Les élèves qui apprennent plus vite sont-ils ceux qui ont le plus de potentiel ?

Chaque jour, les élèves de tous âges sont confrontés à de nouveaux concepts et compétences, et certains les apprennent plus rapidement que d’autres. Il est facile d’attribuer cela à un talent naturel – mais si les enseignants agissent ainsi, ils pourraient ouvrir des portes pour certains élèves et les fermer pour d’autres.

En d’autres termes, il y a un côté sombre à croire au talent inné. Cela peut engendrer une tendance à supposer que certaines personnes ont un talent pour quelque chose et d’autres non, et que vous pouvez faire la différence très tôt. Si vous croyez cela, vous encouragez et soutenez les « talentueux » et découragez les autres, créant ainsi une prophétie auto-réalisatrice.

Le meilleur moyen d’éviter cela est de reconnaître le potentiel en chacun de nous – et de travailler à trouver des moyens de le développer, comme certains chercheurs commencent à le faire.

Des échiquiers aux tableaux noirs

Au jeu d’échecs, les enfants ayant un QI plus élevé ont généralement plus de facilité à apprendre et à se souvenir des règles du jeu, ainsi qu’à élaborer et à exécuter des stratégies, ce qui leur donne un avantage précoce pour gagner aux échecs.

Mais selon des recherches récentes, le prédicteur le plus significatif de l’habileté aux échecs au fil du temps n’est pas le QI – mais la quantité de pratique des enfants.

Une chose similaire peut être vraie pour les performances en mathématiques. Des recherches récentes ont montré que les enfants qui ont eu l’expérience de jouer à des jeux de société linéaires avec comptage des étapes avant de commencer l’école auront de meilleurs résultats en mathématiques une fois à l’école. Et il y a probablement de nombreuses autres façons dont les expériences préscolaires qui donnent aux enfants une pratique des mathématiques les aideront à mieux réussir plus tard.

La plupart des enseignants, cependant, ne sont pas familiers avec cette recherche. Souvent, les enfants qui « comprennent » les mathématiques plus rapidement que les autres sont généralement supposés être doués en mathématiques alors que les autres ne le sont pas. Ensuite, les enfants « doués » reçoivent plus d’encouragements, plus d’entraînement, etc. et, au bout d’un an environ, ils sont bien meilleurs en mathématiques que les autres. Cet avantage peut se propager tout au long de la scolarité, créant des disparités de plus en plus grandes entre les enfants.

Puisqu’il y a un certain nombre de carrières, comme l’ingénierie ou la physique, qui nécessitent des cours de mathématiques à l’université, les élèves qui ont été jugés comme n’ayant aucun talent pour les mathématiques trouvent ces carrières fermées pour eux. Mais si les maths fonctionnent de la même manière que les échecs, alors nous avons perdu toute une collection d’enfants qui auraient pu finalement devenir tout à fait accomplis dans ces domaines si seulement ils n’avaient pas été étiquetés comme « pas bons en maths » au tout début.

Une étude de cas : Révolutionner la physique de première année

Nous pouvons combattre cette tendance en examinant le potentiel des étudiants d’une manière différente. Les éducateurs peuvent mettre en œuvre de nouvelles méthodes d’enseignement qui donnent aux étudiants une meilleure chance d’apprendre, des méthodes qui tirent parti de ce que nous savons sur les performances de pointe et l’importance de la pratique dans le développement des compétences et des connaissances.

Dans une étude menée à l’Université de la Colombie-Britannique, certains étudiants inscrits dans un cours traditionnel de physique de première année ont eu un petit avant-goût de ce à quoi cela pourrait ressembler. Pendant les 11 premières semaines, chaque cohorte de la classe a reçu un enseignement relativement standard : trois cours magistraux de cinquante minutes par semaine, des devoirs hebdomadaires et des séances de tutorat où les étudiants résolvaient des problèmes sous l’œil d’un assistant d’enseignement. Mais, au cours de la douzième semaine, une cohorte a été exposée à des techniques développées par le prix Nobel de physique Carl Wieman et ses collègues et enseignées par deux chercheurs plutôt que par l’instructeur habituel.

Ces techniques étaient basées sur le concept de la pratique délibérée, qui, selon la recherche, est un outil d’amélioration très efficace et puissant. En particulier, il est informé et guidé par les réalisations des experts et par la compréhension de ce que ces experts font pour exceller. Selon les recherches que nous et d’autres avons menées, ce type de pratique est essentiel pour atteindre la maîtrise dans des domaines établis allant de la musique aux sports en passant par les échecs.

Dans la cohorte de pratique délibérée, les chercheurs ont demandé aux étudiants de lire plusieurs pages de leur texte de physique avant chaque cours, puis de compléter un court test en ligne vrai/faux sur la lecture. L’idée était de les familiariser avec les concepts qui seraient travaillés en classe avant qu’ils n’arrivent.

