Les façons d’enseigner « industrielles » qu’adopte l’école traditionnelle ne sont pas neuro-ergonomiques, c’est-à-dire qu’elles ne permettent pas de se saisir d’une connaissance de manière efficace. De plus, elles ne captent plus l’attention des élèves en qui elles suscitent souvent ennui voire dégoût. C’est particulièrement le cas de l’enseignement des mathématiques. Idriss Aberkane, neuroscientifique, enseignant chercheur, spécialiste en neuro-ergonomie et représentant solaire de l’humanisme 2.0, celui qui constitue la seconde Renaissance qui, selon lui, caractérise notre époque, a un point de vue enthousiasmant sur la façon dont les savoirs pourraient être « servis » aux affamés d’apprentissages que sont les enfants et notamment sur la façon de servir des mathématiques, ce « chocolat noir » de la connaissance. Orateur brillant, vulgarisateur de talent, créateur de métaphores lumineuses, amoureux de la connaissance, il nous fallait absolument le rencontrer. L’entretien fut passionnant au-delà des attentes.
Pour illustrer le système éducatif contemporain, Idriss Aberkane nous propose l’analogie suivante [1]. Vous vous trouvez, dans un hôtel de luxe, face à un buffet à volonté comme on pourrait en rêver ; des mets plus appétissants les uns que les autres, un festival de couleurs et d’odeurs. Mais alors le maître d’hôtel surgit et vous ordonne de tout manger en une heure. « Quelqu’un l’a fait avant toi, on sait donc que c’est possible » et « tu payeras non pas ce que tu as mangé mais ce que tu n’as pas mangé ». Cette situation infernale, c’est celle dans laquelle se trouve un enfant à l’école : instruit de force, selon un rythme « idéal » imposé, jugé sur ce qu’il ne sait pas… L’image est efficace. Comment ne pas être écœuré de la connaissance et ne pas devenir anorexique de l’apprentissage (l’équivalent de « se faire vomir » serait sans doute « oublier son cours après l’examen » et l’oubli serait alors le vomissement de l’âme) ? Pourquoi imposerait-on à son « premier cerveau » ce que l’on n’imposerait jamais au « second cerveau » qu’est le système digestif ? Si vous appreniez que votre enfant était ainsi gavé à la cantine, vous ne l’y laisseriez pas manger un jour de plus…
Il en est ainsi de l’enseignement des mathématiques à l’école. Idriss Aberkane compare les mathématiques au cacao, au café ou aux épices, des saveurs amères ou piquantes, subtiles ou stimulantes que, pour certains, il faut apprivoiser avant de pouvoir pleinement les apprécier. « Certaines personnes aiment immédiatement les mathématiques, d’autres doivent apprendre à les aimer petit à petit, mais personne ne devrait jamais en être dégoûté [2] », écrit-il. Puis il ajoute : « C’est un crime contre la conscience humaine que de les transmettre d’une manière qui exclura forcément des élèves […] et il n’y a rien d’utile ni de noble à faire d’elles un club élitiste [3] ». Ainsi, chacun est capable d’apprécier les mathématiques si ceux qui les enseignent sont des « chefs cuisiniers » attentifs aux propriétés mualoleptiques (4] de leur cours. Pour « déguster » des mathématiques, le restaurant trois étoiles qu’Idriss Aberkane recommande est la chaîne Youtube Micmaths [5] et son Alain Passard est le mathématicien et médiateur scientifique Mickaël Launay.
Une base biologique
Selon Idriss Aberkane, l’attrait pour les mathématiques est assez naturel. Le cerveau est mathématicien, il aime faire des maths, affirme-t-il. Des recherches ont montré que les enfants et même les bébés avaient des intuitions logiques et statistiques remarquables. Le linguiste Pierre Pica et le neuroscientifique Stanislas Dehaene ont observé que les Munduruku du Brésil, pourtant dépourvus d’éducation mathématique, étaient capables, enfants comme adultes, des mêmes performances sur test non verbal (symétrie par rapport à un point ou une droite par exemple) que des Occidentaux, et qu’ils maîtrisaient des concepts topologiques développés, ce qui montre l’indépendance de certaines compétences mathématiques vis-à-vis d’un système linguistique et fonde les mathématiques dans un ensemble d’intuitions fondamentales du temps, de l’espace, du nombre, essentielles pour les humains dans des univers non urbanisés. La numératie ou alphabétisation numérique, à savoir les capacités à mobiliser des connaissances mathématiques, développer des compétences en résolution de problèmes, avoir des connaissances d’ordre stratégique, valider sa démarche en utilisant un raisonnement logique et employer des raisonnements hypothético-déductifs, se développe naturellement chez l’enfant, à partir d’une base biologique ; le cerveau « ne demande que ça », pourrait-on dire. Et il sait bien le faire.
