Le21duLaPsyDÉ

21 avr. 202217 min de lecture

La métacognition s'invite dans la salle de classe !

1. Qu'est-ce que la métacognition dans le champ de l'éducation ?

La cognition regroupe l'ensemble des processus mentaux impliqués dans l'acquisition et le traitement des connaissances. La méta-cognition renvoie donc naturellement à l'idée de réflexivité et de régulation de ces processus cognitifs. D'ailleurs, le terme est souvent associé aux expressions « cognition sur la cognition », « penser sur ses pensées » ou « apprendre à apprendre » laissant toutes entrevoir cette idée. Mais concrètement, qu'entend-t-on par métacognition quand il s’agit d’éducation ?

Dans les années 1970, le psychologue américain John H. Flavell est le premier à s’intéresser au développement de la métacognition chez l’enfant. Dans l'une de ses premières études, lui et ses collègues demandent à des enfants d'apprendre par cœur des listes d'images représentant des objets familiers. Les chercheurs indiquent aux enfants qu’ils disposent de tout le temps qu’ils souhaitent pour bien mémoriser ces différentes listes. Ils leur demandent ensuite de les prévenir quand ils sont absolument certains de les connaître par cœur afin que les chercheurs puissent les interroger. La concordance, ou non, entre le sentiment de l’enfant et sa capacité réelle à rappeler les listes d'objets constitue alors une des premières mesures pour évaluer les connaissances des enfants sur leurs propres capacités cognitives. Si les résultats indiquent que les élèves de CM1 et de CE1 sont en grande majorité capables de rappeler correctement les listes d'objets quand ils indiquent l'être, ce n'est que très rare chez les élèves de Petite Section et Moyenne Section de maternelle.

C'est à partir de ces travaux expérimentaux princeps que Flavell propose le premier modèle théorique de la métacognition. Depuis, les deux composantes principalement étudiées dans le champ de l’éducation sont les connaissances métacognitives évoquées précédemment, et les compétences métacognitives.

Les connaissances métacognitives regroupent l’ensemble des connaissances sur les tâches, les stratégies et les personnes en tant que « créatures cognitives » comme les nommait Flavell. Ces connaissances permettent à l’enfant de savoir que toutes les tâches (ex : apprendre une poésie par cœur ou résumer les idées principales d'un texte) ne requièrent pas les mêmes stratégies, et que certaines sont plus appropriées pour certaines tâches que pour d'autres. Ces connaissances métacognitives portent également sur nos forces et nos faiblesses personnelles en matière de cognition (ex : savoir que l’on a des facilités en calcul mental mais des difficultés en orthographe) et plus généralement sur ses grands principes (ex : savoir qu’il est indispensable de gérer la présence des distracteurs attentionnels pour bien se concentrer). En ce sens, les articles du 21duLaPsyDÉ constituent une mine d’or de connaissances métacognitives à transmettre à vos élèves !

Les compétences métacognitives renvoient quant à elles aux compétences de régulation de la cognition que sont la planification, le couple supervision/contrôle et l’évaluation. La planification consiste par exemple à définir le but de l'activité et à sélectionner les stratégies qui semblent les plus pertinentes pour la réaliser. Ensuite, la supervision et le contrôle interviennent au moment où l’activité est en train d’être réalisée afin de déterminer si tout se déroule comme prévu et de s’ajuster si nécessaire. La supervision opère par exemple lorsqu’un élève se rend compte qu’il a commis une faute d’orthographe, et le contrôle lorsqu’il corrige cette faute d’orthographe. Dans un autre contexte, il peut s’agir de changer de stratégie de calcul au cours de la résolution d’un problème car celle qui avait été initialement prévue ne s'est finalement pas avérée efficace. Enfin, la phase d’évaluation permet aux élèves de faire le bilan de ce qui a été appris, d’évaluer l’efficacité de la manière dont ils ont procédé ou encore, de réfléchir à comment s’améliorer à l’avenir.