Quand ils sont arrivés en classe, les chercheurs ont divisé les étudiants en petits groupes et ont ensuite posé une « question clicker » – une question à laquelle les étudiants répondaient électroniquement, les réponses étant envoyées automatiquement à l’instructeur. Les questions ont été choisies pour amener les étudiants de la classe à réfléchir à des concepts que la plupart des étudiants en première année de physique trouvent difficiles.

Les étudiants ont pu discuter de chaque question au sein de leur petit groupe avant d’envoyer leurs réponses, puis les chercheurs affichaient les résultats, en parlaient et répondaient à toutes les questions que les étudiants pouvaient avoir. Ces discussions ont amené les élèves à parler des concepts, à établir des liens, et souvent à aller au-delà de la question spécifique du clicker qui leur avait été posée.

Bien qu’il n’y ait pas eu de différence d’engagement entre les cohortes du cours pendant les semaines 10 et 11, pendant la semaine 12, l’engagement dans la classe de pratique délibérée était presque le double de ce qu’il était dans la classe traditionnelle. Les chercheurs ont en fait mesuré l’engagement non pas en fonction de la quantité d’interventions ou de réponses aux questions des étudiants, mais en fonction de quelque chose de plus subtil : s’ils hochaient la tête et faisaient des gestes en écoutant, ou s’ils envoyaient des textos et consultaient Facebook (comme l’ont noté les observateurs).

Mais c’était plus qu’un simple engagement. Les élèves de la classe ont obtenu un retour immédiat sur leur compréhension des différents concepts, tant de la part de leurs camarades que de leurs instructeurs. Cela leur a permis de commencer à raisonner davantage comme des physiciens – en posant d’abord des questions appropriées, puis en déterminant quels concepts étaient applicables, et enfin en raisonnant à partir de ces concepts jusqu’à une réponse.

À la fin de la semaine 12, les étudiants des deux cohortes ont été soumis à un test à choix multiples sur clicker pour voir dans quelle mesure ils avaient appris la matière. Le score moyen des étudiants de la section traditionnelle était de 41 % ; celui de la classe de pratique délibérée était de 74 % – une différence très significative.

Comment libérer le potentiel des étudiants

Regardons de plus près cette classe de physique de l’UBC pour voir comment les principes de la pratique délibérée peuvent être appliqués pour aider les étudiants à apprendre plus rapidement et mieux qu’ils ne le font avec les approches traditionnelles.

La première chose que Wieman et ses collègues ont fait en concevant la classe a été de parler avec les instructeurs traditionnels pour déterminer exactement ce que les étudiants devraient être capables de faire une fois qu’ils ont terminé la section. Une différence majeure entre l’approche délibérée-pratique et l’approche traditionnelle de l’apprentissage réside dans l’accent mis sur les compétences par rapport aux connaissances – ce que vous pouvez faire par rapport à ce que vous savez.

La pratique délibérée porte sur les compétences. Vous ramassez les connaissances nécessaires afin de développer les compétences ; les connaissances ne devraient jamais être une fin en soi. Néanmoins, la pratique délibérée fait que les étudiants acquièrent pas mal de connaissances en cours de route.

Si vous enseignez à un élève des faits, des concepts et des règles, ces éléments entrent dans la mémoire à long terme en tant que pièces individuelles, et si un élève souhaite ensuite en faire quelque chose – les utiliser pour résoudre un problème, raisonner avec eux pour répondre à une question, ou les organiser et les analyser pour aboutir à un thème ou une hypothèse – les limites de l’attention et de la mémoire à court terme entrent en jeu. La difficulté de garder à l’esprit tous ces éléments différents et non reliés en même temps rend presque impossible pour un élève de générer avec succès une solution.

Mais lorsqu’un élève apprend ces différents faits, concepts et règles dans le contexte de la construction de compétences – apprendre à analyser et à résoudre des problèmes – les différents éléments sont naturellement intégrés dans un réseau interconnecté de compréhension, une « représentation mentale » de la façon dont les différents faits, images, règles et relations fonctionnent ensemble dans un ensemble significatif. Cette représentation mentale est à son tour associée aux autres connaissances et à la compréhension que l’individu a accumulées. Désormais, lorsqu’on donne à l’étudiant un problème à résoudre, il ne s’agit plus de jongler avec une collection de bits d’information indépendants, mais de penser en termes de modèles d’information, ce que le cerveau peut faire de manière beaucoup plus efficace et efficiente.

Vous ne construisez pas des représentations mentales en pensant à quelque chose ou en étant enseigné par un professeur ; vous les construisez en les ajustant de manière incrémentielle lorsque vous tentez d’effectuer une tâche pertinente avec un retour d’information. Au départ, vous échouerez probablement, mais à mesure que vous révisez votre approche, en essayant encore et encore jusqu’à ce que la tâche soit maîtrisée, vous construisez progressivement une représentation mentale précise et efficace qui peut être utilisée sur des tâches similaires à l’avenir.

Et c’est ce que Wieman et ses collègues ont entrepris de faire dans le cours de physique. Une fois qu’ils ont dressé une liste des choses que leurs élèves devraient être capables de faire, ils l’ont transformée en une collection d’objectifs d’apprentissage spécifiques.