D’après Idriss Aberkane, l’authentique dyscalculie [6] est très rare. Et quand on est dyscalculique, on peut tout de même faire des mathématiques à condition de faire de la substitution sensorielle, ce qu’Idriss Aberkane appelle « le plan B du cerveau ». « Lorsqu[e] la voie normale de production d’un comportement ou d’une intelligence est amputée, notre cerveau a la capacité de se construire un plan B pour produire le même résultat avec des fonctions différentes, exactement comme dans le cas d’une déviation autoroutière [7] » Quand un réseau est lésé, il se produit un phénomène de redondance des circuits neuronaux qui permet de compenser la lésion ; d’autres réseaux peuvent être recrutés, d’autres parties du cerveau comme le cervelet, l’hippocampe, utilisées, les fonctions cérébrales sont redistribuées. C’est du reste ce que font tout le temps les grands calculateurs ou athlètes de la mémoire ; ils mobilisent davantage d’aires cérébrales, pour effectuer des calculs complexes, ils associent les données numériques à des données spatiales.
Conditionnement à l’échec
La grande majorité des enfants en difficulté face aux mathématiques scolaires (qui ne sont pas toutes les mathématiques, loin s’en faut, car on peut faire des mathématiques sans langage, voir infra) ne souffre pas de dyscalculie mais d’« impuissance apprise », un programme qu’on vous installe insidieusement dans le cerveau dès la plus tendre enfance, selon Idriss Aberkane, un des « pourriciels les plus destructeurs [8] » de l’humanité : « je n’y arrive pas », « je n’en suis pas capable », « je ne le mérite pas »… Ce phénomène a été mis en évidence de manière édifiante notamment par la professeure Charisse Nixon qui démontre comment convaincre des étudiants qu’ils sont « nuls » en les mettant en situation d’échec et cela, en quelques dizaines de minutes seulement [9] ; imaginez alors plusieurs années ! L’impuissance apprise, ça donne des enfants, parfaitement normaux et normalement intelligents, qui ne comprennent plus rien dès qu’on leur dit que ce qu’ils font, ce sont des maths, qui « n’essayent même pas ! ». Et les enseignants ne sont pas en mesure de déterminer si les difficultés en mathématiques d’un enfant sont du ressort neurocognitif ou du ressort de l’impuissance apprise. Ils disent alors qu’il « n’est pas fait pour les maths », ce qui est une erreur diagnostique grave.
Il est vrai que le raisonnement mathématique nécessite un effort [10], comme le rappelle souvent le mathématicien récipiendaire en 2010 de la médaille Fields Cédric Villani [11], une certaine capacité à inhiber d’autres informations non pertinentes, voire qui peuvent induire un effet Stroop [12], ce qu’Olivier Houdé appelle « la résistance cognitive ». Toutefois, même si notre cerveau préfère l’émotion à la logique, notre cortex préfrontal sait bien inhiber. Simplement, l’excès d’inhibition entraîne l’impuissance apprise. Dès lors, tout serait affaire d’équilibre et de mesure dans les processus d’inhibition du cerveau.
L’apprentissage multi-canal
Alors, pour réussir en mathématiques et enfin y prendre plaisir, il faudrait commencer par changer ses éducateurs, parents et enseignants, principaux responsables de cette « terreur mathématique ». Mais aussi changer l’école, l’ouvrir à l’expérimentation des enseignants et en induire des pédagogies qui augmentent l’appétit de connaissances plutôt que d’appliquer des programmes désincarnés qui ne sont pas conçus à partir du terrain. Vaste ambition ! À l’échelle individuelle, il s’agit d’approcher les mathématiques par différents canaux cognitifs. Idriss Aberkane appelle cela l’apprentissage « multi-canal » ou « multi-sensoriel », et évoque le philosophe Aristote selon qui, pour connaître l’arbre, il est tout aussi important de le toucher que de le regarder. C’est en cela que les pédagogies qui développent la manipulation de volumes et le mouvement dans les trois dimensions de l’espace sont intéressantes, même s’il ne faut pas s’y limiter. Il en est ainsi, par exemple, des méthodes qui permettent d’interpréter des objets numériques dans un langage géométrique [13] ou qui permettent de passer des « mathématiques plates [14] » aux mathématiques « en mouvement ».
