L’école dans la nature favorise les apprentissages

28/08/2023 Dans le contexte actuel de crises environnementales majeures (changement climatique, crise de la biodiversité, pollution, risques naturels accrus), l’éducation à l’environnement et au développement durable s’est imposée parmi les priorités éducatives. Jusqu’à cette décennie, elle était plutôt restée cantonnée « intra-muros », dans les classes. La crise sanitaire liée au COVID a tout à coup mis médiatiquement sur le devant de la scène des pratiques pédagogiques qui visent à mettre le plus possible à « sortir » les enfants, les mettre en contact avec la nature pour les (re)connecter au vivant et favoriser les apprentissages. C’est ce que S. Wagnon appelle « L’école dans et avec la nature » dans un ouvrage paru en 2022.

Mais cette « nouvelle » école (en fait, elle a des racines historiques anciennes), cette révolution pédagogique du XXIème siècle comme le dit S. Wagnon, était jusqu’ici considérée un peu avec condescendance : « des pratiques gentillettes où on s’amuse dans la nature » ; et on lui reprochait immanquablement d’être une perte de temps vis-à-vis des apprentissages à acquérir. Il faut dire que les études sur ses effets supposés sont longtemps restées purement qualitatives, sans véritable base scientifique ; la diffusion de ces pratiques reposait avant tout sur l’entouthiasme des précurseurs : mais, les bonnes intentions ne constituent pas des preuves.

État des lieux

Avec le développement considérable des sciences psychologiques au cours des dernières décennies, les publications d’études scientifiques avec des démarches expérimentales rigoureuses et reproductibles et la mobilisation de toutes les connaissances périphériques apportées par les neurosciences, les sciences sociales, … permettent désormais de poser un diagnostic objectif, scientifiquement validé, sur cette question centrale : est-ce que les contacts avec la nature favorisent les apprentissages ? Une équipe de chercheurs américains a publié en 2019 une synthèse des données bibliographiques disponibles sur cette question (Ref. 0 en Bibliographie). Nous allons ici présenter les faisceaux de preuves dégagés dans cette synthèse.

Il faut distinguer deux types de preuves de cause-à-effet : soit expérimentales obtenues dans le cadre d’une démarche scientifique, soit issues de la convergence de données empiriques vers une relation de cause à effet hautement probable ; dans ce dernier cas, on utilise la formule « semble … ».

Globalement, il ressort de cette synthèse un récit cohérent : être en activité dans la nature améliore bien l’acquisition des apprentissages académiques et semble en plus favoriser le développement personnel des enfants.

Huit « grands effets de l’École dans la nature » ont été dégagés à partir de cette étude et vont être exposés ci-dessous. Les cinq premiers sont centrés sur l’apprenant : le contact avec la nature contribue à entretenir en lui des conditions favorisantes pour mieux apprendre. Les trois derniers reposent sur la fourniture d’un contexte facilitant autour des apprenants.

Pour certains des effets exposés ci-dessous, nous résumons une ou plusieurs études spécifiques citées dans la synthèse (ref. en bibliographie à la fin) sous la forme de blocs citation (en vert).

Attention dynamisée

L’effet dynamisant du contact avec la nature sur l’attention des adultes ou des d’enfants en situation de fatigue mentale a été démontré par de nombreuses études dont des expérimentations. Or, plus un enfant sera attentif, plus il aura de chance d’accéder aux apprentissages en cours.

Trois exemples d’expérimentation illustrant cet effet

Ref. 1 : 17 élèves de 7 à 12 ans avec des troubles déficitaires de l’attention avec ou sans hyperactivité (TDAH).

Ces enfants se concentrent mieux après une marche de 20 minutes dans un parc qu’après une marche en milieu très urbanisé. L’effet obtenu est comparable à celui obtenu avec l’administration d’un médicament prescrit contre ces troubles (méthylphédinate). D’où l’image de « doses de nature » à prescrire comme remède pour gérer ces troubles !

Ref. 2 : Des élèves répartis dans des classes avec vue sur un espace vert versus vue uniquement sur des bâtiments ou versus salles sans fenêtre. Les élèves avec vue sur de la verdure montrent une restauration de l’attention élevée et récupèrent mieux du stress par rapport aux deux autres situations. Par contre, la simple exposition à la lumière du jour sans vue extérieure n’a aucun effet de cet ordre.

Ref. 3 : Des élèves souffrant de TDAH (voir ci-dessus) répartis en deux groupes qui effectuent une sortie en forêt puis en ville.

