Une idée reçue, très répandue chez les enseignants, est qu'on pourrait, directement de l'extérieur, introduire du sens nouveau dans la tête d'un élève. Combien de collègues répètent quotidiennement : "dix fois que je leurs explique et ils n'ont toujours pas compris". Comme s'il suffisait d'expliquer avec des mots pour faire naître du sens nouveau dans la tête de l'autre. Expliquer à partir de sa propre compréhension ne serait-il pas justement empêcher l'autre de comprendre selon son style ? Y a-t-il isomorphisme entre le cerveau de celui qui sait et le cerveau de celui qui apprend ? Certains enseignants pensent qu'il suffit d'apprendre et de savoir réciter par cœur pour que naissent une compréhension et un savoir faire. J'ai vu d'excellents élèves de section européenne réciter parfaitement les définitions et théorèmes du calcul algébrique et se retrouver complètement démunis devant le calcul lui même. Les mots accompagnent la construction du sens, ils mobilisent et organisent du sens déjà construit, mais ne peuvent à eux seuls construire du sens nouveau. Il leur faut rencontrer la perception de l'objet extérieur.

Contrairement aux conceptions innéistes le savoir n'est pas préexistant dans le cerveau. Pour Platon le savoir était virtuel au sens où les idées étaient présentes mais cachées, n'attendant que la réminiscence pour émerger à la conscience. En réalité la connaissance est plus dans l'idée d'un potentiel au sens de ce qui n'est qu'un "peut-être" dans le futur. Mais, contrairement aux empiristes le monde extérieur n'imprime pas de manière passive et neutre.

Il faut savoir que les entrées sensorielles ne font qu'envoyer vers le cerveau des trains de signaux sans signification. Comme avec la télévision les ondes hertziennes ne sont pas des images, ce n'est qu'après, dans le poste, que l'image est reconstruite. Il en est de même pour le cerveau.

Attardons nous sur le système visuel à titre d'exemple. D'abord biologiquement l'œil ne réagit qu'à ce qui bouge. Si un objet est immobile alors l'œil déclenche des saccades pour créer du mouvement sur la rétine. Sur cette rétine l'image est à l'envers. Juste à la sortie de la rétine ce n'est déjà plus une image point par point comme sur une photographie. Le message qui entre sur le nerf optique est un rapport de luminance entre un point et ceux de son environnement. Au niveau du corps genouillé latéral le message se scinde en deux, les signaux venant de la partie gauche du champ visuel et ceux de la partie droite. Les signaux sont dupliqués en 6 ou 7 exemplaires. Arrivé aux aires visuelles du cerveau le message est complètement disloqué, les lignes d'un côté, les couleurs de l'autre et les mouvements encore ailleurs. Chaque ligne, chaque couleur, chaque position et mouvement, active un groupe de neurones très particulier. Où peut bien être le sens à cette étape ? Et il en est de même pour les quatre autres entrées sensorielles qui activent d'autres groupes neuronaux qui leurs sont spécifiques. Tous ces groupes neuronaux sont reliés entre eux de façons multiples et commence alors la recherche du meilleur assemblage possible. C'est cet assemblage de groupes neuronaux qui "vibrent" à l'unisson qui constitue la conscience primaire de l'objet. Dans la suite on appellera "carte" ( ce terme est emprunté à Gérald Edelman) cet assemblage associé à un objet. Mais là où cela se complique est que cette "carte" ne dépend pas que des entrées sensorielles, elle est aussi fonction de la mémoire. Des groupe neuronaux et des "cartes" qui ont déjà été entraînés disposent d'un maillage dense d'axones et des liaisons synaptiques renforcées qui donc s'activent plus facilement. Par contre des groupes neuronaux et des "cartes" insuffisamment entraînés, voire non construits, risquent de ne pas s'activer sur la base d'un simple message. Or cet entraînement dépend de la façon dont nous avons été élevé, de notre âge, de notre expérience, de notre environnement psychique et social. De plus la "carte" de l'objet ainsi activée dépend aussi des "cartes" activées dans les moments précédents. On estime qu'il faut environ 6 heures pour qu'un groupe neuronal revienne à son état de base. Il peut donc influencer la pensée pendant des heures. Enfin cette "carte" de l'objet est aussi fonction de nos intentions, de nos projets, de nos états affectifs. C'est tout cet ensemble qui constitue ce que nous appelons : sens.

Nous comprenons que ce sens soit variable chez un même individu d'un moment à l'autre de la journée ou de sa vie. Alors que dire des différences d'interprétations entre individus ayant des histoires personnelles différentes ? Et entre les cultures ? Existe-il un savoir comme l'envisageait Platon ?

Nous comprenons que ce sens ne puisse se transmettre par simple explication. En fait l'explication n'est efficace que pour quelqu'un qui a déjà construit les réseaux neuronaux représentatifs du sens.

