La mémoire de travail et la charge cognitive

Un professeur qui donne successivement trois consignes distinctes à l’oral, se rend rapidement compte que de nombreux élèves n’en ont retenu qu’une partie.

La mémoire de travail est un système limité qui permet de maintenir temporairement des informations en mémoire tout en les utilisant. C’est par exemple, le mécanisme à l’œuvre lorsque vous lisez les instructions d’une recette de cuisine et que vous les suivez sans les relire.

Pour un adulte, on estime qu’environ sept informations peuvent être manipulées en même temps. Donc, pour revenir à la recette de cuisine, vous pourrez plus difficilement garder en tête les instructions si en même temps vous essayez d’ajuster les quantités pour passer de 4 à 6 personnes. Le chiffre de 7 varie beaucoup en fonction de chaque individu, de la tâche, de l’organisation des informations et de ses connaissances antérieures. En effet, une information nouvelle mobilise davantage la mémoire de travail qu’une information déjà familière.

L’ensemble des exigences imposées à cette capacité limitée au cours d’une tâche est souvent désigné par le terme charge cognitive. Le schéma ci-dessous situe la mémoire de travail dans une représentation simplifiée de l’apprentissage. L’attention contribue à déterminer ce qui entre dans le traitement actif ; la mémoire de travail permet de manipuler ces informations ; les liens avec la mémoire à long terme rendent possible une récupération ultérieure.

L’attention aide à sélectionner les informations qui entrent en mémoire de travail. La mémoire de travail permet de les utiliser, tandis que la mémoire à long terme conserve des connaissances qui pourront être récupérées plus tard.

Le passage d’une information entre la mémoire de travail et la mémoire à long terme suit un cycle en plusieurs étapes. L’encodage correspond au moment où une information traitée en mémoire de travail devient une trace en mémoire à long terme ; il est facilité lorsque l’information peut s’appuyer sur des connaissances antérieures. Cette trace n’est toutefois pas immédiatement stable : la consolidation est le processus, souvent progressif et favorisé par la répétition et le sommeil, par lequel elle se renforce et devient plus durable. Lorsque l’élève a besoin de cette information, la récupération la ramène en mémoire de travail, où elle peut de nouveau être utilisée — et, ce faisant, elle est renforcée à nouveau. Sans réactivation, une trace peu consolidée s’affaiblit avec le temps : c’est l’oubli, un phénomène normal et attendu plutôt qu’un échec d’apprentissage. Pour l’enseignement, cela signifie que revenir sur une notion, la relier à d’autres apprentissages et prévoir des occasions de récupération espacées dans le temps sert directement la mémoire à long terme.

Le cycle mémoriel : l’encodage inscrit l’information, la consolidation la stabilise dans le temps, la récupération la remobilise, et l’oubli survient lorsque la trace n’a pas été suffisamment renforcée.

La mémoire de travail pendant une tâche d’immersion

Une seule tâche peut demander à l’élève de garder en tête :

• le concept disciplinaire ;
• le vocabulaire nouveau ;
• des formes langagières particulières ;
• les consignes ;
• l’organisation du texte ou de la tâche ;
• la forme attendue de la réponse.

Lorsque l’élève doit répondre à trop d’exigences simultanément, il peut se retrouver en surcharge cognitive. Il dispose alors de moins de ressources pour établir des liens, contrôler sa production langagière, se souvenir des consignes et construire une réponse réfléchie.

Ci-dessous, les schémas comparent, de manière simplifiée, la même capacité de traitement dans différentes situations.

La difficulté disciplinaire peut rester élevée tandis que l’étayage réduit les exigences de traitement inutiles liées à la langue ou à la tâche.

Les connaissances antérieures et les exigences de traitement

Pourquoi la même leçon peut-elle sembler accessible à un élève et très difficile à un autre ?

Une partie de la réponse réside dans les connaissances antérieures.

Une information nouvelle est plus facile à traiter lorsqu’elle peut être reliée à quelque chose que l’élève connaît déjà. Les connaissances antérieures donnent une structure aux informations nouvelles et évitent que chaque élément doive être traité comme entièrement nouveau.

Les connaissances antérieures allègent le traitement d’une même information nouvelle.

En immersion, les connaissances antérieures ne se limitent pas à ce que les élèves savent déjà exprimer en français. Elles peuvent inclure :

• des concepts disciplinaires ;
• du vocabulaire ;
• des connaissances construites dans une autre langue ;
• des expériences vécues ;
• des unités précédentes ;
• des structures de texte familières ;
• des fonctions langagières déjà connues.

Une maîtrise encore limitée du français ne signifie pas nécessairement une compréhension limitée du contenu.

Un élève peut comprendre un concept sans disposer encore des moyens langagiers nécessaires pour le montrer. L’étayage permet de rendre cette compréhension visible sans réduire l’exigence intellectuelle.

Le soutien langagier aide l’élève à exprimer sa compréhension disciplinaire ; il ne remplace pas le raisonnement demandé par la tâche.

Deux sortes de difficulté

Toutes les difficultés ne doivent pas être supprimées.

Réduire ces exigences ne signifie pas réduire la rigueur. Les élèves peuvent réaliser un raisonnement disciplinaire complexe tout en bénéficiant de visuels, de vocabulaire, de cadres de phrase, d’exemples modélisés et de consignes clairement organisées.

Concevoir des supports pour l’attention et la mémoire

Le même principe peut être appliqué lors de la conception d’une fiche, d’une diapositive ou d’un affichage. Le concepteur doit s’efforcer de guider l’attention et d’éviter les distracteurs. Trois principes sont particulièrement utiles :

Un étayage efficace ne consiste pas nécessairement à fournir davantage d’informations. Il aide les élèves à repérer et à utiliser les informations dont ils ont besoin.

À mesure que les connaissances et les structures langagières deviennent plus familières, elles mobilisent moins de traitement conscient. Cette évolution progressive correspond à l’automatisation, point de départ de la page suivante.

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