Par ailleurs, l'étude de la métacognition appliquée à l’éducation est aujourd'hui largement associée à celle de l'apprentissage auto-régulé (self-regulated learning). Il s'agit d'un cadre théorique qui intègre à la fois des aspects motivationnels tels que la motivation intrinsèque de l'élève et la croyance qu'il a en sa capacité à réussir, des aspects cognitifs et notamment les stratégies cognitives (ex : les stratégies de décodage en lecture, de calcul en mathématiques ou encore, les stratégies de mémorisation) et enfin, les aspects métacognitifs et notamment les stratégies métacognitives qui renvoient à la planification, au couple supervision-contrôle et à l'évaluation décrits précédemment.

« Ces élèves [auto-régulés] sont proactifs dans leurs efforts pour apprendre car ils sont conscients de leurs forces et faiblesses, et ils sont guidés par des objectifs qu'ils ont eux-mêmes fixés et des stratégies pertinentes par rapport aux tâches à effectuer [...] Ces apprenants supervisent et contrôlent leur comportement selon leurs objectifs et font preuve d’autoréflexion sur leur efficacité croissante. Cela augmente leur satisfaction personnelle et leur motivation à continuer d'améliorer leurs méthodes d'apprentissage » (trad. Zimmerman, 2002)

2. Comment promouvoir la métacognition dans la salle de classe ?

« Il est concevable que les idées infusant actuellement dans le domaine [en référence aux travaux menés dans les années 1970] puissent un jour être mis au profit d’une méthode d'enseignement des enfants (et des adultes) afin qu’ils prennent des décisions avisées et réfléchies mais aussi, qu’ils comprennent et apprennent mieux dans le cadre scolaire formel » (trad. Flavell, 1979)

Le fait que les capacités métacognitives des élèves soient associées à leur réussite académique fait aujourd'hui consensus. De nombreuses études ont aussi démontré qu'il était possible de promouvoir la métacognition des élèves au moyen d'interventions menées directement en classe. Ces dernières ont également permis de mettre en évidence des bénéfices sur les résultats académiques. Ces effets se retrouvent quel que soit l'âge (avec une réserve concernant les élèves de maternelle car les travaux dans le domaine ne sont pour l'heure qu'émergents, nous y reviendrons), la discipline académique dans laquelle était implémentée l'intervention (français, mathématiques, sciences...) et les caractéristiques spécifiques des élèves (notamment les élèves à besoins spécifiques et ceux issus de milieux socio-économiques défavorisés).

A la suite de ces travaux, l'intérêt de la recherche s'est tourné vers la formation des enseignants avec l'objectif qu'ils puissent soutenir la métacognition de leurs élèves au quotidien et de manière plus systématique, constituant sans doute une des clés pour que les bénéfices observés au moyen d’interventions ponctuelles puissent se maintenir durablement. Certaines données suggèrent d'ailleurs que le besoin est réel car les enseignants auraient majoritairement tendance à accorder une large part à l’instruction des stratégies cognitives et très peu à celle des stratégies métacognitives. Mais alors concrètement, comment promouvoir la métacognition des élèves dans la salle de classe ?

Une des pistes les plus prometteuses identifiée par l’analyse des données issues d’expérimentations menées en classe serait de favoriser une pédagogie fondée sur l'explicitation des stratégies métacognitives. Cette explicitation peut intervenir à plusieurs niveaux.

Le premier consiste évidemment à expliquer aux élèves quelles sont les différentes stratégies possibles afin de réaliser l'activité souhaitée, pourquoi elles sont importantes, quand et comment les utiliser. Cela permettra également d'enrichir les connaissances métacognitives des élèves, notamment la pertinence ou non du recours à certaines stratégies selon l'activité, et de leur apporter des connaissances plus générales sur la cognition. Par exemple, si l'activité consiste à apprendre une leçon, le fait de savoir que l'oubli fait partie intégrante du processus de mémorisation et qu'il est important de réactiver les informations de la leçon à des moments clés en suivant la fameuse « courbe de l'oubli » peut déjà alerter les élèves sur la manière d'adapter au mieux leurs méthodes d'apprentissage.

L'explicitation des stratégies métacognitives peut également passer par la démonstration de l’enseignant. Cela implique qu’il dispose des clés de compréhension de ce qu'est la métacognition et qu'il en manifeste lui-même des aspects en présence des élèves afin d'agir en tant que modèle. Ensuite, les élèves doivent évidemment s’exercer à mettre en œuvre ces stratégies. Les enseignants peuvent alors les amener à s’interroger sur les stratégies pertinentes à sélectionner (planification), à se demander si elles sont efficaces au moment de réaliser l’activité et à les modifier si elles ne s’avèrent pas adaptées (supervision et contrôle), et enfin à évaluer leur efficacité (évaluation) afin de modifier si nécessaire les stratégies qu’ils mobiliseront ultérieurement.

