiliser une conception appropriée dans le contexte scientifique, car les conceptions spontanées sont plus facilement accessibles et souvent automatiquement mobilisées. Ce recours automatique aux conceptions spontanées proviendrait notamment du fait que ces conceptions sont utiles dans plusieurs situations de la vie quotidienne et possèdent donc leurs propres contextes de validité. Conséquemment, elles sont largement renforcées et plus intuitivement mobilisées que les conceptions scientifiques.

Les recherches suggèrent donc que pour arriver à mobiliser les conceptions scientifiques, il faille avoir recours à un contrôle plus important des modes de pensée. Plusieurs études avancent que cette forme de raisonnement implique le contrôle inhibiteur, c’est-à-dire le contrôle ou le blocage des réponses ou de stratégies de pensée spontanées. Des recherches ont par exemple montré que des experts en sciences activent davantage que des novices le contrôle inhibiteur pour surmonter les difficultés que posent les conceptions spontanées en électricité et en mécanique.

Bien que prometteurs, les résultats de ces recherches portent sur des participants ayant différents niveaux de formation. Ainsi, le fait que des élèves ayant pourtant profité d’une instruction scientifique comparable éprouvent à des degrés variables des difficultés conceptuelles demeure insuffisamment compris, notamment au regard de l’implication du contrôle inhibiteur. L’objectif de cette recherche consiste à vérifier si les difficultés conceptuelles des élèves sont associées à une plus faible activation du contrôle inhibiteur.

Or, il s’avère difficile de contribuer à mieux comprendre la relation entre ces difficultés et le contrôle inhibiteur à partir d’approches méthodologiques reposant sur des observations comportementales. L’activation du contrôle inhibiteur peut être masquée par les réponses, scientifiquement appropriées fournies par les élèves. De plus, l’inhibition des conceptions spontanées peut se produire de façon inconsciente et il n’est donc pas possible non plus de se fier uniquement à l’explicitation de leur démarche de raisonnement. Les tests neuropsychologiques, les temps de réponse ou l’amorçage négatif comportent également des limites importantes. Les tests neuropsychologiques ne permettent pas de mesurer l’implication du contrôle inhibiteur au cours d’une tâche. Les méthodes basées sur les temps de réponse et l’amorçage négatif, bien que répandues et validées, mènent à des interprétations qui sont largement dépendantes de la qualité de la tâche utilisée et de l’équivalence de la condition contrôle. Une approche basée sur l’utilisation de l’imagerie cérébrale permet de palier à certaines des limites des mesures comportementales et présente l’avantage d’observer l’activation du contrôle inhibiteur en temps réel, c’est-à-dire alors qu’une tâche est réalisée.

Depuis les premières études en neuropsychologie, le cortex préfrontal est connu comme une région cérébrale clé du contrôle inhibiteur. Les études en neuroimagerie montrent que le cortex préfrontal ventrolatéral (CPVL) et le cortex préfrontal dorsolatéral (CPDL) sont parmi les régions les plus activées pour inhiber une réponse spontanée. À ces régions, il faut ajouter le cortex cingulaire antérieur (CCA). Le CCA serait plus précisément associé à la détection d’un conflit et le cortex préfrontal (CPVL et CPDL) au contrôle inhibiteur subséquent. Cette étude vérifie ainsi l’hypothèse selon laquelle les élèves ayant plus de difficulté à mobiliser les conceptions scientifiques sous-activent des régions cérébrales associées au contrôle inhibiteur (CCA, CPVL, CPDL) par rapport à d’autres ayant plus de facilité.

Pour vérifier cette hypothèse, deux groupes de participants ont été comparés : un groupe de 12 élèves ayant des difficultés conceptuelles et un groupe de 12 élèves ayant plus de facilité. L’activité cérébrale des participants a été mesurée par IRMf alors qu’ils réalisaient une tâche cognitive où leur étaient présentés des énoncés concernant des concepts scientifiques abordés dans le programme de formation de l’école québécoise. Les participants, tous inscrits en 5e secondaire (16-17 ans) au cours de l’option sciences, devaient déterminer si les énoncés étaient scientifiquement corrects ou incorrects. La moitié des énoncés étaient congruents, c’est-à-dire qu’ils étaient compatibles avec les conceptions spontanées identifiées dans les recherches antérieures et reconnues comme répandues. L’autre moitié des énoncés étaient incongruents, c’est-à-dire incompatibles avec les conceptions spontanées et requéraient par conséquent de mobiliser la conception scientifique pour donner une réponse appropriée dans ce contexte. Cette méthode a permis de comparer comment l’activité cérébrale des deux groupes diffère selon qu’ils répondent à des énoncés congruents ou incongruents.

