Clever Classrooms
BARRETT, P. et al. (2015). « Clever classrooms », HEAD Study, University of Salford
A retenir :
L’étude porte sur plus de 100 classes britanniques dont les conclusions sont que, combinées, la qualité de l’air et la température représentent 28% des critères significatifs influençant les performances scolaires. De même, la lumière et la couleur représentent 33% des critères. Il faut toutefois mettre en perspective ces résultats par rapport aux pratiques et aux usages observés dans les classes. En effet, ces études ont été faites en présence d’un enseignement simultané classique, où les élèves ne sont pas amenés à bouger. Dans ces conditions, la sensation de froid ou de bruit peut être différente d’une situation d’apprentissage actif (atelier ou projet). La suite de l’étude met en lumière ces réflexions, en proposant de prendre en compte d’autres facteurs, dépendant plus largement des usages. La flexibilité et la complexité des espaces représentent 22%, tandis que le sentiment d’appartenance à un lieu représente à lui seul 17% des critères impactants. Cette approche holistique met en évidence l’importance des facteurs physiques, mais pose la question des usages.
Optimal learning spaces
Barrett, P. & Zhang, Y. (2009). Optimal learning spaces: Design implications for primary schools. SCRI Research Report n°2, University of Salford
A retenir :
Ecrit par des chercheurs britanniques, ce rapport cherche à présenter des axes pour repenser les bâtiments scolaires, et notamment les écoles primaires, suivant le ressenti des usagers. En effet, nous habitons un espace par nos sens, et ceux-ci nous renvoient des sensations positives ou bien négatives. Dans un tel contexte, les auteurs de ce rapport ont voulu mettre en évidence les critères impactants des bâtiments, selon trois axes: naturalness (naturalité), individualisation et sense of implication (implication ou sentiment d’appartenance). Ils s’intéressent notamment aux effets de l’orientation, de la lumière, de la température, du choix des couleurs, de l’acoustique, etc. Il s’agit d’un premier document, qu’eux-mêmes qualifient de document en cours de travail. Ils ont ensuite proposé un document plus abouti (Clever Classroom) présenté plus haut sur ce site.
Remade learning places
Architecture & Design Scotland (2015). Remade learning spaces: Why refurbish? A good practice guide
A retenir :
Ce rapport commandé par le gouvernement écossais arrive sept ans après la mise en place du Curriculum for Excellence et la remise en cause profonde du système éducatif. Proposé comme un guide de bonnes pratiques, le document explique pourquoi la réhabilitation est une réponse positive à la volonté de concevoir des environnements d’apprentissage de grande qualité. Le guide se compose de deux parties, l’une exposant les enjeux de la réhabilitation et la seconde proposant des moyens de mener à bien les projets au travers d’exemples de réalisation. L’accent est mis notamment sur la participation des usagers et l’adéquation des espaces avec les besoins des apprentissages.
Settings for learning
Architecture & Design Scotland (2015). Settings for Learning: Identifying New Approaches
A retenir :
Faisant suite à la mise en place du Curriculum for Excellence, ce petit guide propose d’explorer différents « settings for learning », différents scénarios spatiaux en accord avec les pratiques pédagogiques. Il met en avant l’importance de faire dialoguer et participer tous les acteurs du projet pour concevoir des espaces au plus près des besoins. Il propose une série de scénarios pour créer une classe flexible, un hub pour la communauté ou encore des espaces informels.
Vers une société apprenante
Becchetti-Bizot C., Houzel G.et Taddei F., (2017). Vers une société apprenante : rapport sur la recherche et développement de l’éducation tout au long de la vie.
A retenir :
L’équipe de ce rapport a été missionnée par le ministère de l’Education nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche, pour proposer des pistes de réflexion sur « une véritable recherche et développement de l’éducation tout au long de la vie ». Il s’agit d’une approche systémique où toutes les échelles d’organisation sont prises en compte. Les auteurs font une série de dix propositions pour la mise en place d’une société apprenante, son volet technique et financier, l’acceptabilité par les acteurs, et les mesures de la réussite d’un tel projet.
