Métacognition et apprentissages scolaire 

INTRODUCTION

La neuro éducation est une discipline récente, apparue dans les années 1990, qui associe les neurosciences, la psychologie et l’éducation. Elle consiste selon Nadia Medjad à « informer scientifiquement l’enseignant sur ce qui se joue dans le cerveau lorsqu’il apprend ». Au cours des dernières années, les découvertes des neurosciences sur le cerveau et ses mécanismes permettent aux chercheurs de s’interroger sur la meilleure manière d’apprendre et d’enseigner.
L’école a pour objectif de « faire acquérir des connaissances » selon le code de l’éducation mais la plupart des élèves ne savent même pas comment fonctionne le cerveau et ses mécanismes d’apprentissage. Par exemple, connaitre la notion de plasticité cérébrale permet de dire que l’intelligence se développe, se travaille et se renforce ; ce qui aide les élèves à lutter contre des croyances comme « de toute façon, je ne suis pas fait pour les maths ». De plus, d’après les recherches en neurosciences, les jeux de société seraient des supports privilégiés pour développer les fonctions exécutives. L’utilisation de jeux de société permet d’engager les élèves de manière ludique et de travailler sur la rapidité, la déduction ou encore la réflexion.
Les fonctions exécutives (comme la régulation émotionnelle, la flexibilité, l’impulsivité, l’attention, la mémoire, etc.) sont travaillées de manière inconsciente par les élèves. Ainsi, en tant que future professeure des écoles, cette approche des apprentissages m’intéresse particulièrement ce qui m’a amené à choisir l’atelier de recherche : « Psychologie du développement cognitif & apprentissages scolaires : l’apport de la neuroéducation ». Par la suite, j’ai choisi de travailler sur le projet JEuMETACOGITE, mené par les chercheurs Lanoë, Lubin et Pelletier, qui intègre la neuroéducation et les jeux de société dans le milieu scolaire.
Ce projet a pour objet d’étudier l’impact de l’entrainement de la métacognition par le jeu sur les apprentissages scolaires des élèves. J’ai choisi de travailler sur les apprentissages scolaires en lien avec la numératie. Par conséquent, une approche métacognitive à travers les jeux de société permet-elle une amélioration des performances scolaires en numératie chez les élèves ? Nous étudierons la métacognition puis les fonctions exécutives et enfin les jeux de sociétédans le milieu scolaire.

METACOGNITION, FONCTIONS EXECUTIVES ET JEUX DE SOCIÉTÉ DANS L’APPRENTISSAGE

La métacognition

Selon Flavell (1979), la métacognition est de « la cognition sur la cognition ». La cognition est définie par le processus selon lequel un organisme acquiert la conscience des événements et objets de son environnement. La métacognition est le fait d’étudier, par plusieurs moyens, son propre fonctionnement dans le but d’améliorer ses capacités d’apprentissage en planifiant, contrôlant et vérifiant la pertinence de la stratégie utilisée pour résoudre un problème. Les processus métacognitifs se développent au travers de la confrontation aux tâches cognitives (Borkowski & Muthukrishna, 1992) et lorsque l’apprenant adopte une attitude réflexive par rapport à sa propre conduite intellectuelle (Dias, 2001).
Cela lui permet de réfléchir sur ses actions et leurs conséquences, et de les modifier au besoin afin d’obtenir les résultats escomptés (Metcalfe, 2008 ; voir aussi Ardila, 2008). Brown (1987) ajoute que la métacognition est « La connaissance et le contrôle d’une personne sur son propre système cognitif » et Doudin & Martin (1992) « La métacognition guide l’apprentissage et le fonctionnement cognitif lors de tâches de résolution de problèmes ». Flavell (1979) décrit trois comportements de la métacognition : les connaissances, les habiletés et les expériences. Ces trois aspects ont récemment été mis en lien avec les variables psycho-affectives en jeu dans l’apprentissage (Berger & Büchel, 2012).