Les deux groupes réussissent mieux un test de concentration juste après la sortie en forêt qu’après celle en ville ; et pourtant, la sortie en ville s’est faite après celle en forêt ! Un groupe a mieux aimé la forêt que la ville et a montré des comportements et sentiments plus positifs en forêt qu’en ville. Le second a aimé autant les deux avec des comportements positifs des deux côtés mais a montré plus de comportements hyperactifs, impulsifs, inattentifs, agressifs et non-sociaux en ville qu’en forêt.

Stress atténué

De nombreuses études ont démontré que l’exposition à la nature réduit le stress chez les adultes comme chez les enfants ; ces études ont utilisé soit des mesures physiologiques du stress soit des témoignages des participants sur leur ressenti.

Dans l’étude (ref. 2) ci-dessus, on a ainsi montré que la vue de verdure depuis la salle de classe apportait une baisse systématique du rythme cardiaque moyen et du ressenti de stress rapporté par les élèves contrairement à ceux avec vues sur des bâtiments.

Dans une autre étude, on a comparé des élèves (11 ans), les uns suivant un cursus avec un jour par semaine de « classe dans un cadre forestier » (groupe test), les autres toute la semaine en classe (groupe contrôle).

Ref. 4 : On a mesuré chez ces élèves la production diurne de cortisol dans la salive 3 fois par jour ; le cortisol est l’hormone du stress produite par les glandes surrénales : sa sécrétion augmente en cas de stress.

Dans le groupe test, la sécrétion de cortisol baissait régulièrement au cours de la journée en forêt ; dans le groupe contrôle, on n’observe aucune baisse dans la journée équivalente.

Chez des adultes, on a démontré expérimentalement que le simple fait de visionner des scènes de nature avait un effet positif sur l’autorégulation (contrôler ses émotions, ses pensées et ses comportements). Pour les enfants, cette auto-régulation chapeaute le contrôle de l’attention et leur permet de s’investir vraiment dans les apprentissages. Une étude a porté sur l’influence du contact avec la nature sur l’épuisement du moi, c’est-à-dire quand la maîtrise de soi est nettement altérée (impossibilité de se contrôler).

Ref. 5 : On soumet des élèves sujets à cet état à un test de concentration. Ceux qui ont préalablement visionné des scènes de nature montrent une plus grande application sur le test que ceux qui ont eu une période de repos sans « nature ». L’exposition à des scènes de nature améliore par ailleurs le raisonnement logique face au test.

Cet effet sur l’autorégulation a par ailleurs été aussi mis en évidence chez des enfants sans problèmes comportementaux ou avec TDAH et fonctionne aussi dans le cadre d’apprentissages assistés avec des animaux domestiques (chevaux).

Motivation, implication, …dopées

La motivation, l’implication et la prise de plaisir dans les apprentissages s’avèrent bien meilleures dans un cadre naturel ; ceci peut s’expliquer sans doute par les effets positifs du contact avec la nature sur l’humeur.

Ref. 6 : Au Japon, on a évalué les effets sur l’humeur d’une courte balade en forêt par rapport à une balade en milieu urbain. On a comparé dix indices psychologiques (dont un indice de profil de l’humeur) avant et après cette activité. Avant les deux activités, aucune différence entre les deux groupes ; après la balade, le groupe qui a pris « un bain de forêt » a ressenti des effets positives sur l’humeur supérieurs à ceux soumis à « un bain de ville ».

De nombreuses études relatent les témoignages d’enseignants qui étaient frappés par les hauts niveaux d’implication et de motivation des élèves durant et après des activités dans la nature.

Ref. 7: Etude suédoise sur l’effet cognitif de l’école dans la nature (élèves de 13-15 ans)

4 classes : la moitié suit en extérieur plusieurs leçons sur l’écologie et la biodiversité ; l’autre moitié idem en intérieur. Toutes les classes sauf une suivent aussi une leçon de maths en extérieur une fois par semaine.

5 mois plus tard : interviews des élèves qui évaluent positivement les séances en extérieur aussi bien en biologie qu’en maths. Ceux qui ont suivi ces cours en extérieur montrent de plus un plus haut niveau de rétention de connaissances acquises à long terme : ils se souviennent mieux des activités et des contenus enseignés que ceux les ayant suivi en classe.

Cette positivité semble diffuser lors des activités qui suivent contrairement à une idée fausse tenace comme quoi, après une séance dans la nature, les enfants seraient incapables de se concentrer à nouveau lors des cours qui suivent en classe. Au contraire, les cours dans la nature rendent les élèves plus aptes à s’impliquer et se concentrer sur la leçon suivante.

