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In all affairs it's a healthy thing now and then to hang a question mark on the things you have long taken for granted. Bertrand Russell (1872-1970)

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1 In all affairs it's a healthy thing now and then to hang a question mark on the things you have long taken for granted. Bertrand Russell ( )

2 Neurosciences, apprentissages, et au-delà Académie de Versailles Réunion des lycées expérimentateurs CRDP, Marly le Roi, France, Bruno della Chiesa Harvard Graduate School of Education ZNL Transfer Center, Universität Ulm

3 5=V

4 5 = 101 5=V

5 5 10 = =V Système binaire (base-2) cf. aussi vigésimal (base-20), etc.) Système décimal (base-10)

6 Menu Comprendre, cest voir des schémas/configurations (patterns)… Les neurosciences peuvent-elles aider les éducateurs? Émotions et apprentissages: motivation(s) A la recherche de tesseracts dans le cerveau…

7 Menu Comprendre, cest voir des schémas/configurations (patterns)… Les neurosciences peuvent-elles aider les éducateurs? Émotions et apprentissages: motivation(s) A la recherche de tesseracts dans le cerveau…

8 Tiré de: Marroquin, J.L. (1976) Human Visual Perception of Structure, Masters degree thesis, MIT Dept. of Electrical Engineering & Computer Science

9 bon mauvais

10 sage vieux vieux sage efficace inefficace inefficace efficace

11 agréableinsupportable agréable ? ?? ?

12 parfaitimparfait travail/jeu suiviste/leader ? ? ? ? imparfait parfait jeu/travail leader/suiviste

13 vacances enfer vacances

14 Comprendre, cest voir des schémas… Lexperience eurêka! : apprendre est un plaisir intense… …même à lécole! Identification de schémas (pattern recognition) sécurisante… les correspondances avec des schémas pré-établis (connus davance) sont sources de malentendus et dincompréhensions …mais voir des schémas peut induire en erreur:

15 Perception catégorique (daprès Gärdenfors, 2007)

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19 Menu Comprendre, cest voir des schémas/configurations (patterns)… Les neurosciences peuvent-elles aider les éducateurs? Émotions et apprentissages: motivation(s) A la recherche de tesseracts dans le cerveau…

20 Ledéfi du cerveau tel que perçu en 1999 Dialogue nécessaire entre: - la communauté neuroscientifique et - la communauté éducative (décideurs, administratifs, enseignants, chercheurs, élèves/étudiants, parents...) … au niveau international... …pour répondre à des questions... dordre technique et scientifique dordre social et économique dordre éthique et politique

21 POURQUOI A CE MOMENT-LA ? -Impact des technologies dimagerie cérébrale: découvertes à implications éducatives -Notions cruciales de -Plasticité cérébrale et -Périodicité cérébrale (périodes dites sensibles)

22 Magnéto-encéphalographie: MEG Usage de SQUIDs: Super-conducting QUantum Interference Devices Détection de champs magnétiques de T Prototype MEG, Hitachi CRL (1990) - courtesy of Hitachi Advanced Research Laboratory

23 Imagerie par Résonance Magnétique fonctionnelle : IRMf Image anatomique en 3D EPI-fMRI champ magnétique: 2T Hitachi CRL (1992) Hitachi SDL (1990) Courtesy of Hitachi Advanced Research Laboratory

24 POURQUOI MAINTENANT? -Impact accru des technologies dimagerie cérébrale: nouvelles découvertes à implications éducatives -Meilleure compréhension des - émotions dans le cerveau - fonctions dites dordre supérieur

25 Orbitofrontal Cortex (OFC) Medial prefrontal Cortex (MPFC) Anterior cingulate cortex (ACC) Posterior cingulate cortex (PCC) Régions activées lors de la prise de décisions en contexte social Dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) Superior temporal sulcus (STS) Amygdala (AMY) Insula (INS) From the results in the Review by Sanfey, A.G. Social Decision -Making: Insights from Game Theory and Neuroscience, Science (2007) MR Images courtesy of Hitachi Ltd. and Hitachi Medical Co.

26 Fibres optiques Changement des volumes sanguins en fonction de lactivité neuronale Fibre optique Cuir ch. Crâne Cortex cérébral IrradiationDétection Maki, A. et al. (Koizumi, H.) Med. Phys. (1995) Yamashita, Y. et al. (Koizumi, H.) Rev. Sci. Instrum. (1996) Topographie optique en proche infrarouge: NIR-OT Zone dobservation pour tous, partout, nimporte quand Courtesy of Hitachi Advanced Research Laboratory Fibre optique

27 Poids total : 1 kg (incl. batterie opérationnelle pendant 4 h) Topographie Optique portable – WOT (prototype) Unité crânienne Tâche de calcul Unité de contrôle Courtesy of Hitachi Advanced Research Laboratory

28 Station radio centrale Explorer lactivité cérébrale au quotidien Courtesy of Hitachi Advanced Research Laboratory

29 Source: Manfred Spitzer: The Mind Within The Net, 1999 MIT Press, p. 48 Hypothèse de Kandel: les changements synaptiques sont parallèles aux changements comportementaux

30 Formation et élimination des synapses La présence de signaux (input) crée la connection neuronale Age (années) Mikoshiba K, Kubata K, Brain Book 21 (Koizumi H, ed.), Kosakusha (2001) Courtesy of H. Koizumi Birth 8 M 1 Y 10 Y 25 Y 70 Y 4 M 0130 Adapté de Huttenlocher, P.R Nombre de synapses (cortex visuel primaire) Mort sélective des cellules petite enfance 1 M Synapto-genèse Dendrites Axone Noyau Epines Synapses Output Input