Les résultats montrent que, par rapport aux élèves ayant de la facilité, les élèves ayant des difficultés conceptuelles n’ont pas autant ralenti leurs réponses et ils ont sous-activé des régions cérébrales préfrontales associées au contrôle inhibiteur (CPDL et CPVL) lors des énoncés incongruents. La principale conclusion est donc que, pour les élèves ayant des difficultés conceptuelles, il semble être plus difficile de contrôler l’activité dans les réseaux de neurones rattachés aux conceptions spontanées qui sont reconnus comme persistants, résistants et automatiquement activés. Les résultats appuient l’idée que certains élèves ont une moins grande capacité à inhiber ou bloquer l’activation intuitive et automatique des réseaux neuronaux rattachés aux conceptions spontanées pour en arriver à mobiliser les conceptions scientifiques.

En somme, à la lumière des résultats de cette recherche et de recherches antérieures, le contrôle inhibiteur semble être une partie importante du processus d’apprentissage des concepts scientifiques. Cette recherche a été menée dans l’espoir de mieux comprendre le lien entre les difficultés conceptuelles que vivent les élèves et le contrôle inhibiteur afin d’appuyer les enseignants en sciences dans la prise de décisions éducatives plus éclairées et dans le choix plus judicieux des interventions éducatives qui visent à les aider à apprendre les concepts scientifiques. L’idée d’une « didactique du contrôle inhibiteur » en sciences semble représenter un point de départ intéressant qui ouvre sur plusieurs autres pistes. Les résultats mènent en effet à envisager des pistes de recherche sur les interventions visant le développement de contrôle inhibiteur que les enseignements peuvent considérer pour mieux aider les élèves ayant des difficultés conceptuelles en sciences.

Comparaison de l’activité cérébrale et du temps de réaction de novices en électricité avant et après avoir surmonté une conception alternative fréquente concernant les circuits électriques simples

Nenciovici, L. (2017). Comparaison de l’activité cérébrale et du temps de réaction de novices en électricité avant et après avoir surmonté une conception alternative fréquente concernant les circuits électriques simples. (Mémoire de maîtrise), Université du Québec à Montréal, Canada. url: https://archipel.uqam.ca/11658/

RÉSUMÉ : Les difficultés éprouvées par les élèves dans l’apprentissage de concepts scientifiquescontre-intuitifs proviennent fréquemment des conceptions alternatives qu’ilspossèdent. Le processus d’apprentissage de concepts scientifiques contre-intuitifs se nomme « changement conceptuel » et n’est pas encore bien compris, notamment concernant les mécanismes cognitifs impliqués. Des études récentes ont montré que, pour répondre scientifiquement à des questions impliquant des conceptions alternatives, des experts en sciences présumés avoir complété un changement conceptuel activaient principalement deux mécanismes : (1) le contrôle inhibiteur, qui consiste à inhiber les conceptions alternatives, toujours présentes dans leur pensée, pour surmonter ainsi leur tendance à fournir des réponses erronées correspondant à ces conceptions, et (2) la récupération en mémoire, qui consiste à récupérer le concept scientifiquement correct. Toutefois, les mécanismes mobilisés par des novices afin de surmonter leurs conceptions alternatives sont beaucoup moins connus. Dans la présente étude, un groupe de novices en électricité (= 22) ont répondu à un test en électricité à deux moments, soit avant et après avoir surmonté une conception alternative fréquente concernant les circuits électriques simples. Le temps de réaction et l’activitécérébrale ont été mesurés à ces deux moments en utilisant l’imagerie par résonancemagnétique fonctionnelle (IRMf). Les hypothèses étaient à l’effet que, pour surmonter la conception alternative, les novices mobiliseraient les deux mêmes mécanismes que les experts. Les résultats montrent que, après avoir surmonté la conception alternative comparativement à avant, le temps de réaction des novices était plus court et leur patrond’activité cérébrale présentait des activations dans les aires rostrofrontales et pariétales. Ces résultats suggèrent l’activation d’un mécanisme de récupération en mémoireépisodique, mais pas d’inhibition. Ces résultats suggèrent aussi que l’apprentissage deconcepts scientifiques contre-intuitifs implique davantage que la simple correctiond’une réponse erronée. La mobilisation de la récupération en mémoire épisodique dansles stades précoces du changement conceptuel est compatible avec certains modèles de changement conceptuel, comme le modèle d’Ohlsson qui postule que les contenusemmagasinés dans cette mémoire peuvent agir comme des unités de savoir contribuant ultérieurement à la formation de concepts. Deux des principales limites de cette étude sont le manque de suivi longitudinal du processus de changement conceptuel et le typed’intervention mis en place, qui restreint l’inférence d’implications pédagogiques.