Afin de soutenir cette démarche, des questionnements dits métacognitifs peuvent être utilisés. Ces questionnements peuvent intervenir à la fois lors des phases de planification, de supervision-contrôle et d’évaluation. Quelques exemples non-exhaustifs : Quel est le but de cette activité ? Sur quelles connaissances déjà acquises puis-je m'appuyer pour la réaliser ? Quelles sont les différentes étapes de l'activité ? Quelles sont les meilleures stratégies pour la réaliser ? A quoi devrais-je le plus prêter attention ? Comment ai-je procédé la fois précédente ? Est-ce que je fais les choses correctement ? Est-ce que je comprends ce que je fais ? Est-ce que je ne devrais pas changer de stratégie ou procéder autrement ? Est-ce que le résultat que j’ai obtenu correspond à ce qui était attendu ? Qu'est-ce que j'ai appris ? Comment pourrais-je réutiliser ces éléments à l'avenir ? Comment être plus efficace la prochaine fois ?

Ces questionnements métacognitifs peuvent aussi bien accompagner une activité de découpage en maternelle, la lecture d’un texte en élémentaire, que la résolution d'un problème de mathématique au collège ou la rédaction d'un plan de dissertation au lycée. Pour les plus jeunes, ces éléments peuvent être appréhendés sous un format plus concret et ludique afin de faciliter leur compréhension et leur manipulation par les élèves. Le programme Apprendre… avec Réflecto met par exemple en scène plusieurs personnages aux métiers qui incarnent les différentes stratégies métacognitives et les questionnements métacognitifs associés. On retrouve par exemple l’architecte qui dessine le plan de l’activité avant de la réaliser, le détective qui (se) pose des questions ou encore l’arbitre qui vérifie et évalue la qualité du travail effectué.

3. Quelles sont les recherches en cours au laboratoire ?

Une des particularités du travail de thèse de Mélanie réside dans le fait qu'elle s'intéresse aux jeunes élèves d'âge préscolaire et scolaire (5 à 7 ans), une période sur laquelle on trouve encore peu d’études sur la métacognition appliquée à l’éducation. En effet, les chercheurs du domaine ont longtemps considéré que la métacognition émergeait plus tardivement, chez les élèves de 8 – 10 ans. C'est le développement récent d'outils de mesure plus adaptés à cette tranche d’âge qui a permis de remettre en question cette conception. Aujourd’hui, Mélanie s’appuie par exemple sur un court entretien (MetaCognitive Knowledge Interview) qui intervient après la réalisation de plusieurs petits jeux de construction par les élèves eux-mêmes. Afin d’apprécier leurs connaissances métacognitives, on demande notamment aux enfants d’indiquer s’ils ont trouvé ces jeux difficiles et pourquoi, de réfléchir à ce qui aurait pu les rendre plus faciles ou encore, d’expliquer comment ils ont su qu'ils les réalisaient correctement ou non.

Par ailleurs, les travaux menés auprès des élèves plus âgés de l’élémentaire et du secondaire suggèrent que la promotion de la métacognition pourrait constituer un levier intéressant de réduction des inégalités socio-économiques en matière d’éducation. En effet, sur le long terme, les enfants issus de milieux socio-économiques défavorisés semblent davantage bénéficier des interventions visant à promouvoir leurs capacités métacognitives. Ainsi, l’application de ces recherches aux jeunes élèves apparaît d'autant plus pertinente quand on sait que les inégalités éducatives relatives au milieu socio-économique sont présentes dès le plus jeune âge et que les systèmes éducatifs peinent à les enrayer. Afin de traiter de cette question, Mélanie collabore avec des sociologues et des économistes spécialistes des inégalités éducatives et mène la majorité de ses projets en partenariat avec des écoles situées en réseau d’éducation prioritaire.

