Synapses

Dans le cadre de la première édition (2020) du Prix Chercheurs en actes, le prix pour l’Evaluation et intervention pédagogique a été décerné au Collège Victor Hugo de Ham (Académie d’Amiens). Le projet gagnant – Math ta mémoire – a été réalisé par Jérôme Hubert, enseignant en mathématiques, chargé de mission CARDIE, coordinateur REP, et membre de l’association « Apprendre et former avec les sciences cognitives ». Bravo au Collège Victor Hugo et à Jérôme qui a gentiment accepté de répondre à nos questions et de partager avec tous ses ressources précieuses ! Des surprises vous attendent…

Comment le projet « Math ta mémoire » est-il né ?

En 2017, Steve Masson, professeur en neuroéducation à l’université du Québec à Montréal, était à Paris et j’avais assisté à son interview  » par Jean-Luc Berthier sur le thème du fonctionnement du cerveau. J’ai découvert les sciences cognitives et par la suite leur application dans les classes par l’intermédiaire des « cogni’classes » (un dispositif porté par l’association « Apprendre et former par les sciences cognitives« ).

Si la recherche tente d’élucider comment tout apprentissage modifie le cerveau, j’estime, en tant qu’enseignant, que le plus intéressant est la question inverse : comment, à partir des connaissances sur le cerveau, sommes-nous en mesure de transformer l’apprentissage et même le système éducatif par des pratiques plus efficientes ?

Ainsi, depuis 2017, j’expérimente, en classe de 6è en mathématiques, des pratiques de classe argumentées par les données issues de la recherche en sciences cognitives. Après une première année d’essai, j’ai élaboré un projet cogni’classe appelé « math ta mémoire » autour de deux grandes questions :

• Comment changer mes pratiques pour améliorer la mémorisation des essentiels, notamment en accompagnement personnalisé ?
• Comment changer mes pratiques en classe pour améliorer l’attention et l’implication, notamment pendant les cours ?

Quelles stratégies concrètes avez-vous mises en œuvre pour améliorer la mémorisation ?

J’ai institué le rituel suivant que je pratique chaque semaine pendant l’heure d’accompagnement personnalisé :

• METACOGNITION (10’) en utilisant des vidéos ou des ouvrages :
  • Qu’est-ce que la mise au calme des esprits ? Comment lutter contre l’oubli ? Comment prendre soin de son cerveau ? Qu’est-ce que la mémoire de travail ? Pourquoi est-ce important de bien dormir ? Pourquoi faut-il prendre un déjeuner équilibré ? … C’est un temps très apprécié des élèves ! Tout au long de l’année, je collecte leurs questions et j’essaie d’y répondre.

• ESSENTIELS (20’ à 30’) :
  • On reprend ensemble les notions vues en cours lors de la semaine en se posant la question : qu’est ce qui est important à retenir à long terme ?
  • Une fois la notion essentielle ciblée, on place sur le cours une bandelette de papier jaune (orientation de l’attention) en la collant dans la marge. Les scientifiques nous indiquent qu’il vaut mieux se poser des questions en révisant. On écrit donc ensemble une ou plusieurs questions courtes sur la bandelette en lien avec ce qui est caché (ex : qu’est ce qu’un carré ? Comment construire une médiatrice ?…). Ce sont les essentiels qui vont donner lieu à une stratégie d’acquisition durable.
    Les questions sont courtes pour préparer la mémorisation active. Les réponses se trouvent en dessous (feedback rapide) il suffit de rabattre la bandelette pour les voir !
  • Parfois, on déplie le rebord de la bandelette ce qui donne un indice pour répondre à la question (rappel indicé). Ce rappel indicé peut prendre différentes formes : mot, figure, symbole. Ce type de rappel contribue à la consolidation des connaissances en mémoire.