Connaître les neuromythes pour mieux enseigner

Blanchette Sarrasin, J., & Masson, S. (2017). Connaître les neuromythes pour mieux enseigner. Enjeux pédagogiques, 28, 16-18. url: labneuroeducation.org/s/Blanchette2017.pdf.

RÉSUMÉ : Des études récentes ont montré que les enseignants possèdent souvent des croyances erronées sur le fonctionnement du cerveau qui peuvent influencer leurs pratiques d'enseignement. Cet article présente quatre de ces croyances erronées, que l'on appelle souvent neuromythes : les styles d'apprentissage, la dominance hémisphérique, les exercices de coordination et les intelligences multiples.

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Effets d’une intervention didactique en mathématiques au préscolaire visant le développement du contrôle inhibiteur sur l’apprentissage de préalables liés à l’arithmétique

Deshaies, I. (2017). Effets d’une intervention didactique en mathématiques au préscolaire visant le développement du contrôle inhibiteur et adaptée au fonctionnement du cerveau sur l’apprentissage de préalables liés à l’arithmétique. (Thèse de doctorat), Université du Québec à Trois-Rivières, Canada. url: http://depot-e.uqtr.ca/8031/ 


RÉSUMÉ : Une visée préventive des difficultés d’apprentissage au préscolaire en mathématique estfort documentée et bien présente dans le contexte scolaire actuel (García Coll et al., 2007; MEQ, 2003). Actuellement, la recherche se soucie de la prévention de cesdites difficultés. En ce sens, les travaux en didactiques des mathématiques combinées à ceux en neurosciences permettent d’envisager l’élaboration d’autres pistes de solutions pour aider ces élèves. À cet égard, la présente étude doctorale, présentée sous forme d'articles, propose de réfléchir sur les prérequis essentiels en mathématiques au préscolaire comme indicateur de réussite scolaire (article 1), puis sur les interventions pédagogiques visant à développer ces prérequis (article 2). Ces analyses permettent de fonder la création et l'expérimentation de deux interventions : la première ciblant le sens des nombres et le lien entre ce sens des nombres et le nombre symbolique et la seconde ciblant le sens desnombres, le lien entre ce sens des nombres et le nombre symbolique et l’inhibition. La création et l'expérimentation de ces deux interventions permettent de répondre à nos deux objectifs de recherche : 1- mesurer l’impact d’une intervention mathématique (sans et avec inhibition) versus un enseignement régulier pour une clientèle préscolaire; et 2- comparer l’impact d’un enseignement par inhibition versus un enseignement sans inhibition. Les données ont été recueillies auprès de 126 élèves d’âge préscolaire issus demilieux socioéconomiques moyens. L’analyse des résultats révèle que les deux interventions ont un effet significatif sur le développement des préalables visés comparativement à un enseignement régulier. De plus, l’intervention avec inhibition a permis de développer davantage le comptage et la conservation du nombre chez les élèves comparativement à un enseignement sans inhibition. L'introduction de cette thèse décrit la problématique générale de la recherche et le contexte théorique qui justifie la création et l'expérimentation d'une intervention destinée à l’enseignement desmathématiques au préscolaire. Le premier chapitre (article 1) est consacré à la recension des plus récentes recherches en lien avec les neurosciences et l’enseignement desmathématiques afin de déterminer quels sont les prérequis essentiels à cet apprentissage. Puis, le deuxième chapitre (article 2), fait état des programmes ou outils d’interventiondisponibles en mathématiques qui traitent d'un ou l’autre des prérequis détaillés dans l’article un. Ce deuxième chapitre se conclut par la pertinence de créer et d'expérimenter une intervention travaillant cesdits prérequis. Dans le troisième chapitre (article 3) nous discutons des résultats de l'expérimentation de ces interventions. Enfin, une discussion générale est proposée, de même que des recommandations pour la pratique enseignante etpour la mise à jour du programme d’enseignement actuellement disponible.