Ref. 8: Comparaison de cet effet « post-activité dans la nature » sur deux groupes tests en parallèle sur dix sujets. Pour quatre des mesures évaluées sur cinq, l’implication de la classe est meilleure après une activité dans la nature dont le nombre de fois où l’enseignant doit interrompre son cours pour recentrer l’attention d’élèves sur leur tâche. L’amélioration de l’attention (évaluée avec des indices) peut être du simple au double ; le nombre d’arrêts pour recentrer les élèves diminue de moitié. Les chercheurs de cette étude utilisent une métaphore aéronautique pour traduire cet effet : « refaire le plein en vol » !

Cet effet a aussi été démontré aussi dans des classes avec des fenêtres qui donnent une vue sur un espace naturel.

Apprendre dans la nature peut même améliorer la motivation d’élèves parmi les moins motivés dans des classes traditionnelles.

Ref. 9 : Dans le cadre d’un programme d’école dans la nature : les élèves les moins motivés détectés avant les séances montrent après coup une meilleure autorégulation (voir ci-dessus) et une meilleure motivation ; ils perçoivent les cours en extérieur comme plus « pratiques » que ceux en classe, quel que soit le genre.

Activité physique augmentée

Cet effet semble assez évident et concerne tant l’activité physique elle-même que la forme physique globale : plus les enfants passent du temps dehors, dans la nature, plus ils se dépensent physiquement, ce qui abaisse leur comportement sédentaire et meilleure est leur forme cardiorespiratoire. Or, in sait que cette dernière constitue la composante de la forme physique globale la plus décisive pour les performances des apprentissages.

De même, des cours d’école revégétalisées tendent à contrent la baisse d’activité physique classique observée quand les élèves entrent dans l’adolescence. Ainsi, dans une étude, les filles qui avaient plus accès à un espace vert et un espace boisé avaient plus de chances de rester actives au cours des années suivantes. On retrouve d’ailleurs cet effet chez les adultes plus âgés : l’activité physique tend à décliner en vieillissant mais les personnes vivant dans un environnement plus « vert » connaissent un moindre déclin de leur activité physique.

On sait aussi que la marche dans la nature améliore la capacité de concentration : voir la chronique sur ce sujet.

Effet calmant

Nous abordons les trois derniers effets qui concernent l’environnement autour des apprenants.

Les études démontrent clairement l’effet apaisant, avec un plus grand sentiment de quiétude et de paix, apporté par des environnements plus végétalisés, même très artificiels.

Ref. 10 : Etude sur trois types de contact avec la nature de trois groupes d’âge différents : lieu boisé pour la récréation (6-12 ans), espaces naturels hors école (9-13) et jardinage (14-18).

Lieu boisé nettement préféré sur la cour habituelle avec effets bénéfiques sur indépendance physique, relations sociales et imagination dans les jeux ; développement de l’autonomie et attention améliorée et baisse de l’anxiété.

Espace naturel hors école (bois, jardin à papillons, mare, … : effet relaxant et libérateur du stress ; sensations de sécurité, liberté, répit et nette baisse des comportements irrespectueux entre élèves avec hausse de la coopération.

Jardinage : 46% évoquent le calme, la paix et la relaxation ; quatre raisons citées pour ces sensations : être en plein air ; se sentir connecté au monde vivant ; prendre soin d’êtres vivants ; avoir du temps pour l’autoréflexion. 98% signalent des effets positifs.

Les comportements inadéquats comme se pousser entre élèves ou la violence verbale sont moins fréquents en situation dans la nature. De plus, dans des sites « verts », les élèves ayant des difficultés dans les classes traditionnelles deviennent plus aptes à s’extraire eux-mêmes des conflits et font preuve d’une meilleure autorégulation.

Relations apaisées

Les lieux naturels apporteraient un contexte plus ouvert pour apprendre par rapport à la classe, donnant plus de liberté aux enfants pour s’impliquer avec les autres et tisser des liens. Apprendre dans un cadre vert permet de surmonter à la fois les difficultés socio-culturelles et les conflits de personnalité, lesquels interfèrent beaucoup avec le fonctionnement de la classe en réduisant le temps efficace dédié aux apprentissages.

Apprendre dans la nature facilite la coopération entre élèves et professeurs, ceux-ci étant peut-être alors perçus comme des partenaires se trouvant à « la même hauteur » que les élèves. Qui dit meilleure coopération entre élèves et élèves-profs, dit meilleure implication et performances améliorées.