Mélanie cherche donc à déterminer s’il est possible de promouvoir les capacités métacognitives des élèves dès le plus jeune âge, si une telle démarche peut bénéficier à leurs acquisitions scolaires et enfin, si elle peut contribuer à la réduction des inégalités éducatives. Afin de répondre à ces objectifs, Mélanie travaille à la conception, à la mise en œuvre et à l’évaluation de plusieurs interventions. Certaines interventions prennent la forme de séquences pédagogiques administrées en classe, directement auprès des élèves. D’autres sont plus indirectes et visent à former les enseignants afin qu’ils puissent eux-mêmes promouvoir la métacognition de leurs élèves à travers leurs pratiques pédagogiques. Enfin, Mélanie participe à des travaux qui visent à sensibiliser les parents d’élèves à la manière dont eux aussi peuvent soutenir ces compétences au quotidien. En effet, la métacognition peut être mobilisée dans toutes les activités de la vie quotidienne, à l’école comme à la maison. Cela pourra faire l’objet d’un prochain article du 21duLaPsyDÉ !

Pour aller plus loin:

- de Boer, H., Donker, A. S., Kostons, D. D. N. M., & van der Werf, G. P. C. (2018). Long-term effects of metacognitive strategy instruction on student academic performance: A meta-analysis. Educational Research Review, 24, 98‑115.

- Dent, A. L., & Koenka, A. C. (2016). The Relation Between Self-Regulated Learning and Academic Achievement Across Childhood and Adolescence: A Meta-Analysis. Educational Psychology Review, 28(3), 425‑474.

- Dignath, C., Buettner, G., & Langfeldt, H.-P. (2008). How can primary school students learn self-regulated learning strategies most effectively? A meta-analysis on self-regulation training programmes. Educational Research Review, 3(2), 101‑129.

- Dignath, C., & Veenman, M. V. J. (2021). The Role of Direct Strategy Instruction and Indirect Activation of Self-Regulated Learning—Evidence from Classroom Observation Studies. Educational Psychology Review, 33(2), 489‑533.

- Flavell, J. H. (1979). Metacognition and cognitive monitoring: A new area of cognitive–developmental inquiry. American psychologist, 34(10), 906-911.

- Flavell, J. H., Friedrichs, A. G., & Hoyt, J. D. (1970). Developmental changes in memorization processes. Cognitive psychology, 1(4), 324-340.

- Gagné, P.P., & Longpré, L.P. (2004). Apprendre...avec Réflecto. Montréal, Canada: Chenelière Education.

- Marulis, L. M., Palincsar, A. S., Berhenke, A. L., & Whitebread, D. (2016). Assessing metacognitive knowledge in 3–5 year olds: The development of a metacognitive knowledge interview (McKI). Metacognition and Learning, 11(3), 339‑368.

- Muijs, D. and Bokhove, C. (2020). Metacognition and Self-Regulation: Evidence Review. London: Education Endowment Foundation.

- Ohtani, K., & Hisasaka, T. (2018). Beyond intelligence: A meta-analytic review of the relationship among metacognition, intelligence, and academic performance. Metacognition and Learning, 13(2), 179‑212.

- Whitebread, D., & Neale, D. (2020). Metacognition in early child development. Translational Issues in Psychological Science, 6(1), 8‑14.

- Zimmerman, B. J. (2002). Becoming a Self-Regulated Learner: An Overview. Theory Into Practice, 41(2), 64‑70.

- Zohar, A., & Barzilai, S. (2013). A review of research on metacognition in science education: Current and future directions. Studies in Science Education, 49(2), 121‑169.

Auteurs :

Mélanie Maximino Pinheiro

Doctorante au LaPsyDÉ, Université Paris Cité et au LIEPP, Sciences Po

Accéder au profil

Grégoire Borst

Directeur du LaPsyDÉ & Professeur de Psychologie du développement et de Neurosciences cognitives de l'éducation, Université Paris Cité

Accéder au profil

English version

Metacognition comes to the classroom!

1. What is metacognition in the field of education?

Cognition includes all the mental processes involved in the acquisition and the processing of knowledge. Therefore, meta-cognition naturally refers to the idea of reflexivity and regulation of these cognitive processes. Indeed, the term is often associated with the expressions "cognition about cognition", "thinking about thinking" or "learning to learn" which all hint at this idea. But in concrete terms, what do we mean by metacognition when it comes to education?