Les composantes de la métacognition

Les connaissances métacognitives, notamment étudiées par Flavell (1979) et Brown (1987) permettent à l’individu de choisir la stratégie la mieux adaptée selon les contraintes de la tâche et de son propre fonctionnement en tant qu’apprenant. Cela nécessite de prendre conscience du rapport entre personne, tâche et stratégie dans le cadre d’une situation d’apprentissage. Le terme de « personne » désigne les croyances de l’apprenant par rapport à son propre fonctionnement, ses processus cognitifs et ceux d’autrui. Le terme de « tâche » concerne le(s) but(s) de l’activité, soit les caractéristiques de l’information et la nature des exigences. La « stratégie d’apprentissage » comprend, quant à elle, l’ensemble des connaissances portant sur l’efficacité des stratégies cognitives et métacognitives en fonction des objectifs de la tâche.

Le rôle des jeux de société dans les apprentissages scolaires

Concernant l’apprentissage, le jeu est parfois perçu comme un obstacle car il serait trop ludique. Cependant, Sauvé et al. (2007) présentent le jeu comme ayant de multiples avantages lorsqu’il est utilisé dans l’apprentissage. Le jeu est considéré comme un outil permettant l’acquisition et le transfert de connaissances. Cette revue de littérature met en avant que le jeu a un impact significatif sur plusieurs aspects de l’apprentissage, que nous allons nommer et étayer avec des exemples de Martinez (2021). L’un des aspects est la capacité de coopération et de communication, c’est-à-dire la capacité à collaborer, discuter, partager ses émotions, développer des liens avec les autres. Les jeux de société favorisent les interactions sociales. Le jeu « Dixit » permet de travailler cet aspect en favorisant les comportements sociaux comme la communication verbale, la gestion des relations sociales, le travail de groupe et la gestion émotionnelle. Lors de mes stages, j’ai pu observer des élèves jouer à « mathador flash » qui est un jeu ludique de calcul mental.

PROBLEMATIQUES et HYPOTHESES

Le programme JEuMETACOGITE porte sur l’entrainement de différentes fonctionsexécutives via des jeux de société, en classe. Ce projet vise à sensibiliser les élèves aux outils d’autorégulations (comme la métacognition) et à la connaissance de leur cerveau. Cette approche des sciences cognitives dans le milieu scolaire est innovante car elle combine l’aspect ludique, au travers des jeux de société, et les fonctions exécutives d’autorégulation dans les apprentissages scolaires. De plus, les jeux ne sont pas une source privilégiée d’apprentissage par l’école, ce qui renforce l’originalité de l’approche de ce projet.

METHODOLOGIE

Le projet JEuMETACOGITE est mis en place par les chercheurs de l’université de Caen Céline LANOË (enseignante-chercheuse en psychologie de l’éducation) et Amélie LUBIN (enseignante-chercheuse en psychologie du développement) ainsi que Anick PELLETIER (orthopédagogue du Québec), et leurs partenaires : Sandrine ROSSI, Patrick CHARLAND et Patrice POTVIN. L’objectif de ce projet est d’évaluer les effets de ce programme pédagogique réalisé en classe par les enseignants. Il porte sur le cerveau, la métacognition et les fonctions exécutives en utilisant les jeux de sociétés.

Population

Cette étude comprend 290 enfants âgés entre 9 et 11 ans (147 filles et 143 garçons), nés entre 2008 et 2010, en quatrième année d’école primaire au Québec. Suite au contexte sanitaire et des confinements, la situation de nombreux élèves a changé, et seulement 190 élèves participent toujours au projet au moment de remplir les évaluations post test, soit 65.52 % de l’effectif initial.

Le matériel d’évaluation

Plusieurs batteries d’évaluations sont réalisées en pré et post-test pour permettre d’évaluer leurs progressions (cf. Annexe 1, p. 35). Nous avons sélectionné trois épreuves d’évaluation en numératie qui permettent de répondre à nos hypothèses.

