Les modèles du développement et leurs relations avec l’apprentissage

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1 Les modèles du développement et leurs relations avec l’apprentissage

2 Le modèle neuropsychologique du développement du cerveau de l’enfant

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4 Le cerveau du nouveau-né - riche de 100 milliards de neurones environ - continue à grandir, sous le contrôle de certains gènes, mais aussi sous l'influence des stimulations externes, bien plus nombreuses que celles que recevait le foetus. Les dendrites des neurones prolifèrent, les synapses se multiplient. Mais ce foisonnement cède peu à peu la place à un processus d'élagage : certaines connexions sont conservées et renforcées, d'autres, éliminées, tandis que la myélinisation se poursuit. Le tout aboutit à la sélection d'un réseau de connexions certes privilégié, mais pas statique (il est continûment remanié au cours de la vie de l'individu).

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7 Par exemple, dans le cortex visuel, le maximum de connexions advient aux alentours du quatrième mois après la naissance. Commence alors l'élagage, qui se poursuit jusqu'à l'âge préscolaire, où le nombre de connexions est alors grosso modo celui qu'aura l'adulte. Mais dans le cortex préfrontal médian, une aire du cerveau impliquée dans des fonctions cognitives supérieures, le maximum survient vers 3-4 ans seulement, et l'élagage n'est pas notable avant le milieu - voire la fin - de l'adolescence.

8 Une étude publiées en 2004 par Jay Giedd, montre qu’entre 4 et 8 ans, les premières régions qui mûrissent sont celles où s'effectue l'intégration primaire des données sensorielles et motrices. Aux alentours de la puberté, soit vers 11 à 13 ans, la diminution de substance grise progresse dans le cortex pariétal - zone impliquée dans l'orientation spatiale et la maîtrise du langage. À la fin de l'adolescence, c'est le cortex préfrontal qui s'affine, autrement dit la zone où sont gérées nombre de fonctions cognitives supérieures, par exemple les capacités de raisonnement.

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10 Les grandes étapes maturatives du cerveau
De la naissance à 1an Prolifération axonale & myélinisation Taille : 4 x < adulte Capacités d’imitation néo-natale Perception du visage (2 mois) Discrimination des sons (3 mois) Permanence de l’objet (4 mois) Capacités numériques (4 mois) De 1 an à 6 ans Sélection (disparition & renforcement des connections) Amincissement du cortex (sensoriel, moteur, visuel et frontal) Taille : 90% de la taille adulte Distinction soi/autrui (18 mois ) De l’âge de 6 ans à 12 ans Sélection Accroissement en matière grise des zones dites associatives du Cx préfrontal, du Cx temporal et du Cx pariétal Capacités d’inhibition cognitive & comportemental Opérations concrètes De 12 ans à l’âge adulte Sélection Amincissement des zones dites associatives du Cx préfrontal, du Cx temporal et du Cx pariétal Raisonnement hypothético-déductif (« si…alors) (Cx frontal & temporal) Inhibition des biais de raisonnement (Cx frontal) Capacités d’abstraction

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15 Le modèle socio-historique de Vygotsky

16 La loi fondamentale du développement
« Chaque fonction psychique supérieure apparaît deux fois au cours du développement de l’enfant : d’abord comme activité collective, sociale et donc comme fonction interpsychique, puis la deuxième fois comme activité individuelle, comme propriété intérieure de la pensée de l’enfant, comme fonction intrapsychique. » (Vygotsky, 1985, p. 111) En d’autres mots, il n’y a pas de tomates sans fleur…

17 Théorie de l’origine sociale des fonctions mentales supérieures (i. e
Théorie de l’origine sociale des fonctions mentales supérieures (i.e. typiquement humaine) Compare le développement à un processus d’acquisition et de maîtrise d’outils psychologiques fournis par la culture

18 Deux niveaux de développement:
Le niveau de développement actuel. Ce que l’enfant est capable d’effectuer seul, de façon autonome (les « fruits » du développement). Le niveau de développement potentiel. Ce que l’enfant peut faire en collaboration, sous la supervision ou guidé par un individu plus compétent (les « fleurs » du développement).

19 Modèle socio-historique de Vygotsky
Les fonctions mentales supérieures sont intrinsèquement sociales. Les adultes et pairs plus compétents introduisent les habiletés nouvelles (notion de zone du développement proximal). Ces habiletés sont médiatisées par l’utilisation d’outils culturels (notion d’outil psychologique).