Pour faciliter l'apprentissage il faut donc proposer une situation qui mette en évidence le sens que l'on veut créer. Cela suppose que l'on n'englue pas le concept dans des considérations qui risquent d'égarer l'attention et d'encombrer la "carte" d'éléments non pertinents conduisant à du sens confus. Il faut laisser l'élève construire lui même du sens, au besoin en l'aidant à focaliser son attention sur les indices pertinents, en guidant sa pensée par des remarques et questions, sans jamais donner d'explication ni de réponse. Demander à l'élève de verbaliser sa pensée, car ce faisant nous allons le forcer à lier sa perception et sa compréhension aux aires du langage. Le langage se situe proche des aires frontales, qui sont le siège de la conceptualisation, de l'abstraction, mais aussi de l'intentionnalité. C'est par le langage que l'élève pourra réactiver la "carte" en l'absence d'entrée sensorielle. Si le mot est l'étiquetage mnésique, le texte, lui, tisse le réseau sémantique. La conduite de récit favorise l'autonomie de l'apprentissage. En décontextualisant, la verbalisation met à distance le perçu, elle permet d'échapper au présent au profit de l'absent, qu'il s'agisse de passé par la mémoire ou du futur par l'étonnante capacité de simulation et d'anticipation du cerveau humain. Faire verbaliser, demander d'expliquer soi-même. Trouver ses propres mots pour décrire une situation ou sa pensée, n'est pas évident pour beaucoup d'élèves de collège plutôt habitués à reproduire fidèlement l'explication modèle imposée par le Maître. C'est probablement dans cette capacité à mettre en récit que se situe la frontière entre ceux qui ont une réussite vraie et ceux qui restent dans la pseudo réussite.

Après ce premier niveau de récit, qui sera, selon l'expérience de chacun, plus ou moins abstrait, on va laisser un "blanc", un moment de silence pour inciter l'élève à poursuivre sa réflexion non plus sur la perception mais sur son discours et ainsi accéder à un deuxième niveau de pensée plus abstrait que l'on fera aussi verbaliser. Nous savons bien, par expérience, que penser volontairement c'est "parler dans sa tête". Lorsque l'entrée sensorielle n'est plus là pour orienter la construction des "cartes" il reste les mots. Les mots créent une vie intérieure dont beaucoup de jeunes sont aujourd'hui dépourvus.

Ce n'est qu'au terme de ce processus mental que l'on pourra émettre une explication afin que l'élève puisse tester sa compréhension sur le modèle dont le maître reste le garant. En fait une explication ne vaut que pour quelqu'un qui a déjà compris et verbalisé sa pensée.

Il y a quelques années une élève de troisième m'a dit : "Pourquoi les autres posent toujours des questions et que moi je n'en ai pas à poser ?" La réponse était évidente mais difficile à dire. Les questions germent des différences qui apparaissent entre deux compréhensions à travers un échange d'explications. Or cette élève très scolaire apprenait par mimétisme, elle ne faisait que consommer du savoir "clé en main", elle ne construisait pas la compréhension par elle même.

Mais comment cette carte se construit-elle ?

La démarche scientifique n'est pas le fonctionnement naturel de la pensée humaine. La méthode scientifique est une invention culturelle tardive dans l'histoire de l'humanité. Elle n'est pas spontanée, elle, doit être apprise. En fait, spontanément le cerveau se contente d'un vague sentiment de vérité et souvent une simple croyance lui suffit. Sa seule exigence est d'obtenir le l'adéquation entre ce que les entrées sensorielles transmettent du monde extérieur et la "carte" activée.

Il faut savoir qu'en réalité le cerveau est en activité constante, même en l'absence d'entrée sensorielle. Cela est dû au fait que les neurones déchargent leur potentiel d'action de façon spontanée et permanente. Mais loin d'être anarchique cette activité ressemble aux lois du chaos déterministe qui font que par moment cette activité devient localement et momentanément synchrone, pouvant alors réactiver une carte et donc faire émerger une idée dont on ne sait pas toujours d'où elle vient. Cette synchronisation peut aussi résulter de l'action, même minime d'une entrée sensorielle. Pensons à la Madeleine de Proust.

