Démystifier les fonctions exécutives pour réfléchir à ses pratiques pédagogiques

Les fonctions exécutives au cœur de l’apprentissage  

Les fonctions exécutives sont des processus cognitifs de haut niveau permettant de contrôler ce qui s’active dans le cerveau afin d’accomplir une tâche (Masson, 2024). Elles jouent un rôle central dans l’apprentissage et sont sollicitées par de nombreuses tâches scolaires, dont celles qui exigent de raisonner, d’analyser, de planifier, de comparer, d’inférer, de mettre en relation plusieurs éléments ou de résoudre des problèmes.  

Le développement des fonctions exécutives est un processus lent et graduel qui débute dès la naissance et se poursuit jusqu’au début de l’âge adulte (Baum et al., 2017). Par conséquent, les fonctions exécutives des élèves du préscolaire, du primaire et du secondaire ne sont pas entièrement développées. Qui plus est, il existe une variabilité individuelle assez importante au regard de leur développement, ce qui signifie que, pour un âge donné, certains élèves auront des fonctions exécutives plus développées et plus performantes que d’autres (Ahmed et al., 2023 ; Baum et al., 2017).  

Bien qu’il existe plusieurs fonctions exécutives, certaines sont particulièrement centrales : la mémoire de travail et le contrôle inhibiteur (Diamond, 2013 ; Karr et al., 2018). 

La mémoire de travail  

La mémoire de travail est l’espace de travail mental qui permet de récupérer, de maintenir et de manipuler des informations pour atteindre un objectif (Sweller et al., 2019). Elle joue un rôle essentiel dans de nombreux contextes d’apprentissage. Toutefois, elle présente deux contraintes majeures (Baddeley, 1994 ; Cowan, 2000). D’abord, la durée de maintien des informations en mémoire de travail est très brève. Ensuite, elle ne peut manipuler qu’un nombre très limité d’éléments simultanément : au-delà d’un certain seuil, la mémoire de travail devient surchargée et ne peut plus traiter l’information. Cet état est communément appelé « surcharge cognitive » (Sweller et al., 2019). Différents éléments peuvent charger la mémoire de travail : certains sont nécessaires et pertinents, car ils sont liés au fait de devoir apprendre ou réaliser une tâche. Cependant, d’autres ne le sont pas et chargent inutilement la mémoire de travail, contribuant ainsi au risque de surcharge cognitive. La capacité limitée de la mémoire de travail est représentée ci-dessous, en établissant une analogie avec un grand réservoir (Masson, 2024). 

Dans les situations où il y a un risque de surcharge cognitive, les personnes enseignantes peuvent soutenir la mémoire de travail de leurs élèves grâce à certaines interventions pédagogiques. Le tableau ci-dessous présente quelques pistes documentées permettant de diminuer des charges interne et externe afin de préserver les ressources de la mémoire de travail pour l’apprentissage ou la tâche devant être réalisée par l’élève (Barbieri et al., 2023 ; Sweller et al., 2019 ; Vasilev et al., 2018).  

Le contrôle inhibiteur  

Le contrôle inhibiteur est un processus cognitif qui permet de résister aux automatismes de la pensée (Houdé, 2014). En effet, certains apprentissages exigent que l’élève « résiste » à des réponses, à des conceptions ou à des stratégies intuitives ou spontanées (Houdé, 2014). Par exemple, plusieurs personnes ont tendance à mettre un s (à tort !) dans ce contexte : « Je les manges », puisqu’ils ont automatisé la règle consistant à ajouter un s au mot qui suit « les » (Lanoë et al., 2016). D’autres personnes croient que 0,539 est plus grand que 0,6, car elles ont automatisé que « plus un nombre contient de chiffres, plus sa valeur est grande » (ce qui est vrai dans le cas des nombres entiers où 539 > 6) (Roëll et al., 2019). Il semble pertinent que les personnes enseignantes identifient les apprentissages et les situations pouvant impliquer des automatismes dans le programme qu’elles enseignent afin de pouvoir utiliser certaines pistes d’interventions pédagogiques pouvant être bénéfiques, telles que :  

• mettre en saillance les éléments pertinents : mettre des caractères gras ou pointillés (Babai et al., 2016) ; 
• alerter les élèves de la présence de pièges (automatismes) : forcer une pause, décrire l’automatisme en jeu, expliciter ce qui est attendu (Babai et al., 2015) ; 
• entraîner les élèves à reconnaître les contenus ou les contextes associés à des automatismes (Deshaies et al., 2020 ; Houdé et al., 2000).