20 La zone du développement proximal (ZDP ou ZOPED)
Définition : « La différence entre le niveau de résolution de problèmes sous la direction et avec l’aide d’adultes et celui atteint seul définit la zone proximale du développement. » (Vygotsky, 1985, p. 108)

21 2) Notion d’outil psychologique
Compétences qui médiatisent et transforment la relation entre le sujet (psychologique) et l’objet (psychologique) Outil Sujet Objet

22 Exemples d’outil psychologique
Le langage parlé et écrit La numération et les opérations mathématiques La méthode scientifique

23 Contributions Mise à jour des processus de construction des connaissances Mise en relation de la cognition et du monde social (ex: jugement moral de Piaget) Mise en évidence de changements qualitatifs dans l’organisation de la pensée des enfant Partage avec Piaget Rôle du langage dans le développement Une conception dialectique du développement Une conception de la cognition et du monde social comme étant relié Se distingue de Piaget Importance accordée aux influences sociales et à la culture Conception des relations entre le langage et la pensée

24 Limites Sous-estimation des facteurs émotifs
Sous-estimation de l’influence sociale et de la diversité des voies développementales qui en découlent (surtout Piaget)

25 La théorie piagétienne

26 Selon Jean Piaget, le savoir n’est pas régit par une maturation interne ou un enseignement externe.
C’est une construction active dans laquelle l’individu construit progressivement des structures cognitives de plus en plus complexes à travers ses propres activités.

27 Chaque fois que l’on enseigne quelque chose à un enfant, nous l’empêchons de le découvrir. De plus, lorsqu’un enfant découvre quelque chose par lui même, il le garde avec lui toute sa vie (Jean Piaget)

28 développement apprentissage
Position attentiste : il n’est pas opportun d’accélérer le développement Il faut attendre que l’enfant soit à un tel stade pour lui proposer tel apprentissage

29 Deux lectures des apports de Piaget dans le domaine de l’éducation
Adéquation des contenus aux stades du développement atteints par l’enfant Concevoir tout apprentissage comme une entreprise de construction dont le maître d’œuvre est l’apprenant Conflit cognitif

30 La théorie piagétienne
La théorie piagétienne repose sur trois dimensions fondamentales : le constructivisme, le structuralisme et l’interactionnisme. Sa théorie décrit l’évolution d’un sujet actif dans l’élaboration de ses connaissances (constructivisme) ; le développement est caractérisé par la succession de niveaux généraux d’organisation (structuralisme) ; et les formes de pensée sont déterminées par le type d’interactions du sujet avec son environnement (interactionnisme).

31 Piaget conçoit l’intelligence comme un prolongement de l’adaptation biologique et ce particulièrement grâce aux interactions entre l’organisme et les objets physique de l’environnement.

32 L’adaptation Le système est en équilibre parfait avec l’environnement, c’est-à-dire que la structure peut compenser les intrusions externes ou internes en restaurant l’équilibre:

33 Deux pôles de l’adaptation
Deux pôles de l’adaptation: L’assimilation et l’accomodation (liée à la fois aux interactions schèmes x objets) et aussi à l’organisation (liée aux interactions des schèmes entre eux et avec la structure qui les englobe).

34 La théorie de Piaget tient aussi dans la notion de « structures» (stades), ces structures comprennent un ensemble cohérent d’opérations applicable à tous les domaines de l’activité cognitive humaine et auquel toute tâche doit être éventuellement assimilée. Selon cette théorie, une forme particulière de structures correspond à chacun des stades de développement et présente des caractéristiques propres à la pensée des enfants à chacun des stades. Le sujet théorique qui représente ces caractéristiques propres à la pensée d’un enfant à un stade particulier est selon la terminologie de Piaget ; le sujet épistémique.

35 Stades “On sait ainsi, étant donné que l’enfant atteint telle ou telle structure, qu’il est capable d’une multiplicité d’opérations distinctes, et parfois sans aucune parenté visible entre elles au premier abord.” Développement des structures mentales en stades Sensori-moteur (0 à 2 ans) Pré-opératoire (2 à 7 ans) Opératoire concret (7 à 11 ans) Opératoire formel (11 ans et plus)

36 Stade sensori-moteur (0 et 2 ans)
Sens de son corps et des objets qui l’entourent. Décentrement progressif (petite révolution copernicienne): “différenciation par décentration pour aboutir à l’objectivité”