Favoriser la rénovation du patrimoine scolaire des quartiers populaires pour créer une école moderne et attractive
KLEIN, O. (2017). « Favoriser la rénovation du patrimoine scolaire des quartiers populaires pour créer une école moderne et attractive », Rapport Interministériel, Ministère de l’éducation nationale et de l’enseignement supérieur, Ministère de la ville, de la jeunesse et des sports
A retenir :
Commandé par le ministère de l’Education nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche, et le ministère de la Ville, de la Jeunesse et des Sports, ce rapport mène tout d’abord un inventaire de l’état du patrimoine scolaire existant, puis expose les leviers financiers existants pour mener à bien un projet de rénovation d’école attractif.
OUVRAGES
Innover dans l’école par le design
CANOPE. (2017). Innover dans l’école par le design, Ouvrage collectif Canopé et Cité du Design de Saint-Etienne. Futuroscope: Réseau Canopé, 184p.
Aménager les espaces pour mieux apprendre
BOSSIS, J., DUMAS, C., LIVERATO, C., MEJEAN, C. (2015). Aménager les espaces pour mieux apprendre: A l’école de la bienveillance. Paris: Retz, 165p.
ARTICLES
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Qualité de l'air
Antikainen, R., et al. (2008). Exploring the relationship between indoor air and productivity. SJWEH, Suppl (4), 79-82
Cet article examine plusieurs projets de recherche sur la qualité de l’air avec la volonté d’identifier les écueils des méthodologies – tels que l’obtention de mesures valides ou la prise en compte des facteurs intervenant dans la productivité – et proposer des solutions pour résoudre ces enjeux.
Il indique qu’il existe de nombreuses sources qui influent sur la qualité de l’air: biologique comme les allergènes, les champignons, le pollen; physique comme la temperature, l’humidité; chimique comme le dioxyde de carbone, le radon ou encore les formaldhéhydes. Ces composants proviennent des matériaux de construction, des machines, du mobilier, mais aussi des individus et des produits d’entretien.
Allen, J. G., et al, (2016). Associations of Cognitive Function Scores with Carbon Dioxide, Ventilation, and Volatile Organic Compound Exposures in Office: A Controlled Exposure Study of Green and Conventional Office Environments. Environment Health Perspectives
Les chercheurs ont observé les capacités cognitives de 24 cadres (architectes, ingénieurs, managers, designers, marketing et programmistes) sous différents niveaux de CO2 et composés volatils. Leurs résultats montrent que le niveau de CO2 a un impact sur les capacités cognitives, particulièrement sur les fonctions de réponse à une crise, d’utilisation de l’information et de stratégie. Les scores sont respectivement 97%, 172% et 183% plus élevés dans les bureaux soumis à 750ppm au lieu de 950ppm. Ils sont de 131%, 299% et 288% pour des niveaux de CO2 de 550ppm au lieu de 950ppm.
Fisk, W.J., (2002). How IEQ Affects Health, Productivity. ASHRAE Journal. 56-58
Cet article synthétique observe les améliorations, à l’échelle nationale, sur la santé et la productivité dans les bâtiments américains ayant une meilleure qualité de l’air, à travers plusieurs articles de recherche. Les taux de ventilation et la densité de personnes ont un impact sur la santé (23%-76% de réduction des maladies respiratoires). Plusieurs études associent l’humidité et les moisissures aux augmentations de cas d’asthme (100%). Le Sick Building Syndrome est lié aux taux de ventilation, à l’air conditionné et aux températures intérieures élevés. Les problèmes de santé relevés ont un impact direct sur la productivité (vitesse d’exécution, précision, performanc d’apprentissage, etc.) et un impact indirect (absences).
Jones, B.M. & Kirby, R. (2016). Indoor air quality in U.K. school classrooms ventilated by natural ventilation windcatchers. International Journal of Ventilation, 10(4) 323-338.