Questionnaire MAI Junior (Sperling, Howard, Miller, Murphy, 2002)

Le questionnaire MAI Junior (Metacognitive Assesment Inventory Junior) consiste à évaluer les fonctions métacognitives des élèves lors d’une tâche scolaire (cf. Annexe 2, p.36). Ce questionnaire a été traduit dans le cadre du projet JEuMETACOGITE par les chercheurs. Il est composé de 12 items : les items de 1 à 6 abordent les connaissances métacognitives des élèves et les items de 7 à 12 questionnent l’autorégulation des élèves lors de leurs apprentissages. Les élèves ont trois choix de réponse pour répondre aux diverses questions : jamais, parfois et toujours. Chaque réponse apporte un certain nombre de point lors de la cotation : « rarement » correspond à un point, « parfois » correspond à deux points et « souvent » correspond à trois points. Plus le score est élevé, plus l’enfant sera jugé comme ayant une bonne métacognition.
La consigne est la suivante : « Lis chaque affirmation attentivement. Réponds le plus honnêtement possible en entourant à chaque fois la case qui correspond le mieux à ta façon de travailler à l’école ou à la maison (jamais, parfois, toujours). Ne passe pas trop de temps sur chaque affirmation. Souviens-toi que ce n’est pas un test. Il n’y a pas de bonne ou de mauvaise réponse. Nous voulons vraiment savoir ce que tu penses. »

Epreuves de performances scolaires

Nous allons nous intéresser aux compétences en numératie qui ont été évaluées : la fluence en calcul et la résolution de problèmes. Fluence en calcul (Woodcock, McGrew & Mather, 2001) (cf. Annexe 3, p.36) Ce test consiste à mesurer la fluence de calcul chez les élèves. Les élèves ont trois minutes pour résoudre 160 calculs : 50 additions, 60 soustractions et 50 multiplications en colonne. L’épreuve est sur 160 avec 1 point par calcul juste.

Questionnaire d’évaluation des compétences scolaires (Lanoë, 1999)

Ce questionnaire permet aux enseignants d’observer les progrès réalisés par les élèves par rapport à leur niveau et leur comportement scolaire (cf. Annexe 5, p.41). Différents items sont évalués comme les compétences en littératie et en numératie mais également l’attention, l’autonomie et la mémorisation de l’élève. Nous allons nous intéresser à l’item 22 qui évalue le niveau général en mathématiques. L’enseignant répond aux questions par : pas du tout (1 point), un peu (2 points), moyennement (3 points), beaucoup (4 points) et énormément (5 points).

LA PROCEDURE

Le projet JEuMETACOGITE prend place dans des écoles au Québec entre octobre 2019 et mars 2020 (à cause de la pandémie). En octobre 2019, après avoir recruté et recueilli les autorisations nécessaires, le programme commence sur un pré-test évaluatif de 45 minutes pour chaque participant. Le déroulement du projet dans les classes au cours des semaines est développé ci-dessous. Pour clôturer le projet JEuMETACOGITE, des post-tests sont prévus en juin 2020.

RESULTATS

Impact des programmes sur la métacognition des élèves (questionnaire MAI)

Par rapport aux résultats des pré-tests, la moyenne des trois groupes sont équivalentes : le groupe JEuMETACOGITE (25.915 ± 6.592), le groupe JEU (25.939 ± 6.173) et le groupe contrôle (25.541 ± 7.324). Par rapport aux post-tests, les résultats mettent en évidence que le groupe JEuMETACOGITE obtient une meilleure moyenne (25.424 ± 9.229) suivie par le groupe contrôle (23.571 ± 10.031) et le groupe JEU (22,48) avec un échantillon de 42 (au lieu de 82). En effet, le groupe jeu obtient à la base (11.512 ± 13.560) mais l’échantillon recueilli contient 40 absents ayant obtenu 0, ce qui donne une moyenne incohérente. Nous observons donc une légère diminution pour l’ensemble des groupes. Le groupe JEuMETACOGITE (- 1.36%), le groupe contrôle (- 5.47%) et le groupe JEU (- 9.6%).