37 Premier sous-stade (0-1 m) Deuxième sous-stade (1-4 m)
Intelligence sensori-motrice Premier sous-stade (0-1 m) Exercice des réflexes Deuxième sous-stade (1-4 m) Adaptation et réaction circulaire primaire Troisième sous-stade (4-8/9 m) Réaction circulaire secondaire Quatrième sous-stade (8/9-11/12 m) Coordination des schèmes secondaires et leur application à des situations nouvelles Cinquième sous-stade (12-18 m) Différenciation des schèmes d’action par réaction circulaire tertiaire et découverte de moyens nouveaux par expérimentation active Sixième sous-stade (18-24 m) Notion de temps entraîne la notion de prévision Notion d’espace va progresser (espace immobile, enfant mobile)

38 Le stade sensorimoteur : 0 à 2 ans environ
Développement des premiers schèmes sensoriels et moteurs Avant 8 mois : existence d’un objet liée au champ perceptif L’enfant se comporte comme si le jouet n’existait plus L’enfant se dirige vers le jouet Vers 8 mois : permanence de l’objet Existence d’un objet indépendante du champ perceptif Prépare l’acquisition du langage et du stade suivant

39 Stade préopérationnel (2-6 ans)
Apparition de la fonction symbolique ou sémiotique, i.e. capacité de représenter des choses ou des situations qui ne sont pas nécessairement actuelles à l’aide de mot, d’imitation, d’image mentale. Jeu symbolique (faire semblant que).

40 Stade préopérationnel
Procède par simple intériorisation des perceptions et des mouvements sous formes d’images et d’expériences mentales qui prolongent les schèmes. Problème avec temps non-présent, espace non-proche. Correspondance: “correspondance visuelle ou optique, mais pas logique”

41 Le stade préopératoire : 2 à 7 ans environ
Développement de schèmes liés à la pensée symbolique ==> langage Pensée opératoire différente de l’adulte Égocentrisme Tout rapporter à soi p. ex. Pourquoi le soleil brille-t-il ? Pour me réchauffer. Animisme attribuer une vie aux objets inanimés p. ex. Pourquoi le soleil se couche-t-il ? Pour se reposer. Artificialisme supposer que les objets naturels ont été fabriqués p. ex. Pourquoi le ciel est-il bleu ? Parce que maman l’a peint. Stade marqué par la centration : raisonnement ne considère qu’un aspect à la fois

42 Stade opérationnel concret (7 à 11ans)
Stade opérationnel concret (7 à 11 ans) “On voit se constituer un système d’opérations logiques ne portant pas encore sur les propositions comme telles, mais sur les objets eux-mêmes, leurs classes et leurs relations, mais ne s’organisant qu’à propos des manipulations réelles ou imaginées des objets.” (Piaget, 1964, p. 125)

43 Stade opérationnel concret (7 à 11ans)
Exemple Edith à les cheveux plus foncés que Lili. Edith à les cheveux plus clairs que Abby. Laquelle a les cheveux les plus foncés? S’ils peuvent résoudre ces problèmes avec des jetons de couleurs, il ne peuvent pas de façon purement verbale.

44 Conservation de la masse

45 Identité Y a-t-il autant d’herbe à manger dans les 2 prés ? Jusqu’à 8-9 ans, l’identité n’est pas acquise Identité  on n’a rien ajouté, on n’a rien enlevé

46 Le stade des opérations concrètes (7 à 11 ans environ)
Capacité de raisonner correctement... à partir du concret en considérant plus d’un aspect à la fois : réversibilité Apparition des conservations une quantité de liquide le poids d’une quantité le volume d’une quantité Malgré des changements apparents... demeure inchangé(e) enfant préopératoire enfant opératoire concret Figure 7.7 (en partie) Figure 7.8

47 Stade des opérations formelles (11ans et plus)
Stade des opérations formelles (11ans et plus) Il parvient à manipuler des représentations de représentations

48 Le stade des opérations formelles (11 ans et + environ)
Capacité de raisonner de façon abstraite considérer de multiples possibilités élaborer et vérifier diverses hypothèses « Oui, mais si... » Capacité de raisonner de façon déductive et inductive Le stade le moins élaboré par Piaget...