• CONSOLIDATION (10’ à 20’) :
  • Pour finir l’heure d’accompagnement personnalisé, les élèves s’interrogent les uns les autres à partir des questions sur les bandelettes. Ils commencent avec les questions les plus récentes et continuent dans l’ordre inverse des chapitres. Ainsi, les élèves reprennent plusieurs fois les notions vues dans l’année. Ce travail peut se faire seul, en binôme et parfois en îlot à quatre.
  • L’oral est important. L’exercice est plus intéressant en binôme, les deux élèves travaillent finalement autant.
  • Pendant ce temps, j’entre les questions notées sur les bandelettes dans l’application Quizlet.

Avez-vous pu mesurer l’impact de cette méthode ?

Pour mesurer les effets, les élèves de ma classe (classe expérimentale – 25 élèves) et ceux de 4 classes (groupe contrôle – 92 élèves) ont été testés une fois par mois. Le test comprend 10 questions prises au hasard parmi les essentiels notés sur les bandelettes chaque mois. Le nombre de questions augmente donc au cours de l’année (10 le premier mois, 20 le deuxième, etc.). Le test, créé à partir de l’application Quizlet, est fait sur papier.

Globalement, et toutes matières confondues, la classe expérimentale est une classe d’un niveau moyen au regard des résultats scolaires des 4 autres classes. Au fur et à mesure de l’année, les élèves de la classe expérimentale mémorisent entre 6 et 7 notions sur 10 malgré la difficulté qui augmente en raison du nombre croissant de questions. Ce sont principalement les élèves moins motivés ou en difficulté qui ont réalisé de gros progrès. Concernant les élèves en très très grande difficulté (bien souvent des élèves absentéistes …), cette stratégie n’a pas permis de progrès. Quant aux élèves des 4 classes types, la courbe de l’oubli a fait son effet : les élèves connaissent en moyenne 3 notions sur 10. Au final, l’écart entre ma classe et les 4 classes est de 3,7 points.

Cette analyse à ma petite échelle me conforte dans l’idée qu’il faut poursuivre en classe le travail de mémorisation et d’accompagnement des élèves à des stratégies de mémorisation.
En mars 2020, j’ai demandé aux élèves de répondre à un questionnaire pour connaître leur avis sur les différentes pratiques mises en place. 92 % des élèves souhaitent continuer à utiliser plus tard la méthode des bandelettes. 58% d’entre eux font toutes leurs révisions des contrôles avec les bandelettes. Ils m’ont dit qu’ils arrivent à mieux cibler les éléments essentiels et à imaginer des questions dans les autres cours. J’ajoute que leurs parents apprécient car c’est plus facile pour eux d’interroger leur enfant.

Et en cours, comment avez-vous modifié vos pratiques ?

L’année suivante, je me suis davantage focalisé sur l’attention, la compréhension et l’implication des élèves pendant le cours. Voici le déroulé-type d’une heure de classe.

• MISE AU CALME DES ESPRITS (5’)

Quoi

Je démarre la plupart de mes cours par une mise au calme des esprits (méditation pleine conscience). Les mathématiques étant anxiogènes pour les élèves, j’inclus de plus en plus cette pratique (notamment avant un contrôle) qui ne nécessite aucun matériel et qui est réalisable rapidement. Les explications cognitives sont données lors du premier temps de l’AP et sont rappelées régulièrement.

Bilan

D’après le questionnaire adressé aux élèves, 83% des élèves ont un avis positif sur la mise au calme. 1 élève sur 2 adore ! 92% des élèves souhaitent continuer et 88% voudraient que plus de matières participent. 33% des élèves pratiquent la mise au calme chez eux, à mon grand étonnement ! Pour la plupart des élèves, cette pratique permet de « mieux se concentrer », « se calmer », « se détendre », « se déstresser », « faire le tri dans sa tête »… Les élèves dits perturbateurs le font généralement aussi mais ce n’est pas systématique. Pour certains élèves, c’est un exercice difficile : « c’est dur de ne pas bouger et de ne pas ouvrir les yeux ». Je les trouve beaucoup plus apaisés après ce temps mais cela ne dure pas toute l’heure. J’étais seul au départ, puis une petite équipe s’est formée au collège après des formations. Des collègues du primaire ont aussi intégré cette pratique à tout moment lors d’une séance. Chacun se sent de plus en plus à l’aise avec la mise en oeuvre. Une partie des enseignants restent sceptiques car il faut un peu d’audace au départ. Les élèves qui pratiquent réclament ce temps.