DISCUSSION

Le but du projet JEuMETACOGITE était d’évaluer l’impact de l’entrainement de la métacognition au travers des jeux de société sur les apprentissages des élèves de 9 à 11 ans. Cette étude a été menée sur trois programmes : le programme JEuMETACOGITE, le programme JEU et le programme contrôle. Le programme JEuMETACOGITE bénéficie du programme pédagogique complet avec l’approche métacognitive et les jeux de société. Le programme JEU bénéficie uniquement de l’utilisation des jeux de société sans l’approche métacognitive. Et le groupe contrôle ne bénéficie ni de l’approche métacognitive, ni de l’utilisation des jeux de société. Les trois programmes ont effectué des pré-tests (avant le programme) afin d’évaluer leurs compétences scolaires ainsi que leurs compétences métacognitives, et des post-tests (après le programme) afin d’évaluer le pourcentage de progression et l’impact sur les apprentissages. Les enseignants ont également réalisé des prétest  et post-test, en même temps que les élèves, afin d’évaluer d’éventuel progrès dans les apprentissages scolaires et dans les fonctions exécutives (attention, autonomie, mémoire de travail).
Traitons, tout d’abord, la première hypothèse que nous rappelons : le programme JEuMETACOGITE aurait un impact positif plus important sur les compétences métacognitives des élèves comparativement aux programmes JEU et contrôle. Nous observons, pour le pourcentage de progression au questionnaire MAI, une légère diminution dans pour le groupe JEuMETACOGITE (- 1.36%) mais une diminution plus importante pour le groupe contrôle (-5.47%) et le groupe jeu (- 9.6%). Ce premier résultat permet de mettre en avant l’approche métacognitive du groupe JEuMETACOGITE car le pourcentage de progression au questionnaire MAI a moins diminué comparer aux autres groupes. Cependant, la réduction des performances en métacognition pour l’ensemble des groupes est difficile à expliquer.
Ensuite, nous traiterons de la deuxième hypothèse qui était : le programme JEuMETACOGITE aurait un impact positif plus important sur les performances scolaires en numératie (fluence en calcul et résolution de problèmes) des élèves comparativement aux programmes JEU et contrôle. Pour la compétence générale de mathématique, nous avons observé des résultats plus bénéfiques pour les groupes JEuMETACOGITE et JEU comparés au groupe contrôle.
En croisant les pourcentages de progression, nous nous apercevons que le groupe jeu bénéficie plus particulièrement du programme (+ 12%) que le groupe JEuMETACOGITE (+ 6.3%) et que le groupe contrôle (+ 4.01%). C’est également le cas pour les deux compétences de fluence en calcul et résolution de problèmes où le groupe JEuMETACOGITE et JEU obtiennent des résultats plus importants que le groupe contrôle. La progression est particulièrement présente chez les groupes ayant bénéficié d’un programme basé sur les jeux de société car ils obtiennent de meilleurs résultats que le groupe contrôle. Cependant, l’approche métacognitive pour le groupe JEuMETACOGITE n’a pas abouti aux résultats escomptés dans les compétences scolaires en numératie.
Après, nous supposions, dans notre troisième hypothèse, que le programme JEuMETACOGITE aurait un impact positif plus important sur les compétences scolaires en numératie des élèves observés par les enseignants comparativement aux programmes JEU et contrôle. J’ai choisi d’étudié spécifiquement l’item 22 qui évalue le niveau général en numératie chez les élèves. Les observations effectuées par les enseignants vont dans le même sens que les tests réalisés par les élèves. Le groupe JEU (+ 6.66%) a davantage bénéficié du programme que le groupe JEuMETACOGITE (+ 5.72%) et que le groupe contrôle (+ 2.46%).
Cependant, les groupes ayant bénéficié de l’approche par les jeux de société ont davantage bénéficié de leur programme respectif car ils ont obtenu de meilleurs pourcentages de progression.
Comme l’avait démontré Benzing (2019), une approche par les jeux de société permet l’amélioration de certaines fonctions exécutives qui seront ensuite transférées dans les apprentissages scolaires des élèves. Les jeux de société sont des outils pour acquérir et transférer des connaissances (Sauvé et al, 2007). On constate donc une amélioration significative des résultats scolaires en numératie chez les élèves ayant bénéficié d’un programme basé sur les jeux de société (JEuMETACOGITE et JEU) comparativement à des élèves n’en ayant pas bénéficié (groupe contrôle). Cependant, les élèves du groupe JEU ont largement progressé dans l’ensemble des compétences scolaires en numératie comparativement au groupe JEuMETACOGITE ; ce qui indique que l’approche métacognitive n’a pas mené aux résultats escomptés dans les compétences scolaires en numératie. En revanche, cette recherche permet de mettre en valeur l’utilisation des jeux de société dans le milieu scolaire.