L'imagerie médicale montre un cerveau massivement activé lors d'un apprentissage et un cerveau étonnement calme après entraînement. En effet, le phénomène marquant de l'apprentissage est que, confronté à une situation nouvelle pour laquelle le cerveau n'a aucune réponse toute prête à proposer, l'entrée sensorielle déclenche une activité massive dans toutes les aires du cerveau. Ceci se comprend. N'étant ni sélectionnés, ni hiérarchisés ce sont tous les indice sensoriels qui activent une multitude de groupes neuronaux. Ceux-ci non constitués en "carte" diffusent tous azimuts. Le cerveau fabrique une masse de possibles, explore une multitude d'assemblages jusqu'à trouver la "carte" la mieux adaptée au monde réel. Le sens se construit donc de l'intérieur. Reportons-nous à Jean-Pierre Changeux et Stanislas Deheane lorsque dans l'article intitulé "Modèles neuronaux des fonctions cognitives" paru en 1991 aux Annales de l'Institut de Philosophie de l'Université de Bruxelles, ils parlaient "...d'un cerveau constamment entrain de générer des variétés d'hypothèses internes et de les tester sur le monde extérieur, plutôt qu'un environnement qui impose (et enseigne) des solutions directement à la structure interne du cerveau". Comme un caméléon le cerveau se modèle donc de l'intérieur pour s'emboîter dans le monde extérieur. C'est la richesse du monde extérieur qui fera la richesse du monde intérieur. Après entraînement la même situation n'activera qu'un nombre réduit de groupes neuronaux, ceux justes nécessaires à la "carte". Une sélection s'est opérée. Ne seront alors retenus que les groupe neuronaux et les liaisons pertinentes et c'est en ce sens que nous pourrons parler de processus Darwinien. En effet les "cartes" qui satisfont au test du réel sont stabilisées. Elles entrent peu à peu dans le stock des "cartes" toutes prêtes à l'emploi. Ce stock est le contenu de la mémoire. Ce phénomène de stabilisation et donc d'intégration à la mémoire à long terme est un processus lent. On sait qu'une "carte" activée (mémoire de travail ?) mettra environ six heures à revenir à son état initial. C'est à partir de cette activité résiduelle que se constituera la mémoire à long terme au cours des phases de sommeil paradoxal. On comprendra que contrairement aux idées reçues, le travail intellectuel en fin de journée a plus de chance d'intégrer la mémoire à long terme. C'est pourquoi, le travail personnel de l'élève, le soir après l'école, est très important, surtout s'il porte sur ce qui a été fait dans la journée, car il rehausse le niveau d'activité de certains "cartes" juste avant le sommeil. Par ailleurs, la lenteur de ce processus nous amène à reconsidérer la statut de l'erreur dans les moments d'apprentissages. L'erreur érigée en faute est un contre sens. L'erreur est même une nécessité dans la recherche de la "carte" la mieux adaptée à la situation. Elle est donc une composante incontournable du processus darwinien. Le risque de transfert en mémoire à long est négligeable. Si le test du réel se fait bien, l'erreur sera écartée avant d'être stabilisée. A l'intérieur du cerveau, l'erreur bloque le mécanisme interne de récompense aussi l'environnement ne doit, à aucun prix, ajouter une "punition". Beaucoup de fragilités narcissiques rencontrées chez nos élèves proviennent de l'humiliation, de la honte, de l'impuissance apprise suite à l'erreur vécue comme faute personnelle. Cette conception de l'erreur déclenche un stress chez l'élève. Or le stress détruit des neurones dans l'hippocampe qui joue un rôle essentiel dans la mémoire. En réalité, c'est l'erreur non identifiée en tant que telle qui peut devenir gênante. A la limite je dirai qu'apprendre les erreurs est aussi important que la vérité, car nous faisons une erreur parce que nous ne savons pas qu'elle en est une. Britt Mary Barth utilise une méthode d'accès au concept fondée justement sur l'erreur qui par opposition au vrai fait apparaître les attributs constitutifs du concept étudié. Pour l'avoir utilisée plusieurs fois en classe je peux dire que cette approche est remarquablement efficace. Et cela sans qu'a aucun moment le professeur n'ait fourni la moindre d'explication.

Mais comment sait-on que l'on pense vrai ?

Le cerveau sait qu'il a trouvé la bonne "carte" lorsqu'il éprouve le sentiment de vérité. Ce sentiment germe lorsqu'il y a isomorphisme entre l'entrée sensorielle et la carte essayée. Cette adéquation active un système de récompense qui met en jeu nombre de neuromédiateurs notamment la dopamine, qui est une cible privilégiées des drogues. En certaine situation de compréhension nouvelle instantanée (insight ?) le plaisir peut être intense au point de ressembler à un orgasme. J'ai pu constater ce phénomène à plusieurs reprises dans des groupes d'élèves confrontés à des tâches difficiles. L'activité intellectuelle de haut niveau comme source de plaisir est un puissant levier pour motiver des élèves. C'est bien comme une drogue vers laquelle on revient avec phénomène d'accoutumance. On comprend pourquoi proposer des activités ludiques pour motiver les élèves est une erreur. Le plaisir issu de "l'emballage" de la situation sature les mécanismes neuronaux du plaisir et donc empêchent l'accès au plaisir intrinsèque consécutif à l'activité intellectuelle.

Cette vision du fonctionnement du cerveau, apporte une compréhension nouvelle des processus d'apprentissage et d'automatisation de la pensée. Nous sommes maintenant suffisamment équipé intellectuellement pour tester le réel en passant à l'acte.

Voilà donc brièvement résumés les axes auxquels se réfère notre action. Visant à rendre l'élève plus dynamique et autonome dans la construction du sens elle conduit à l'émergence du sujet dans son rapport à la nouveauté. Cette action est le fruit de quarante ans d'expérience professionnelle et des formations suivies dans le cadre de l'IPSSA à l'Université de Clermont-Ferrand. Au fil des années, expérience et formations ont permis d'écarter bien des idée préconçues et simplistes. Certainement qu'un jour les idées exprimées ici apparaîtront préconçues et simplistes, mais le savoir avance ainsi, qu'il faut, comme un escalier en gravir les marches une par une avec autant de conviction.