• FEUILLE DE CONSOLIDATION (5’ à 10’)

Quoi	A chaque heure, les élèves doivent répondre à 5 questions courtes sur une feuille appelée feuille de consolidation. Les questions sont construites pour travailler soit la mémorisation et l’automatisation des apprentissages soit la compréhension en travaillant sur les pré-requis soit l’erreur en travaillant sur l’inhibition (expliquer la notion d’inhibition, prévenir lorsqu’il y aura des pièges ; identifier clairement les erreurs pouvant être commises ; verbaliser ce que l’on fait dans sa tête pour éviter de tomber dans le piège). Les questions sont construites avec des vrais/faux (3,5 x 10 = 3,50 ?) ou avec une liste comprenant des intrus (centre, cercle, rayon, diamètre, milieu -> ici l’intrus est milieu, beaucoup d’élèves disent le milieu du cercle).
Comment	– Affichage d’une seule question à la fois pour cibler l’attention, un objectif en tête – Lorsque je montre mon poing fermé : les élèves conçoivent leur représentation mentale, puis ils la notent sur la feuille. Personne ne lève la main. Le moment « poing fermé » permet de prendre du temps pour réfléchir (comportement), pour inhiber des réponses rapides fausses (cognitif), pour ne pas se sentir oppressé par des élèves qui lèveraient la main rapidement (émotion). – Lorsque j’ouvre mon poing : chacun peut lever la main. J’interroge un élève au hasard et je donne un feedback immédiat pour que chacun s’auto-corrige sur sa feuille. – La question suivante s’affiche (système de récompense).
Bilan	Cette modalité pédagogique me force à réfléchir davantage aux erreurs des élèves. J’essaie de les repérer et je les note pour créer les questions. Pour schématiser, face à une erreur d’un élève, je me pose maintenant les questions : cette erreur est-elle due à un problème de compréhension (5 x 5 = 12) ? ou de mémorisation (5 x 5 = 35) ? ou d’inhibition (5 x 5 = 10) ? Bien sûr, la frontière est floue et il faut observer plusieurs fois les erreurs de l’élève. Le poing fermé/ ouvert est un geste professionnel indispensable imaginé grâce au DU et qui plait aux élèves en difficulté. Ils ne sont pas sous « la pression » des plus forts qui lèvent la main rapidement.
Evaluation	Évaluation qualitative : J’ai adressé un questionnaire aux élèves pour connaître leur impression concernant cette feuille de consolidation (cf annexe). 67% des élèves pensent qu’ils ont l’impression de mieux apprendre avec les feuilles de consolidation, 79% des élèves souhaitent poursuivre. Évaluation quantitative : En utilisant 5 questions par séance, au bout de 2 séances, les élèves obtiennent pour eux une note sur 10 qu’ils reportent sur un graphique au verso de leur feuille. Il ont ainsi une vue d’ensemble de leur résultat (métacognition). J’ai souhaité aller plus loin dans cette expérimentation. A la 2è séance, les 5 questions ressemblent de façon symétrique à la première séance. Ainsi dans le cas d’une erreur lors de la 1ere séance (exemple : 4,5×10 = 4,50), l’élève sait qu’il pourra corriger sa représentation mentale et se tester à nouveau lors de la deuxième séance (exemple : 2,3×10=?). Pour vérifier l’impact de cette méthode, j’ai compilé dans un tableur l’ensemble des résultats de tous les élèves de la classe depuis le début de l’année. J’ai ainsi établi 229 comparaisons entre les 2 séances : 49% (113) ont le même score, 32% (74) ont amélioré les résultats, 19% (42) ont baissé lors de la deuxième séance. Pour expliquer cette baisse, j’ai affiné ma recherche. Il est plus facile d’avoir un score plus bas lorsqu’on a déjà 5/5 à la première séance ce qui correspond à 64% des baisses.