In the 1970s, the American psychologist John H. Flavell was the first to be interested in the development of metacognition in children. In one of his first studies, he and his colleagues asked children to memorize lists of pictures of familiar objects. The researchers told the children that they had as much time as they wanted to memorize these different lists. Then, they asked them to tell when they were sure they knew the list by heart so that the researchers could evaluate them. The match, or lack thereof, between the child's feeling and his/her actual ability to recall the lists of objects is then one of the first measures of children's knowledge regarding their own cognitive abilities. While the results indicate that the vast majority of fourth and second graders can correctly recall the lists of objects when they indicate that they do, this is very rare among kindergarteners and nursery schoolers.

Thus, it is from these original experimental works that Flavell proposed the first theoretical model of metacognition. Since then, the two main components studied in the field of education are metacognitive knowledge mentioned above, and metacognitive skills.

Metacognitive knowledge includes all knowledge about tasks, strategies, and persons as "cognitive creatures" as Flavell called them. This knowledge allows the child to know that not all tasks (e.g., learning a poem by heart or summarizing the main ideas of a text) require the same strategies, and that some strategies are more appropriate for some tasks than for others. This metacognitive knowledge also relates to our personal strengths and weaknesses in terms of cognition (e.g., knowing that we are good at mental arithmetic but that we have difficulties in spelling) and more generally to its main principles (e.g., knowing that it is essential to manage the presence of attentional distractors in order to concentrate properly). In this sense, the articles from the 21duLaPsyDÉ are a goldmine of metacognitive knowledge to pass on to your students!

Metacognitive skills refer to cognitive regulation skills such as planning, monitoring/control and evaluation. Planning consists, for example, of defining the goal of the activity and selecting the strategies that seem most appropriate for achieving it. Monitoring and control take place as the activity is being carried out to determine if everything is going as planned and to adjust if necessary. Monitoring occurs when a student realizes that he or she has made a spelling error, and control occurs when the student corrects the spelling error. In another context, it may be a matter of changing the calculation strategy used during problem-solving because the one that was initially planned did not turn out to be effective. Finally, the evaluation phase allows students to take stock of what they have learned, to evaluate the effectiveness of the way they did it, or to think about how to improve in the future.

Moreover, the study of metacognition applied to education is nowadays largely associated with that of self-regulated learning. This is a theoretical framework that integrates motivational aspects such as the student's intrinsic motivation and belief in his or her ability to succeed, cognitive aspects and in particular cognitive strategies (e.g., decoding strategies in reading, calculation strategies in mathematics or even memorization strategies), and finally, metacognitive aspects and in particular metacognitive strategies that refer to planning, monitoring/control, and evaluation, as described above.

"These learners (self-regulated ones) are proactive in their efforts to learn because they are aware of their strengths and limitations and because they are guided by personally set goals and task-related strategies [...]. These learners monitor their behavior in terms of their goals and self-reflect on their increasing effectiveness. This enhances their self-satisfaction and motivation to continue to improve their methods of learning" (Zimmerman, 2002)

2. How to promote metacognition in the classroom ?

"It is at least conceivable that the ideas currently brewing in this area could someday be parlayed into a method of teaching children (and adults) to make wise and thoughtful life decisions as well as to comprehend and learn better in formal educational settings" (Flavell, 1979)

There is now a consensus that students' metacognitive abilities are associated with their academic achievement. Numerous studies have also shown that it is possible to promote students' metacognition through interventions conducted directly in classrooms. They have also shown benefits on academic outcomes. These effects were found regardless of age (with the exception of kindergarteners because for them the results are still preliminary for the moment, a topic we will address later in the article), the academic discipline in which the intervention was implemented (English, mathematics, science, etc.) and the specific characteristics of the students (including students with special needs and those from disadvantaged socio-economic backgrounds).

Following these works, research interest turned to teacher training with the goal of enabling them to support their students' metacognition on a day-to-day basis and in a more systematic way, which might be one of the keys to ensuring that the benefits observed through temporary limited interventions can be sustained. Indeed, some data suggest that there is a real need, as most teachers tend to place a lot of importance to the instruction of cognitive strategies and very little to that of metacognitive strategies. But then, in concrete terms, how to promote students' metacognition in the classroom?