Ceci est cohérent avec une approche de pratique délibérée : Lors de l’enseignement des phénomènes physiques quotidiens, il est nécessaire d’amener les élèves à y réfléchir sur la base de leurs connaissances existantes et de les aider à identifier les erreurs et les idées fausses ; les enseignants y parviennent en fournissant aux élèves une série de problèmes qu’ils peuvent éventuellement apprendre à résoudre correctement en recevant un retour sur leurs solutions incorrectes. En ajustant progressivement leurs représentations mentales, les élèves affinent leur réflexion sur les phénomènes physiques jusqu’à ce qu’ils en aient une compréhension relativement efficace.

Bien que cette approche puisse sembler similaire à l’approche d’échafaudage utilisée dans l’enseignement traditionnel, elle diffère par l’accent mis sur le développement de représentations mentales efficaces. Plus précisément, l’idée est d’identifier une performance cible – à savoir, être capable de raisonner et de prédire correctement les résultats dans le monde réel – puis de travailler pour atteindre cette performance cible en changeant les processus de pensée de l’étudiant pour affiner les représentations mentales nécessaires à chaque étape du processus. Ensuite, l’enseignant s’assure que l’élève a modifié ses représentations mentales et sa pensée pertinente avant de passer à des phénomènes plus complexes.

Des recherches antérieures comparant des experts en physique à des étudiants en physique ont révélé que si les étudiants formés traditionnellement peuvent parfois être presque aussi bons que les experts pour résoudre des problèmes quantitatifs – c’est-à-dire des problèmes impliquant des nombres qui peuvent être résolus en appliquant la bonne équation – les étudiants étaient loin derrière les experts dans leur capacité à résoudre des problèmes qualitatifs, ou des problèmes qui impliquent un raisonnement conceptuel mais sans aucun nombre pouvant être branché sur des équations mémorisées : Par exemple, pourquoi fait-il chaud en été et froid en hiver ? Répondre à une telle question nécessite moins la maîtrise des chiffres qu’une compréhension claire des concepts qui sous-tendent des événements ou des processus particuliers – c’est-à-dire de bonnes représentations mentales.

Pour aider les étudiants en physique de leur classe à développer de telles représentations mentales, Wieman et ses collègues ont développé des séries de questions à cliquer et des tâches d’apprentissage qui obligeraient les étudiants à réfléchir, puis leur fourniraient un retour immédiat pour les aider à atteindre les objectifs d’apprentissage que les instructeurs avaient préalablement identifiés.

Enfin, les classes étaient structurées de manière à ce que les étudiants aient l’occasion de traiter les différents concepts encore et encore, en recevant un retour qui identifiait leurs erreurs et montrait comment les corriger. Certains de ces retours provenaient des camarades de classe dans les groupes de discussion et d’autres des instructeurs, mais l’important était que les étudiants obtiennent des réponses immédiates qui leur indiquaient quand ils faisaient quelque chose de mal et comment le corriger.

Ce cours de physique remanié offre une feuille de route pour remanier l’enseignement selon les principes de la pratique délibérée :

• Commencez par identifier ce que les étudiants devraient apprendre à faire en fonction des compétences dont les experts ont besoin pour faire leur travail. Les objectifs devraient être des compétences, et non des connaissances.
• Comprendre les représentations mentales que les experts utilisent, et fournir aux étudiants des situations problématiques avec un retour d’information pour les aider à développer progressivement des représentations mentales similaires. Il s’agira d’enseigner la compétence en se concentrant sur un aspect à la fois, chaque aspect étant choisi par l’enseignant pour maintenir les élèves hors de leur zone de confort, mais pas au point de ne pas pouvoir maîtriser cette étape.
• Donner beaucoup de répétitions et de feedbacks ; le cycle régulier d’essayer, d’échouer, d’obtenir un feedback, d’essayer à nouveau, et ainsi de suite, est la façon dont les étudiants construiront leurs représentations mentales.

À l’Université de la Colombie-Britannique, le succès de l’approche délibérée de Wieman, basée sur la pratique, dans l’enseignement de la physique, a incité de nombreux autres professeurs à suivre l’exemple. Selon un article du magazine Science, dans les années qui ont suivi l’expérience, les méthodes de pratique délibérée ont été adoptées dans près de cent classes de sciences et de mathématiques là-bas, avec un effectif total de plus de trente mille étudiants.

Reconcevoir les méthodes d’enseignement en utilisant la pratique délibérée pourrait augmenter considérablement la rapidité et la qualité de l’apprentissage des étudiants – comme l’indiquent les améliorations presque incroyables des étudiants de Wieman. Et ce faisant, cela pourrait contribuer à engager et à encourager les élèves qui ont le sentiment de ne pas avoir de talent naturel en sciences et en mathématiques, en anglais ou en arts. Le progrès est motivant, et il signifie que la voie de la maîtrise – la voie qui pouvait sembler fermée à ces élèves – est maintenant à portée de main.