• VISUALISEUR et FEEDBACK (5’ à 10’)

Quoi	Pour corriger les exercices, j’utilise un visualiseur. Il s’agit d’une webcam sur un pied qui affiche sur le TBI ce que filme la caméra.
Comment	J’affiche uniquement l’exercice à corriger au TBI (cibler l’attention). Je demande à un élève de venir avec son cahier. On affiche son travail avec le visualiseur. J’ai deux façons de corriger : je peux corriger directement sur son cahier à l’aide de la vidéo : ou je peux photographier son cahier et corriger sur la photo à l’aide du TBI, l’élève devra alors corriger sur son cahier.
Bilan	Durant ce temps, il est important que ce soit l’élève qui explique son travail à l’ensemble de la classe en formulant des phrases et son mode de pensée. Systématiquement, je demande à la classe ce que l’élève a bien fait et non ce qu’il a mal fait (en général, les élèves (et aussi les adultes) ont tendance à dire en premier ce qui ne va pas). En tant qu’enseignant, je veux mettre l’élève qui est au tableau dans un climat de bienveillance et de valorisation. Le visualiseur me permet de gagner du temps. J’ai remarqué que les cahiers sont mieux tenus. Les élèves ayant une certaine fierté de leur travail comme par exemple une construction de géométrie difficile souhaitent montrer leur travail à la classe. C’est une forme de valorisation importante que je n’hésite pas à faire. Avec cet outil, il est plus facile aussi de montrer des bonnes copies et mettre en valeur des élèves en difficulté qui ont réussi un travail.

• COURS (10’ à 20’)
  • Un cours = 1 objectif très CLAIREMENT défini (une intention dans la mémoire de travail)

Une règle d’or = 1 tâche à la fois (cerveau mono-attentionnel).

La trace écrite est courte et toujours accompagnée d’exemples. Je fais en sorte d’utiliser la double modalité visuelle et auditive comme par exemple me taire (ce qui est difficile pour un enseignant) pour éviter à l’élève la double tâche écouter l’enseignant/écrire. La fin de cette partie se termine en général par une minute de mémorisation sur les essentiels du cours. En pratique, j’affiche ce qu’il faut retenir sur le TBI (attention). Je laisse un temps où les élèves doivent mémoriser. Je cache. Les élèves écrivent ce qu’ils ont retenu sur un brouillon (engagement actif) puis j’affiche à nouveau ce qu’ils doivent retenir (feedback rapide). Cette technique simple applicable dans tous les cours à tous les niveaux permet de cibler l’essentiel pour les élèves et elle est un premier ancrage mémoriel.

• CLASSE EN MODE CERVEAU : tableaux et tablettes (20’ à 30’)