Dans cette perspective, les jeux et les jeux vidéos en particulier sont des moyens d’apprendre particulièrement efficaces. Selon Idriss Aberkane, « jouer est la meilleure façon d’apprendre [15] ». « Dans une nature qui ne fait pas de cadeau, où chaque erreur peut être mortelle, tous les mammifères jouent pour apprendre. Pour eux, jouer, c’est plus que sérieux, c’est vital [16] » affirme-t-il. Le jeu est une solution à l’impuissance apprise : il ne vous dit pas que vous êtes nul, il vous laisse « mourir et réessayer » et ainsi, apprendre de vos erreurs, il capte votre attention au-delà des limites définies par les scientifiques [17]. Mais surtout, face à une immense pression, il évolue constamment, contrairement à l’école dont le mode de délivrance des savoirs n’a pas changé depuis deux cents ans. Il est possible de « gamifier » les mathématiques de façon à mobiliser différents canaux cognitifs chez le joueur. C’est ce que fait Matthew Peterson qui enseigne les mathématiques sans langage uniquement avec des jeux vidéo [18]. Idriss Aberkane nous met toutefois en garde contre l’écueil « chocolat sur brocoli » : on ne doit pas masquer le goût du brocoli mais bien faire de celui-ci quelque chose de savoureux.
Enfin, le dernier ingrédient mais sans doute le plus important : l’amour. C’est uniquement quand on aime qu’on peut donner temps et attention. Sans amour, toute activité humaine est vaine. Pour transférer une connaissance, il faut l’aimer. On ne peut pas espérer obtenir l’attention de quelqu’un ni s’arroger son temps sans susciter en lui désir et appétit. Et un bon prof de maths, c’est un prof qui vous les fait aimer parce qu’il vous les sert « aux petits oignons ».
1 – Dans Libérez votre cerveau ! Traité de neurosagesse pour changer l’école et la société, Éditions Robert Laffont (2016), à lire absolument. Nous vous encourageons vivement à visionner les vidéos de quelques conférences d’Idriss Aberkane, pour apprécier ses talents d’orateur, par exemple : https://idrissaberkane.org/index.php/2015/05/16/et-si-on-mangeait-la-connaissance/
2 – Op. cit.
3 – Op. cit.
4 – Néologisme construit sur le modèle du terme « organoleptique ». Une propriété organoleptique d’un objet stimule l’odorat et le goût. Ainsi une propriété mualoleptique d’un objet stimule le cerveau (du grec mualo, cerveau, esprit).
5 – https://www.youtube.com/user/Micmaths
6 – Trouble de l’apprentissage des nombres et du calcul qui intervient chez des enfants ayant par ailleurs une intelligence normale. Le sillon intrapariétal gauche où siégerait la capacité à manipuler des quantités de façon approximative et non verbale commune à tous les animaux est, selon Stanislas Dehaene, un bon candidat dans la recherche d’une base neurocognitive du phénomène dyscalculique.
7 – Op. cit.
8 – Op. cit.
9 – Voir la vidéo « Learned helplessness » : https://www.youtube.com/watch?v=p6TONVkJ3eI
10 – Mais l’effort n’est pas à confondre avec la souffrance, comme l’explique Idriss Aberkane. On pourrait dire la même chose du travail de l’accouchement…
11 – Voir par exemple Mathématiques en liberté, Éditions La Ville brûle (2012) : « Ce qui est naturel, c’est de compter, voire d’effectuer certains calculs […] Mais le coeur des mathématiques est le raisonnement, et non le calcul. Et notre cerveau aime naturellement l’émotion, la sensation, mais certainement pas la logique. »
12 – Interférence produite par une information non pertinente au cours de l’exécution d’une tâche cognitive. Par exemple, il résulte résistance et confusion de voir le mot « rouge » écrit en bleu. À ce titre, il existe en mathématiques des termes qui sont des faux-amis et qui peuvent induire un genre d’effet Stroop, comme la notion d’image d’une fonction ; on a tendance à penser qu’une image ressemble à l’original.
13 – C’est ce que fait le mathématicien Alexandre Grothendieck lorsqu’il élabore sa géométrie algébrique.
14 – Le concepteur de logiciels Bret Victor parle de « science en 2D » pour qualifier la pratique contemporaine des mathématiques. Voir par exemple « The human representation of thought » : https://vimeo.com/115154289 . Toutefois, le formalisme mathématique, « plat », a du bon, dans la mesure où il permet d’augmenter le nombre d’opérations mentales (moins de mouvements de l’oeil) effectuées en un temps donné.
15 – Op. cit.
16 – Op. cit.
17 – Sur les bénéfices du jeu vidéo, voir la psychologue et conceptrice de jeux, Jane McGonigal.
18 – Voir la vidéo « Teaching without words » : https://www.youtube.com/watch?v=2VLje8QRrwg
Article initialement paru en novembre 2016 dans le n°61 du magazine Grandir Autrement.
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