Comme le marin qui remonte le vent, la trajectoire d’une personne qui apprend est faite de zigzags. “L’erreur est humaine” car le monde qui nous entoure est trop complexe. “L’erreur est humaine” car si nous ne trompions pas nous ne pourrions pas apprendre. C’est particulièrement vrai pour les enfants pour qui apprendre est la tâche principale. Les enfants apprennent en jouant, en lisant, en touchant, en mangeant, en marchant dans la forêt, en allant au parc et en côtoyant d’autres enfants, et ils apprennent même, on le verra dans notre prochain article sur le sommeil, en dormant.
Les enfants passent leur vie à zigzaguer d’erreur en erreur, de correction en ajustements, car se tromper est un mécanisme naturel qui permet d’apprendre. Et si l’enfant chute, dégringole, se trompe c’est génial ! Eh bien oui, car tomber et se relever, puis réessayer, tout cela en étant bien accompagné, c’est apprendre et progresser. Bref, nous n’apprenons pas en ligne droite.
J’ai déjà parlé de la plasticité du cerveau et des premières clés de l’apprentissage, l’attention, l’engagement actif et la curiosité, et de la façon dont notre cerveau fonctionne comme un mathématicien probabiliste. Nous tirons sans cesse des conclusions ou des conséquences des faits ou des événements que nous observons. Par exemple, nous avons appris qu’un objet chute vers le sol quand on le lâche (la célèbre expérience de la petite cuillère qu’on laisse tomber de la chaise haute) ou qu’il n’est pas possible de retourner à son point de départ en descendant continûment un escalier. C’est pour cela qu’une expérience en apesanteur ou que les illusions d’optique d’Escher nous surprennent. Notre intuition est mise en échec par ses expériences.
L’erreur est une clé de l’apprentissage, elle nous apporte beaucoup…
Vers l’âge de 11-12 ans, alors que j’étais interné au camp de concentration de Rieucros (près de Mende), j’ai découvert les jeux de tracé au compas, enchanté notamment par les rosaces à six branches que l’on on obtient en partageant la circonférence en six parties égales à l’aide de l’ouverture du compas pour reporter sur la circonférence à six reprises, ce qui fait retomber pile sur le point de départ.
Cette constatation expérimentale m’avait convaincu que la longueur de la circonférence était exactement égale à six fois celle du rayon du cercle.
Par la suite j’ai vu dans un livre de classe que la relation était censée être bien plus compliquée, que l’on avait D = 2 pi R avec pi= 3 14.
J’étais persuadé que le livre se trompait, les auteur du livre n’avaient jamais dû faire ce tracé très simple, qui montrait à l’évidence que l’on avait tout simplement pi = 3.
Cette confiance qu’un enfant peut avoir en sa propre lumière, en se fiant à ses facultés plutôt que de prendre pour argent comptant les choses apprises à l’école ou lu dans les livres, est une chose précieuse. Elle est constamment découragée pourtant par l’entourage.
Beaucoup verrons dans l’expérience que je rapporte ici l’exemple d’une présomption enfantine, qui a dû s’incliner devant le savoir reçu. Tel que j’ai vécu cet épisode, il n’y avait pourtant nullement le sentiment d’une déconvenue, d’un ridicule, mais bien celle d’une nouvelle découverte : celle d’une erreur.
Alexandre Grothendieck, “Récoltes et semailles : Réflexions et témoignage sur un passé de mathématicien”
Ainsi, le témoignage de Grothendieck, confirmé par des expériences récentes, montre que c’est la violation d’une attente qui provoque l’apprentissage. C’est bien l’effet de surprise, de nouveauté qui fait apprendre l’enfant. Il n’y a pas d’apprentissage nouveau lorsque les nouvelles connaissances sont associées à des connaissances déjà maîtrisées, sans effet de surprise. L’apprentissage ne fonctionne pas par association mais par anticipation, par réception d’un signal d’erreur et grâce à l’étonnement devant un résultat.
Prenons l’exemple d’un jeune enfant qui regarde une balle rouler, puis disparaître derrière un carton posé juste devant un mur. Lorsqu’on on enlève le carton, il observe que la balle a buté puis s’est immobilisée contre le mur : rien de plus normal.
Refaisons maintenant l’expérience mais cette fois, lorsqu’on enlève le carton, la balle s’est immobilisée derrière le mur, comme si elle l’avait traversé (grâce à un tour de passe-passe de l’expérimentateur). Quelle surprise, quelle infraction à la logique ! L’enfant tout surpris s’attarde longuement sur cette balle magique.
Si dans le premier cas, on associe un son de clochette à la balle, ce son sera mal mémorisé et mal intégré par l’enfant qui n’y prêtera pas attention car ce son correspond à une situation bien banale, alors que dans le deuxième cas, l’association balle/bruit-de-la-clochette sera bien mieux retenue, le son sera mémorisé et reconnu plus tard parmi d’autres. L’extraordinaire aide la mémorisation.