Cet article étudie l’impact de l’utilisation d’une ventilation naturelle sur les niveaux de CO2, la température, l’humidité relative et les taux de ventilation. Les résultats montrent que le système permet de réduire les taux de CO2 et d’améliorer la ventilation en été, combiné avec les fenêtres ouvertes. Cependant, le système ne fonctionne pas en hiver, du fait de trop courtes ouvertures dans le temps, et les niveaux de CO2 sont plus hauts que conseillés.
Sundell, J. (2017). Reflections on the history of indoor air science, focusing on the last 50 years. Indoor Air.
L’auteur propose une synthèse des articles scientifiques et des publications de la conférence Indoor Air des 50 dernières années. Il a été montré que la qualité de l’air intérieur est plus importante que la qualité de l’air extérieur. Les sujets étaient d’abord centrés sur le radon, le tabagisme et les cancers des poumons, puis sur les composés organiques volatiles, les formaldéhydes et le Sick Building Syndrome. Les sujets actuels concernent la ventilation, le confort thermique, les composés semi-volatiles et les particules fines.
Torres, V., Sanders, M. & Corsi, R. (2002). Texas elementary school indoor air study (TESIAS) : overview and major findings. Indoor Air
Cet article présente une étude menée au Texas sur 120 classes sélectionnées au hasard. L’étude se constitue de deux parties: en premier lieu une série de questionnaires donnés aux enseignants et personnels pour appréhender leur usage des pièces et leur perception de la qualité de l’air; en second lieu, une série de mesures de température, humidité, niveau de monoxyde et dioxyde de carbone couplée à une observation des systèmes de ventilation et du bâti en général. Des échantillons d’air ont également été récoltés pour étudier les bactéries et champignons dans 18 classes. Les premiers résultats montrent une concentration élevée des composants dans 80% des classes, concentration qui varie suivant le moment de la journée.
Lumière
Mott, M. et al (2012). Illuminating the Effects of Dynamic Lighting on student learning, SAGE Open published online 6 May 2012
L’article présente une expérimentation exposant 84 élèves à deux types de lumière: une lumière conventionnelle (3500K – 500lx) et une lumière dite « focus » (6500K – 1000lx) à trois périodes différentes de l’année. Les résultats indiquent que la température de couleur et la luminosité ont un impact sur la fluidité de la lecture orale, mais pas d’impact significatif sur la concentration et la motivation.
Grangaard, E. M. (1995). Color and Light Effects on Learning. Association for Childhood Education International Study Conference and Exhibition, (pp. 2-10). Washington, D.C.
Cet article décrit une expérimentation portant sur la couleur des murs des classes. 11 enfants de 6 ans ont été placés dans une salle normale pendant 10 jours, puis dans cette même salle, mais avec les murs peints en bleu et une lumière particulière. La troisième période de test s’est fait dans la même salle revenue à la normale. Les résultats montrent que les comportements de dispersion de l’attention sont moins importants dans la salle bleue. D’autre part, la pression artérielle baisse de 9% dans la salle bleue.
Sleegers, P, Moolenaar N, Galetzka M, van der Zanden B (2012). « Lighting affects students’ concentration positively: Findings from three Dutch studies, Lighting Research & Technology, Vol 45, Issue 2, pp. 159 – 175
L’article présente trois expérimentations comparant plusieurs types de lumière et leurs effets sur les élèves. Les résultats indiquent que la lumière a une influence sur la concentration pour les plus jeunes, mais pas d’impact significatif pour les plus âgés.
Kuller R & Laike T (1998). The impact of flicker from fluorescent lighting on well-being, performance and physical arousal
Deux situations ont été testées en laboratoire pour évaluer l’impact des lumières fluorescentes sur les performances et le bien-être. Les résultats ont montré un impact sur les individus sensibles: une baisse des performances et de la précision, une augmentation de la rapidité.