One of the most promising avenues identified by the analysis of data from classroom experiments would be to promote a pedagogy based on the explicit instruction of metacognitive strategies. This explicit instruction can happen at several levels.

The first is, of course, to explain to the students what the different possible strategies to carry out the activity are, why they are important, when and how to use them. This will also enrich students' metacognitive knowledge, including the relevance of using certain strategies depending on the activity, and provide them with more general knowledge about cognition. For example, if the activity in question is learning a lesson, knowing that forgetting is an integral part of the memorization process and that it is important to reactivate information from the lesson at key moments by following the famous "forgetting curve" can already alert students to how best to adapt their learning methods.

The instruction of metacognitive strategies can also involve the teacher's demonstration. This implies that the teacher has the keys to understanding what metacognition is and that he or she demonstrates aspects of it in the presence of the students to act as a model. Then, of course, students need to practice using these strategies by themselves. Then, teachers can get students to consider which strategies are relevant to select (planning), whether they are effective during the activity and to change them if they are not appropriate (monitoring and control), and finally to assess their effectiveness (evaluation) in order to adapt the strategies they will use later if necessary.

To support this approach, so-called metacognitive questions can be used. These questions can be used during the planning, monitoring/control and evaluation phases. Here are a few examples: What is the goal of this activity? What knowledge do I already have that I can use to carry it out? What are the different steps of the activity? What are the best strategies for doing it? What should I pay the most attention to? How did I do it last time? Am I doing things correctly? Do I understand what I am doing? Shouldn't I change my strategy or proceed differently? Did I get the result I expected? What did I learn? How could I use these elements in the future? How can I be more effective next time?

These metacognitive questions can be equally implemented across disciplines and ages, in a cutting activity using scissors in kindergarten, the reading of a text in elementary school, the solving of a math problem in middle school and the writing of an essay in high school. For younger students, these elements can be understood in a more concrete and playful design to facilitate their understanding and manipulation by the students. For example, the French-Canadian program named Apprendre avec... Réflecto features several characters with jobs that embody the different metacognitive strategies and metacognitive questions associated with them. For example, there is the architect who draws the plan of the activity before carrying it out, the detective who asks (himself) questions, and the referee who checks and evaluates the quality of the work done.

3. What research is going on in the laboratory?

One of the particularities of Mélanie's thesis work lies in the fact that she is interested in young students of preschool and school age (5 to 7 years old), a period in which there are still few studies on metacognition applied to education. Indeed, researchers in the field have long considered that metacognition emerges later, in students aged 8-10 years. It is the recent development of measurement tools more adapted to this age group that has made it possible to question this concept. Today, for example, Mélanie relies on a short interview (MetaCognitive Knowledge Interview) which is administered after the children have completed several small construction games. To assess their metacognitive knowledge, the children are asked to indicate whether they found these games difficult and why, to reflect on what could have made them easier or to explain how they knew they were doing them correctly or not.

Furthermore, research conducted with older students from elementary and secondary school suggests that promoting metacognition could be an interesting lever for reducing socio-economic inequalities in education. Indeed, in the long term, children from lower socio-economic backgrounds seem to benefit more from interventions aiming at promoting their metacognitive abilities. Thus, the application of this research to young students seems even more relevant when we know that educational inequalities related to socio-economic background are present from the earliest age and that educational systems struggle to curb them. To address this issue, Mélanie collaborates with sociologists and economists specializing in educational inequalities and conducts most of her projects in collaboration with schools located in priority education networks.

Mélanie is therefore seeking to determine whether it is possible to promote students' metacognitive abilities from an early age, whether such an approach can benefit their academic achievement and, finally, whether it can contribute to the reduction of educational inequalities. In order to meet these objectives, Mélanie is working on the design, implementation and evaluation of several interventions. Some of these interventions take the form of classroom-based instructional sequences delivered directly to students. Others are more indirect and aim to train teachers so that they can themselves promote their students' metacognition through their teaching practices. Finally, Mélanie is involved in a study that aims to raise awareness among parents of students about how they can encourage these skills on a day-to-day basis too. Indeed, metacognition can be mobilized in all activities of daily life, at school and at home. This may be the topic of a future article from the 21duLaPsyDÉ!