49 Critiques du modèle piagétien
Le modèle de Piaget est remis en question par différentes observations; Par exemple, des enfants maîtriseraient certaines conservations dans l’ordre attendu (la conservation des surfaces avant celle du poids), alors que chez d’autres l’apprentissage suit l’ordre inverse (décalages). Ou encore l’observation d’effets d’entraînement sur des tâches logiques émergeant de la structure opératoire générale, comme la conservation, présumées imperméables à de telles interventions

50 Ainsi non seulement l’évolution de la variabilité intra-individuelle en fonction de l’âge n’a pas toujours la forme attendue, mais elle va en sens inverse : la variabilité intra-individuelle tend à augmenter entre 9 et 16 ans. Ces résultats sont compatibles avec l’existence de voies de développement différentes (Lautrey, 1980, p. 691). La variabilité intra-individuelle peut dépendre de plusieurs facteurs. Par exemple, le contenu plus ou moins juste des représentations mentales des sujets ou encore déprendre de capacités cognitives propres à un individu

51 Piaget ne s’est jamais sérieusement penché sur le rôle des représentations et des contraintes de fonctionnement, pas plus que les cognitivistes ne se sont intéressés aux opérations mentales du sujet (Bideaud et Houdé, 1991 ; Bideaud, Houdé et Pedinielli, 1995). Or, les théories néopiagétiennes, comme les neurosciences cognitives modernes mettent l’accent sur la description précise et détaillée des représentations mentales du sujet (modèles mentaux) et sur la prise en compte des contraintes fonctionnelles qui limitent les capacités de traitement du sujet : capacité de la mémoire de travail, vitesse de traitement, etc.

52 En 1963, j’ai proposé à Piaget le concept de capacité d’attention mentale, […] qui, en augmentant en fonction de l’âge, définit les capacités de traitement du sujet et, en définitive, détermine le passage d’un stade à l’autre. (Pascual-Leone, 1987, p , traduction libre). Piaget comprenait très bien l’idée d’une capacité d’attention mentale […], mais ne pouvait concevoir qu’une notion de nature quantitative puisse adéquatement expliquer l’évolution qualitative des différentes formes de pensée chez l’enfant et l’adolescent (Pascual-Leone, 1987, p , traduction libre)

53 L’approche du traitement de l’information et les stratégies cognitives

54 Modèle actualisé de la MDT (Baddeley, 2000)
Administrateur central Boucle phonologique Buffer épisodique Registre visuo-spatial Langage MLT épisodique Sémantique visuelle

55 La Mémoire de travail et son Buffer épisodique
Buffer épisodique: système de stockage temporaire d’ informations multi-modales. “épisodique” car stocke des épisodes dans lesquels l’info est intégrée dans l’espace et le temps. “buffer” car constitue une interface temporaire entre les systèmes esclaves ; la boucle phonologique (traitement de l’information verbale) et le registre visuo-spatial (traitement de l’information visuelle et spatial) et la MLT. Ce buffer épisodique constitue une étape essentielle dans l’apprentissage en mémoire épisodique. Pourquoi ? Car joue un rôle important dans l’encodage et la récupération d’infos en mémoire épisodique. ATTENTION ! Ce buffer est ≠ de la mémoire épisodique car c’est un système de stockage temporaire qui peut être préservé chez des patients amnésiques avec une atteinte majeure de la MLT. Le buffer épisodique est contrôlé par l’administrateur central qui est responsable de l’intégration des infos en épisodes cohérents à partir de multiples sources. (Eustache et Desgranges,2003)

56 Les empans “Empan mnésique”
= quantité maximale d’infos que le sujet est capable de rappeler après une seule présentation (chez l’adulte 7± 2 éléments)

57 Les empans simples Les empans simples progressent fortement avec l’âge, principalement entre 2 et 9 ans, pour atteindre chez l’adulte le nombre 7 ± 2 avancé par Miller (1956). Epreuve: Donner une liste d’items et demander de les restituer immédiatement à l’endroit ou à l’envers. Exemples d’items au test d’empan de chiffres: ; ; ;

58 Le développement d’empan simple

59 Les empans et leur développement
Il est acquis que les empans et leur développement ne peuvent dépendre uniquement d’une vitesse d’articulation qui évoluerait avec l’âge. D’ailleurs Henry et Millar (1993) concluent qu’il n’existe pas d’évidence empirique réellement convaincante de ce que les très jeunes enfants (i.e. avant 6 ans) utilisent la répétition et il n’en est pas apparu depuis. Les processus de recouvrement de l’information lors du rappel et la disponibilité des connaissances en mémoire à long terme jouent un rôle certain

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61 l’empan visuel et spatial
Comme pour les empans verbaux, les performances des enfants augmentent avec l’âge (Logie et Pearson, 1997). Par exemple, dans la tâche des blocs de Corsi, Isaacs et Vargha-Khadem (1989) rapportent un performance moyenne de 4,1 blocs à 7 ans, 5,3 blocs à 11 ans et 5,6 blocs à 15 ans. De la même manière que dans le domaine verbal, la vitesse de développement, importante dans les premières années, décroît progressivement. Ainsi, Wilson, Scott et Power (1987) observent un accroissement spectaculaire de l’empan de pattern visuel entre 5 et 11 ans (d’environ 4 à 14) alors qu’il n’y a pas de différence entre des enfants de 11 ans et des adultes.