Knez I & Kers C (2000). Effects of indoor lighting, gender and age on mood and cognitive performance, Environment & Behavior, Vol.32, Issue 6, pp. 817-831
Cet article met en avant la différence d’humeur chez les individus en fonction de l’age et du genre. La lumière chaude augmente l’humeur négative chez les moins de 23 ans tandis que c’est la lumière froide qui impacte négativement les plus de 65 ans. Par ailleurs, les femmes sont globalement plus performantes sous une lumière chaude.
Knez I (2001). Effects of colour of light on nonvisual psychological processes, Journal of Environmental Psychology, Vol.21, Issue 2, pp.201-209
Dans cette expérimentation, Knez étudie l’effet de la lumière sur les processus non-visuels. Les individus montrent de meilleures performances pour la mémoire à court terme sous une lumière chaude. Pour la mémoire à long terme, les hommes sont plus performants sous une lumière chaud ou froide, tandis que les femmes sont plus performantes sous une lumière naturelle.
Berman SM, Navvab M, Martin MJ, Sheedy J, Tithof W (2006). A comparison of traditional and high colour temperature lighting on the near acuity of elementary school children, Lightin Research & Technology, Vol.38, Issue 1, pp. 44-49
Cette expérience mesure l’acuité visuelle proche sous deux conditions lumineuses. Sous les mêmes conditions de luminance, l’acuité est meilleure pour une température de couleur de 5500K.
Goven T, Laike T, Raynham P, Sansal E (2009). The influence of ambient lighting on pupils in classrooms, 5. DIN-Expertenforum. Wirking des Lichts auf den Menschen
Cet article présente une expérimentation impliquant quatre classes d’enfants entre 8 et 9 ans. Deux salles sont équipées d’un nouveau système de lumière, et deux autres sont considérées comme témoins. Les auteurs ont observé une augmentation des performances académiques et un niveau de cortisol plus élevé dans les salles expérimentales. La lumière artificielle a plus d’impact en hiver.
Rautkyla E, Puolakka M, Tetri E, Halonen L (2010). Effects of correlated colour temperature and timing of light exposure on daytime alterness in lecture environments, Journal of Light and Visual Environment, Vol.34, Issue 2
Grâce à une étude sur l’éclairemen dans un amphithéâtre, les chercheurs ont mis en avant l’importance de prendre en compte non seulement la température de couleur de la lumière intérieure, mais également le niveau d’exposition à la lumière des individus avant de suivre la conférence.
Viola AU, James LM, Schlangen L JM, Djik D-J 2008). Blue-enriched white light in the workplace imporves self-reported alertness, performance and sleep quality, Scandinavian Journal of work Environment and Health, Vol.34, Issue 4, pp. 297-306
Cette étude indique qu’une exposition à une lumière froide (17000K) améliore l’humeur, les performances, la concentration et réduit la fatigue, l’irritabilité et l’inconfort visuel.
Acoustique
Klatte M, Bergstrom K, Lachmann T. (2013). Does noise affect learning? A short review on noise effects on cognitive performance in children. Frontiers in psychology, 4(578)
L’article présente un état de la littérature concernant les expositions aigües et chroniques au bruit, et leur impact sur les performances cognitives des enfants. Pour les expositions aigües, les études ont montré des effets négatifs sur la perception du discours et la compréhension orale. Ces effets sont plus prononcés chez les enfants que chez les adultes. L’exposition chronique quant à elle est associée à des faibles performances dans les tâches verbales et la lecture.
Shield B, Greenland E, Dockrell J (2010). Noise in open classrooms in primary schools: a review. Noise and Health, 12(49), 225-234
Cet article propose un état de la littérature sur les 40 dernières années concernant le bruit dans les écoles à aires ouvertes. Les études des années 70 indiquent un niveau de bruit plus élevé mais sont partagées sur l’impact ou non sur les performances. Le type de bruit est plus important que le niveau global. Plusieurs études ont montré l’impact du bruit sur les processus cognitifs, la lecture, l’attention, la concentration et la mémoire. Il pointe également l’importance de la spatialité du bruit dans la gêne des individus: le bruit immédiatement adjacent est plus perturbant que le bruit de fond.