CONCLUSION

Le projet JEuMETACOGITE est une étude basée sur une approche métacognitive à travers les jeux de société dans le milieu scolaire chez les enfants de 9 à 11 ans. L’étude porte sur la découverte du cerveau ainsi que des outils d’autorégulation des fonctions exécutives.
Elle a permis de souligner, grâce aux résultats des compétences scolaires en numératie ainsi qu’à l’étude des questionnaires enseignants, le bénéfice des jeux de société dans le milieu scolaire. Cependant, le programme basé sur une approche métacognitive à travers les jeux de société n’a pas conduit aux résultats espérés. Ainsi, on pourrait, se questionner sur l’impact de l’approche métacognitive sans les jeux de société afin de mesurer le réel impact de la métacognition dans les compétences scolaires. Les chercheurs ont décidé de lancer une seconde phase du projet JEuMETACOGITE où quatre programmes sont à l’étude. Cette nouvelle étude va évaluer les trois précédents groupes ainsi qu’un quatrième programme basé uniquement sur une approche métacognitive.
Grâce à cette étude, j’aimerais, en tant que future professeure des écoles, utiliser des jeux de société en classe pour travailler les fonctions exécutives selon les besoins de mes élèves.
Il serait très intéressant d’utiliser les jeux de société comme outils de différenciation lors des APC (Activités Pédagogiques Complémentaires). Au travers de la théorie de ce mémoire, j’ai découvert que les jeux de société apportent, de par leur aspect ludique, un engagement motivationnel important chez les élèves. Et de manière générale, cette recherche ainsi que l’approche des neurosciences me donnent envie de m’informer davantage sur les mécanismes du cerveau et des apprentissages dans ma future pratique professionnelle.

Table des matières

1. INTRODUCTION 
2. METACOGNITION, FONCTIONS EXECUTIVES ET JEUX DE SOCIÉTÉ DANS L’APPRENTISSAGE
2.1. La métacognition
2.1.1. Les composantes de la métacognition
2.1.2. Métacognition et apprentissages scolaire
2.2. Les fonctions exécutives
2.2.1. Les composantes des fonctions exécutives
2.2.2. Fonctions exécutives et apprentissage scolaire
2.2.3. Comment améliorer les fonctions exécutives ?
2.3. L’utilisation des jeux de société à l’école
2.3.1. Jeux de société et fonctions exécutives
2.3.2. Le rôle des jeux de société dans les apprentissages scolaires
3. PROBLEMATIQUES et HYPOTHESES
4. METHODOLOGIE 
4.1. Population
4.2. Les programmes pédagogiques
4.3. Le matériel d’évaluation
4.3.1. Questionnaire MAI Junior (Sperling, Howard, Miller, Murphy, 2002)
4.3.2. Epreuves de performances scolaires
4.3.3. Questionnaire d’évaluation des compétences scolaires (Lanoë, 1999)
4.4. LA PROCEDURE
5. RESULTATS
5.1. Impact des programmes sur la métacognition des élèves (questionnaire MAI)
5.2. Impact des différents programmes sur les compétences en mathématiques
5.3. Impact des programmes sur le questionnaire enseignant – Item 22 : le niveau général en mathématiques
6. DISCUSSION 
7. CONCLUSION 
8. BIBLIOGRAPHIE
9. ANNEXES

Lire le rapport complet