C’est ainsi que l’enfant se concentre, et regarde plus longtemps les événements improbables ou impossibles, car il est surpris. Et c’est parce-qu’il est surpris, parce que la surprise signale qu’il y a quelque chose à apprendre, que l’enfant apprend.
C’était le petit exemple de “la balle magique qui traverse les murs”. Mais l’apprentissage des mots peut aussi être associé à la surprise. Regardons l’association d’un mot à une situation. L’expérience est la suivante :
Les chercheurs cachent un canard en plastique derrière un pot de yaourt rouge voisin d’un pot de yaourt bleu. Puis ils intervertissent les deux pots et, sans que l’enfant s’en aperçoive, déplacent aussi le canard pour le remettre derrière le pot de yaourt rouge. L’interversion des pots est associée au changement de cachette du canard. C’est simple, le petit enfant apprend que la règle est : “quand on change un pot de yaourt de place, le canard change de place également.”
On refait maintenant la même expérience de changer la cachette du canard, toujours sans que l’enfant ne s’en aperçoive, mais cette fois sans interversion des pots de yaourt. L’enfant est surpris, le déplacement du canard est un peu magique, il était caché derrière le pot rouge, et il est maintenant derrière le pot bleu, et les pots n’ont pas changé de place, la règle n’a pas été suivie. Le chercheur explique alors que ce déplacement magique s’appelle “bliquer” ( un mot inventé pour l’expérience).
Plus tard, quand l’expérience se sera estompée dans le temps, si on demande à l’enfant quels pots de yaourt il doit choisir pour “bliquer” le canard, l’enfant qui aura bénéficié du phénomène de surprise aura bien mieux retenu le mot “bliquer” que celui qui n’aura pas bénéficié au préalable de l’effet de surprise.
L’apprentissage est facilité lorsque l’enfant est engagé, actif, prédictif, que sa curiosité est piquée par une situation pédagogique stimulante, et qu’on lui donne un retour immédiat sur ses erreurs.
Il est normal de faire des erreurs, les corriger fait partie de la recherche de la vérité. Il est normal de générer des réponses, de se tromper puis de se corriger sans autant sanctionner l’erreur.
Mieux vaut un enfant actif qui apprend de ses erreurs qu’un enfant passif qui ne fait pas d’erreur…et n’apprend rien !
L’erreur n’est que la confusion d’une information pour une autre; il ne s’agit pas de punir. La punition ne fait qu’augmenter le stress, la peur et le sentiment d’impuissance, et inhibe la mémoire, bloque les apprentissages.
On peut faire le parallèle avec les jeux vidéo. Lorsque l’enfant échoue dans un jeu vidéo, il n’est pas puni. Au contraire on l’incite à rejouer pour obtenir des récompenses (c’est à dire obtenir des atouts, des indices permettant de progresser pour aller plus loin dans le jeu), on le motive à rejouer pour lui donner des situations dans lesquelles il peut progresser et avancer dans le jeu.
De la récompense…
En voulant résoudre une problème, en cherchant une réponse, l’enfant fait appel à son intuition qui le mène à répondre à la question “que va-t-il arriver, quel événement, quel résultat est le plus probable”. La beauté de ce mode de réflexion statistique c’est que le corps le récompense par une décharge de dopamine, une hormone du plaisir, lorsqu’il a prédit, trouvé la bonne solution alors que la question n’était pas simple et que la réussite n’était pas forcément attendue.
En produisant cette hormone, le système de récompense/renforcement/mémorisation est stimulé chez l’enfant. Mais cette récompense “dopaminée” n’a rien de systématique.
Sur le sujet de la libération de dopamine dans le cerveau, je trouve les résultats scientifiques fascinants :
1- Quand un parent, un instituteur, un enseignant récompense l’enfant ou l’élève, par un bonbon, un compliment, un objet, une bonne note, sans raison aucune, prédictible, de façon fortuite, sans raison apparente donc, cette récompense provoque à ce moment précis une décharge de dopamine de certains neurones dans le cerveau. Une reconnaissance extérieure non justifiée provoque une récompense physiologique.
2- Mais lorsqu’un parent, un instituteur, un enseignant récompense l’enfant ou l’élève, par un bonbon, un compliment, un objet, une bonne note, cette fois avec raison, pour le féliciter, suite à une bonne prédiction, d’avoir su trouver la bonne réponse, d’avoir su anticiper la solution, il n’y a dans ce cas et à ce moment-là pas de libération de dopamine dans le cerveau ! Pourtant la récompense est la même, et le bonbon a le même goût ! Alors que se passe-t-il ?