Nature
Davydenko M & Peetz J (2017). « Time grows on trees: the effect of nature settings on time perception », Journal of Environmental Psychology, Vol.54, pp.20-26
Cet article présente une expérimentation s’intéressant aux effets de la nature sur la perception du temps. 156 individus ont été accompagnés pour une marche dans la nature ou dans un environnement urbain. Il leur a ensuite été demandé d’évaluer la durée de la promenade. Les participants ayant marché dans un environnement naturel ont surestimé le temps passé à marcher. La marche dans la nature a aussi eu des effets sur l’humeur et le stress des participants.
Mozaffar F & Mirmoradi S S (2012). Effective use of nature in educational space design. Organization, Technology and Management in Construction, International Journal, 4(1):381-392
Cet article propose un état de la littérature sur l’impact de la nature sur les comportements et les performances, particulièrement à l’école. Il s’avère que la nature a un impact sur les individus, qu’elle soit à l’extérieur ou à l’intérieur. Elle augmente la concentration, l’attention, les performances cognitives comme la résolution de problèmes, la créativité et améliore le développement cognitif.
Bratman G N, Hamilton J P & Daily G C (2012). The impacts of nature experience on human cognitive function and mental health. Ann. N.Y. Acad. Sci. 1249, 118-136.
Les auteurs proposent une revue de littérature sur le thème de l’impact des environnements naturels sur le bien-être des individus. Ils soulignent que la définition d’un environnement naturel change en fonction du temps, du lieu et de l’individu engagé dans la définition. La plupart des études se basent sur une distinction claire entre environnement naturel et environnement urbain. Ils proposent ensuite un système de catégorisation des types d’expériences de nature, et mettent en lumière les questionnements futurs.
Faber Taylor A, Kuo F E & Sullivan W C (2001). Views of nature and self-discipline: evidence form inner city children. Journal of Environmental Psychology, 21
Les chercheurs ont étudié l’impact de la vue de la nature depuis les habitations sur les performances des enfants. Les résultats indiquent que les filles sont plus impactées par la vue de la nature que les garçons (20% de la variance des scores, non significatif pour les garçons).
Burchett M, Torpy F, Tarran J & Craig A (2010). Greening the great indoors for human health and wellbeing. Final report to Horticulture Australia Ltd.
A travers des essais en laboratoire et une série d’enquêtes, les chercheurs ont étudié la quantité minimum de plantes nécessaire pour réduire les composés organiques volatils, et l’impact des plantes sur le bien-être des individus. Il s’avère que les plantes d’intérieur améliorent la qualité de l’air en réduisant les niveaux de CO2 et de COVs. Elles ont également un impact sur l’humeur et réduisent l’anxiété, la dépression et la fatigue, notamment.
Daly J, Burchett M & Torpy F (2010). Plants in the classroom can improve student performance
L’expérimentation décrite dans cet article implique 360 enfants dans 13 classes australiennes. La moitié des classes ont reçu trois plantes pendant une periode donnée. Des tests – en mathématiques, lecture, oral et sciences – ont été effectués avant et 6 semaines après. Dans deux écoles, il a été noté 10 à 14% d’amélioration, mais pas de différence significative dans la troisième école.
Mobilité
Sibley B.A. and Etnier J.L. (2003). The relationship between physical activity and cognition in children: a meta- analysis. Pediatric Exercise Science, 15:243-256.
Cet article propose une revue de littérature sur la relation entre exercice physique et performances chez les enfants et les jeunes adultes. Il décrit deux types de mécanisme: physiologique – qui augmente le flux sanguin et provoque des changements dans la structure du système nerveux – et en rapport avec l’apprentissage et le développement – qui stimule le développement cognitif. Les conclusions indiquent que pour les enfants, l’activité physique a un impact positif sur le cognitif, peu importe le type d’activité. Les bénéfices les plus importants sont observés chez les enfants et les jeunes en âge d’aller au collège.