31 Source: Mike Posner & Marcus Raichle: Images of Mind, Scientific American Library, 1997, p. 152

32 La recherche sur le cerveau ne résoudra PAS TOUS les problèmes éducatifs

33 … elle nen est pas inutile pour autant, car les découvertes des neurosciences peuvent (au minimum): 1/ jeter une nouvelle lumière sur de vieux débats, 2/ poser de nouvelles questions, et 3/ informer des débats (de nature pré-scientifique) dominés par des positions idéologiques… MAIS... La recherche sur le cerveau ne résoudra AUCUN problème éducatif

34 …Des "périodes sensibles " particulières existent pour les différents types dapprentissage ….La maturation fonctionnelle du cerveau se poursuit jusque durant la 3ème décennie de la vie Les émotions jouent un rôle crucial dans les processus dapprentissage ….La remarquable plasticité du cerveau en fait non seulement une machine à apprendre tout au long de la vie, mais de plus elle rend possible la remédiation de certains déficits dapprentissage même non précocement diagnostiqués En dautres termes… You can teach an old dog new tricks! Pour commencer, plasticité et periodicité…

35 Des neuromythes à la pelle… …bons pour la poubelle Jai lu quelque part que lon nutilisait que 10% de son cerveau Je suis cerveau gauche, elle est cerveau droit Les hommes (ou: les garçons) nont pas le même cerveau que les femmes (ou: les filles) Améliorez votre mémoire! Apprenez en dormant! Il ny a pas de temps à perdre: pour le cerveau, tout se joue avant trois ans Il existe des périodes critiques au cours desquelles certaines choses doivent être enseignées et apprises…

36 Publié en 2007 Disponible en: -Anglais -Arabe -Chinois -Français -Espagnol -Japonais -Serbe

37 Seconde partie de la publication 2007: articles écrits en trinômes 3 articles écrits en collaboration par des neuroscientifiques et des chercheurs en éducation, incluant les réactions et commentaires denseignants, pour offrir différentes perspectives sur le cerveau apprenant Cerveau, développement et apprentissage dans la petite enfance par Collette Tayler (AUS) & Nuria Sebastian (SP), réponse de lenseignant par Bharti (IND) CERVEAU ET APPRENTISSAGE À LADOLESCENCE par Karen Evans (UK) & Christian Gerlach (DK), réponse de lenseignant par Sandrine Kelner (F) Cerveau, cognition et apprentissage à lâge adulte par Raja Parasuraman (USA) & Rudolf Tippelt (D), réponse de lenseignant par Liet Hellwig (NL/CDN)

38 Menu Comprendre, cest voir des schémas/configurations (patterns)… Les neurosciences peuvent-elles aider les éducateurs? Émotions et apprentissages: motivation(s) A la recherche de tesseracts dans le cerveau…

39 Tour de Babel par Pieter Brueghel (1563) Toute la terre avait un seul langage, et les mêmes mots… (Genèse, 11-1)

40 La Army Method : succès… et conséquences

41 PERCEPTIONS REPRESENTATIONS Nous et les Autres (philosophico-politique) RESULTATS dapprentissage MOTIVATION CONSEQUENCES Scolarité – éducation formelle Exposition (précoce) aux media Famille, environnement immédiat

42 Hypothèse de la motivation spirale Environnement immédiat (famille…) Représentations (précoces) Exposition (précoce) aux media Représentations (altérées) Éducation formelle (scolarité…) Résultats dapprentissage Conséquences sociales et économiques

43 wind reinforcement Hypothèse du vortex motivationnel (positif) environnement immédiat (famille…) exposition (précoce) aux media apprentissages formels (scolarité) vitesse rapide/lente du tourbillon renforcement/affaiblissement du vent Vecteur dapprentissage (temps) Savoirs/savoir-faire acquis (surface au sommet du vortex) Bénéfices sociaux/économiques dans le monde réel Résultats dapprentissage apprentissages informels(…) PERCEPTION des conséquences/bénéfices VENT (plus ou moins fort)

44 Le cerveau apprenant est le produit de linteraction entre linné (génétique) et lacquis (environnement) Importance cruciale des émotions et des stimuli motivationnels dans lapprentissage. Distinction entre motivation intrinsèque et extrinsèque? Dimensions hédoniques de lapprentissage: lexpérience eurêka, etc. Fortes différences individuelles dans lapprentissage (plus intra-genres quinter-genres). Solides éléments scientifiques pour étayer (ou non) les théories existantes en matière d enseignement/apprentissage montrer pourquoi et comment certaines approches et méthodes appliquées depuis des décennies en matière denseignement fonctionnent (mieux que dautres). Exemple: déficits précoces du sens des nombres (dysclaculie): peur des math et conséquences à court, moyen et long terme.

45 Je parle espagnol avec Dieu, italien avec les femmes, français avec les hommes, et allemand… avec mon chien. Charles-Quint ( )

46 Menu Comprendre, cest voir des schémas/configurations (patterns)… Les neurosciences peuvent-elles aider les éducateurs? Émotions et apprentissages: motivation(s) A la recherche de tesseracts dans le cerveau…

47 For us, we are all very different; our languages are very different, and our societies are very different. But if we could extract ourselves from our point of view and sort of look down at human life the way a biologist looks at other organisms, I think we could see it a different way. Imagine an extra-human observer looking at us. Such an extra-human observer would be struck precisely by the uniformity of human languages, by the very slight variation from one language to another, and by the remarkable respects in which all languages are the same. Noam Chomsky (born 1928)

48 Du côté de chez Bourdieu, la notion de… …DOXA: …le culturel considéré comme naturel…

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50 After one look at this planet any visitor from outer space would say: I want to see the manager! William S. Burroughs ( )

51 Merci!

52 I shouldn't wish people dogmatically to believe any philosophy, not even mine. Bertrand Russell ( )


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