62 Evaluation du registre visuo-spatial
Planche de Corsi (ou Block Tapping Test) but ? évaluer l’empan visuo-spatial séquentiel tâche : on touche successivement des blocs et le patient doit reproduire la séquence immédiatement et dans le bon ordre. Si il réussit, on augmente le nombre de cubes à toucher. Les séries vont de 2 à 9 blocs touchés (3 essais/série) L’empan correspond à la dernière série où 2 essais sont réussis.

63 Les tâches d’empan complexe nécessitent le maintien et le traitement simultanés d’information. Elles se présentent donc comme des doubles tâches où le sujet doit maintenir une liste d’items en vue du rappel tout en effectuant une activité concurrente telle que comprendre des phrases, les lire, dénombrer des collections, résoudre des opérations arithmétiques, etc. Beaucoup considèrent ces tâches comme les seules évaluant les capacités de la mémoire de travail alors que les tâches d’empan simple évalueraient la mémoire à court terme puisque ne sollicitant que le maintien. Pour les auteurs privilégiant l’approche en composants multiples de Baddeley, les tâches d’empan complexe sont conçues comme évaluant non plus la capacité des systèmes esclaves de stockage mais celle du central executive (Gathercole, Pickering, Ambridge, & Wearing, 2004).

64 Le développement d’empan complexe

65 Comme pour la mémoire verbale, il a été suggéré qu’un accroissement des connaissances en mémoire à long terme pourrait faciliter le regroupement de l’information visuelle en mémoire de travail sous forme de chunks auxquels une signification pourrait être donnée. Un lexique de formes pouvant être immédiatement reconnues pourrait se former progressivement avec l’âge, aidant au maintien et au rappel de l’information visuelle (Wilson et al., 1987).

66 Un accroissement des connaissances en mémoire à long terme ou une meilleur organisation de ces connaissances pourrait faciliter le regroupement de l’information en mémoire de travail sous forme de chunks (et ainsi économiser du temps de traitement et des ressources attentionnelles…)

67 Les facteurs évoqués jusqu’ici référent à des changements quantitatifs
Les facteurs évoqués jusqu’ici référent à des changements quantitatifs. On pourrait se demander s’il n’existe pas par ailleurs des changements qualitatifs ou structurels qui marquent le développement de la mémoire de travail. Nous avons vu pour les empans simples que les jeunes enfants ne recodent pas spontanément l’information visuelle en information verbale ou encore qu’ils n’utilisent pas spontanément la stratégie de répétition. Hitch (2006) a suggéré qu’avec l’âge, les enfants passeraient d’une stratégie sérielle de résolution des tâches complexes où leur attention serait totalement consacrée tantôt au traitement, tantôt au stockage, à un partage de l’attention qui permettrait de traiter les tâches en parallèle. On a vu que les résultats de Barrouillet et al. (2007) vont dans ce sens. On peut donc supposer que certains changements sont plus qualitatifs que quantitatifs.

68 En ce qui concerne les stratégies, d’importants changements ont été mis en évidence dans la façon dont les enfants encodent l’information verbale et visuelle. De nombreux travaux ont en effet montré que lorsqu’ils doivent mémoriser des objets présentés sous forme de dessins, les jeunes enfants encodent l’information sous forme visuelle, l’utilisation spontanée d’un codage phonologique n’apparaissant que vers 8 ans (Hitch, Halliday, Dodd, & Littler, 1989 ; Hitch, Halliday, Schaafstal, & Heffernan, 1991 ; Hitch, Halliday, Schaafstal, & Schraagen, 1988 ; Palmer, 2000 ; Wlaker, Hitch, Doyle, & Porter, 1994). Barrouillet, Gavens, Vergauwe et Camos (2007) ont pour leur part montré que les jeunes enfants ne pensent pas spontanément à rafraîchir les traces mémorielles lorsque de courtes pauses lors des traitements leur en donnent l’occasion, ce que font les enfants plus âgés.