Greef (de) J.W., Bosker R.J., Oosterlaan J. & Visscher C. (2017). Effects of physical activity on executive functions, attention and academic performance in preadolescent children: a meta-analysis. Journal of Science and Medecine in Sport
Cet article s’interesse aux effets de l’activité physique intense sur les fonctions exécutives, l’attention et les performances au travers d’une revue de la littérature. Il apparaît que l’activité physique intense augmente les neurotransmitteurs et donc les capacités cognitives. D’autre part, un exercice cardiaque continu améliore les performances cognitives grâce l’augmentation de la neurogénèse dans la partie du cerveau responsable de la mémorisation et de l’apprentissage.
Praag (van) H. (2009). Exercise and the brain: something to chew on. Trends in Neurosciences 32(5):283-290
Cette revue de littérature indique que l’apprentissage du vocabulaire est 20% plus rapide après une course intense ou après 12 semaines d’entrainement cardiaque. Par ailleurs, l’exercice pratiqué dans l’enfance augmente la résilience du cerveau plus tard dans la vie de l’individu.
Owen K.B., Parker P. D., Astll-Burt T. & Lonsdale C. (2018). Effects of physical activity and breaks on mathematics engagement in adolescents. Journal of Science and Medicine in Sport 21(1):63-68
Cette étude compare les effets d’une activité physique et d’une pause avant une leçon de mathématiques. L’expérimentation s’est déroulée sur trois sessions de dix semaines. Il apparaît que l’activité physique modérée a un impact positif sur l’engagement, mais pas sur le comportement en général. En revanche, la pause a un effet négatif.
Spitzer, U.S. & Hollmann, W. (2013). Experimental observations of the effects of physical exercise on attention, academic and prosocial performance in school settings. Trends in Neuroscience and Education, 2(1):1-6
Cet article présente trois expérimentations sur les effets de l’activité physique à l’école. L’ajout d’un exercice physique quotidien a un léger impact sur l’apprentissage de la langue maternelle et sur le comportement en classe mais pas sur l’anglais ou les mathématiques. La deuxième expérience montre un impact significatif sur les mathématiques mais pas sur les langues. La troisième étude rapporte qu’une leçon quotidienne de jogging rend les enfants plus concentrés.
Janssen M, Chinapaw MJM, Rauh SP, Toussaint HM, Mechelen (van) W & Verhagen EALM (2014). A short physical activity break from cognitive tasks increases selective attention in primary school childreb aged 10-11. Mental Health and Physical Activity, 7(3):129-134
L’article compare les effets de quatre types de pause sur l’attention des enfants: soit quinze minutes sans pause, soit une pause sans activité physique, soit une pause avec activité physique modérée, soit une pause avec activité physique intense. Le niveau optimal d’attention a été observé après l’activité modérée.
Howie EK, Beets MW & Pate RR (2014). Acute classroom exercise breaks improve on-task behavior in 4th and 5th grade students: A dose-response. Mental Health and Physical Activity, 7(2):65-71
Cette étude s’intéresse à la durée minimals nécessaire d’activité physique pour observer un impact sur le comportement. Il apparaît qu’une durée de dix minutes est significative sur l’amélioration du comportement pendant une tâche. Il est noté que les garçons ont une capacité d’attention plus faible après cinq minutes d’exercice.
Kubesch S et al. (2009). A 30-minute physical education program improves students’ executive attention. Mind, Brain and Education, 3(4):235-242
Cette expérimentation mesure l’effet de l’activité physique sur le comportement lors d’une tâche. Trente minutes d’activité physique dans la semaine ont montré un impact sur l’attention.
Zeng N. et al (2017). Effects of physical activity on motor skills and cognitive development in early chilhood: a systematic review. Hindawi, BioMed Research International, Vol. 2017, ID 2760716
Cet article synthétise la littérature concernant les effets de l’activité physique sur les capacités motrices et le développement cognitif chez les jeunes enfants. 80% des études analysées rapportent des améliorations significatives sur les capacités motrices. Plusieurs indiquent un impact sur l’apprentissage, l’attention et la mémoire.