Quoi	La mi-temps de mon cours, j’en change complètement le fonctionnement. La classe se divise en 2 groupes. Lors du cours suivant, les groupes seront inversés. Pour schématiser, le groupe 1, situé au fond de la salle va solliciter davantage la réflexion et donc l’avant du cerveau. Le groupe 2 va travailler davantage la consolidation des notions et donc l’arrière du cerveau. Vu de haut, la salle de classe ressemble durant ce temps au fonctionnement du cerveau. C’est une belle métaphore facile à expliquer aux élèves.
Comment	Groupe 1 – Zone bleue – RÉFLEXION à l’aide de tableaux. Au fond de la salle de classe, je dispose d’un espace avec un tableau posé à plat sur une table pour donner les instructions et de plusieurs tableaux posés debout sur une table contre les murs. L’objectif est de faire interagir les élèves entre eux en binôme (langage social) grâce à une série de problèmes (avec et sans piège). Chacun doit argumenter, expliquer, exposer sa façon dont il conçoit ou résout le problème. Pour ma part, je les observe et je les guide en posant des questions. Groupe 2 — Zone rouge – AUTOMATISATION des notions à l’aide des tablettes Le groupe est plutôt autonome. J’essaie de faire deux temps de travail. Un premier où l’élève avec sa tablette est seul et avance à son rythme pour automatiser des notions avec un feedback immédiat (exemple : calcul mental avec le jeu « Mathador »). Un deuxième où les élèves en groupe doivent coopérer en travaillant sur la mémorisation des essentiels vus depuis le début de l’année (exemple : quizlet live).
Bilan	Dans le groupe 1: les élèves en difficulté participent plus que lors d’un cours classique car ils peuvent être plus facilement aidés par leurs pairs. Les élèves utilisent leurs mots pour expliquer leur raisonnement et c’est parfois plus efficace que mon explication. Cet espace permet aux élèves de travailler ensemble, de communiquer en binôme et de ne pas rester assis sur une chaise durant toute une séance ! On est bien dans le cadre d’un apprentissage social. Je peux de mon côté les observer plus facilement, les aider et véritablement me rendre compte de leur niveau. A l’avenir, j’aimerais utiliser un sonomètre dans cet espace (il biperait lorsque le volume sonore devient trop élevé, les élèves s’autoréguleraient). Dans le groupe 2 : les élèves, notamment ceux en fracture numérique, en profitent pour développer des compétences numériques. Certains découvrent l’utilisation d’une tablette en 6è alors que d’autres sont déjà très à l’aise avec cet outil. Bien que référent numérique du collège, je m’interroge beaucoup sur la pertinence et l’efficacité des outils numériques au service des élèves. Et je suis pour un numérique utile avec des outils permettant de généraliser une pédagogie différenciée avec un feed-back proche. Je combats souvent, en salle des profs, les neuromythes numériques (les écrans sont mauvais, le numérique n’apporte aucune plus-value).
Évaluation	Évaluation qualitative : 92% des élèves aiment travailler en binôme au fond de la classe avec les tableaux. 100% des élèves ont un avis positif sur cette façon de faire. Ils disent que cela leur permet de « s’aider entre eux », « d’échanger « , « ça nous socialise avec les autres et on doit se mettre d’accord », « c’est comme un jeu »… De temps en temps, j’utilise d’autres outils comme les flashcards.

Comment voyez-vous ce projet dans les années à venir ?

Pour la rentrée 2020, je vais étendre ma réflexion autour de la question suivante : comment de l’extérieur changer l’intérieur des élèves ? Pour cela, je vais travailler sur 2 axes : les parents et la métacognition.

Le confinement m’a apporté la confirmation que le travail avec les parents est indispensable. J’aimerais mettre en place des ateliers pour leur apporter à la fois des connaissances et des outils pour aider à apprendre plus efficacement. C’est un énorme défi, car dans notre réseau le travail avec les parents n’est pas simple du tout !

J’aimerais aussi amplifier mon travail de métacognition avec les élèves. J’ai commencé à créer une chaîne YouTube avec une série de capsules sur les sciences cognitives à destination des élèves, des parents et des enseignants. (Et voici sa présentation en « Genial.ly »)

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A propos du Prix

Le président du Conseil scientifique de l’Éducation nationale, Stanislas Dehaene, a conduit les délibérations du jury de la 1ère édition du Prix national « Chercheurs en actes », dont la création est le fruit d’un partenariat entre la Conférence des recteurs de l’Éducation nationale, le Réseau des instituts nationaux supérieurs du professorat et de l’éducation (Inspé), l’Institut des hautes études de l’éducation et de la formation (ih2éf), le Réseau Canopé et la GMF.

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Interview réalisée par Elena Pasquinelli et Anne Bernard-Delorme, août 2020