En réalité, il s’avère que la dopamine a bien été libérée, mais bien avant la récompense venue de l’extérieur, du parent ou de l’instituteur. L’hormone du plaisir a été libérée à l’instant où l’enfant seul comprend qu’il a réussi, réalise qu’il a su trouver le bon résultat.
La reconnaissance extérieure a posteriori, même justifiée, n’a pas d’effet physiologique gratifiant et n’augmente pas la motivation.
En revanche, la réussite a un effet physiologique gratifiant et motivant.
L’apprentissage ne fonctionne pas par effet Pavlov, par un conditionnement de l’enfant ou par l’appât d’un gain.
La meilleure raison d’apprendre, la plus grande motivation, c’est le plaisir que procure la découverte de la solution par soi-même.
3- Et, magie de la physiologie humaine, l’enfant n’est récompensé par une décharge de dopamine dans le cerveau que lorsque la solution, la réussite n’est pas attendue, lorsqu’elle n’est pas évidente. Lorsqu’il anticipe la bonne solution sur un sujet maîtrisé, lorsqu’il anticipe la solution trop facilement, avoir obtenu le bon résultat ne produit aucune libération de cette hormone du plaisir.
L’effort, la recherche, la poursuite de l’intuition, la réflexion, le tâtonnement et la quête sont donc nécessaires à la récompense.
Je voulais maintenant évoquer le cas des enfants précoces. Car ces enfants trouvent souvent les réponses sans effort ni recherche. Ils ont des intuitions qui les mènent au résultat sans qu’ils sachent les expliquer. Pour beaucoup d’entre eux, trouver la bonne réponse est normal.
Bénéficient-ils alors de ces mécanismes de récompenses ? Ont-ils eux aussi une décharge de dopamine?
Si l’erreur est bénéfique et qu’elle permet aux enfants de comprendre et d’acquérir des méthodes, alors l’absence d’erreur et la justesse des intuitions pourrait paradoxalement avoir un effet pervers : un déficit dans l‘apprentissage des méthodes, des techniques, des trucs et astuces menant aux solutions. Serait ce une explication aux difficultés scolaires de certains enfants précoces une fois arrivés au collège?
Arielle Adda, spécialiste des enfants à haut potentiel, explique qu’au niveau collège, la complexité croissante des problèmes et exercices posés aux enfants oblige à mettre en oeuvre des méthodes pour trouver la solution, méthodes que les années passées dans les plus petites classes ont aidé à acquérir. Aussi l’enfant qui a toujours eu l’intuition de la solution, qui a fait peu d’erreur et a toujours considéré comme normal d’avoir le bon résultat, serait démuni quand l’intuition ne suffit plus. Dans ce cas, il est possible que les mécanismes de récompense et de renforcement de l’apprentissage, la gratification physiologique de la dopamine, soient peu entrés en jeu par le passé.
Les enfants précoces souffriraient d’un manque dans la pratique de l’erreur et de l’autocorrection. Le manque d’estime de soi de ces enfants, fréquents, pourrait également en être une conséquence. L’estime de soi n’est pas renforcée quand il est normal de trouver.
Des stimuli nouveaux, des questions, des énigmes, des phénomènes attirent l’attention des enfants. Anticiper et prédire pour réduire l’incertitude de ces phénomènes, c’est apprendre. Prédire correctement et apprendre de sa découverte, de sa surprise, c’est recevoir une récompense sous forme d’une décharge de dopamine dans le cerveau.
Et, pour sortir de la physiologie, la récompense, c’est aussi recevoir une gratification par l’environnement social, par le regard des autres et par le regard que l’on porte sur soi-même, par la conscience du progrès que l’on fait.
Conclusion
1- Le jeune enfant fait des probabilités basées sur son expérience pour prédire ce qui va se passer.
2- L’enfant mémorise et apprend mieux s’il s’est d’abord trompé.
3- L’enfant apprend mieux lorsqu’il est surpris par le résultat.
4- L’enfant apprend mieux s’il a un retour immédiat sur ses erreurs (c’est pour cela que la correction du contrôle de maths qui arrive une semaine plus tard ne réalise pas la situation idéale)
5- Punir l’enfant de ses erreurs ne sert absolument à rien, cela l’empêche de retenir la bonne solution et bloque sa mémoire.
6- Obtenir une récompense n’est pas un facteur suffisant pour motiver un enfant.
7- La motivation d’un enfant est tirée par la libération de dopamine quand il réussit un exercice compliqué ou résoud un problème peu évident.
Sources :
- Sur la prédiction, l’erreur et le système de récompense par libération de dopamine, voir la publication “A neural substrate of prediction and reward” dans le magazine Science (1997) par Shultz, Diane et Montague
- Les cours de S. Dehaene au Collège de France.
- “L’enfant doué : l’intelligence renouvelée” de Arielle Adda et Hélène Catroux, édition Odile Jacob