Plus de créativité

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La nature fournit une foule de « pièces détachées » (loose parts ») selon la théorie de Nicholson (1972) très favorables au développement cognitif des enfants en encourageant le jeu créatif vers soi-même : ce sont les branches mortes, feuilles, cailloux, sable, fruits secs tombés, êtres vivants eux-mêmes comme des pates ou des « petites bêtes » (fourmis, gendarmes, coccinelles, …), … En présence de ces éléments dont les enfants s’emparent individuellement ou collectivement, les jeux des enfants deviennent plus créatifs tandis qu’ils se dépensent plus physiquement et tissent des relations sociales plus riches lors des échanges. Ces « loose parts » sont très en vogue dans les pays anglo-saxons et on a créé des sites de jeux où l’on concentre un grand nombre d’entre eux y compris des objets artificiels pour les aspects technologiques. Laisser les enfants en autonomie face à ces éléments divers semble déterminant pour leur efficacité.

Ref. 11: Etude sur les effets de l’exposition des élèves à des plantes vivantes, à des vues de nature ou à la couleur verte. Les élèves devaient ensuite réaliser deux tâches impliquant la créativité : une visuelle (dessin) et une verbale. Les éléments ajoutés améliorent la créativité visuelle mais n’impactent pas la créativité verbale.

Bilan

Dans l’environnement de l’école, incorporer de la nature améliore nettement les apprentissages. Une étude sur 3000 élèves participant à des programmes de jardin à l’école montre une meilleure acquisition de connaissances que des élèves en classe traditionnelle. On observe une remarquable convergence vers des effets positifs dans de nombreuses études qu’elles soient expérimentales ou pas.

Un point intéressant : une instruction pratique, centrée sur l’élève et la discussion comme dans l’école dans la nature, même si elle est conduite en salle, surpasse au niveau des résultats l’instruction traditionnelle ; si on ajoute une part d’instruction dans la nature, l’effet est renforcé. Ceci résulte sans doute de la combinaison d’une pédagogie plus bienveillante et favorisante et d’un meilleur cadre éducatif pour apprendre.

L’école dans la nature améliore en plus le développement personnel comme les capacités de persévérance, la pensée critique, la communication, le leadership, … Elle dope la capacité de prendre des décisions importantes et d’exprimer ses opinions au sein d’un groupe dont elle apaise les relations internes.

Les élèves deviennent plus résilients avec plus de capacité à affronter les problèmes et à se débrouiller seuls dans des situations difficiles.

A plusieurs reprises dans cette synthèse, on a aussi vu que ces effets concernaient tout particulièrement des enfants porteurs de troubles comportementaux divers, souvent liés à des difficultés familiales socio-culturelles, pour lesquels on est souvent démunis et qui perturbent les activités de classe. L’école dans la nature serait donc un formidable outil pour dépasser ces inégalités qui « enfoncent » ces élèves faute de réponse globale adaptée.

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Enfin, et cela rejoint un des objectifs majeurs liés à l’EEDD, passer du temps dans la nature favorise l’émergence de comportements en faveur de l’environnement. L’élément clé ne semble pas être à cet égard la connaissance académique de la conservation de la nature (conserver quoi et pourquoi) : la connexion émotionnelle avec le vivant permet à 70% de prédire le futur comportement pro-environnemental. Or, ceci ne peut s’acquérir qu’en contact direct avec la nature. Le savoir sur l’environnement, nécessaire pour orienter ses actions, ne s’acquiert que dans un second temps, après cette phase indispensable de motivation par les émotions.

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Alors, comme dit la chanson, qu’est-ce qu’on attend pour être heureux … tous, enfants et enseignants, à l’École dans la nature ?

Bibliographie

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Ref. 3: Van den Berg, A. E., and van den Berg, C. G. (2011). A comparison of children with ADHD in a natural and built setting. Child Care Health Dev. 37, 430–439.

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Ref.6 : Takayama, N. et al. (2014). Emotional, restorative, and vitalizing effects of forest and urban environments at four sites in Japan. Int. J. Environ. Res. Public Health 11, 7207–7230.

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Ref. 10 : Chawla, L., et al. (2014). Green schoolyards as havens from stress and resources for resilience in childhood and adolescence. Health Place 28, 1–13.

Ref. 11 : Studente, S., Seppala, N., and Sadowska, N. (2016). Facilitating creative thinking in the classroom: investigating the effects of plants and the colour green on visual and verbal creativity. Think. Skills Creat. 19, 1–8.