La concentration des élèves en classe est une préoccupation majeure pour les parents ainsi que pour les enseignants. Lorsque nous évoquons la concentration, nous faisons en réalité référence aux capacités de chacun à orienter et maintenir son attention sur une ou des informations spécifiques. Les préoccupations des parents et des enseignants au sujet de la concentration sont justifiées par les données disponibles dans la littérature scientifique : les compétences d’attention sélective et de contrôle attentionnel sont en effet déterminantes au cours de la scolarité et plus généralement tout au long de la vie. Dès les premières années de l’enfant, l’attention joue un rôle crucial dans les apprentissages. Avant même de commencer à parler, le nourrisson va acquérir des connaissances sur le monde qui l’entoure grâce à la synchronisation de son attention avec celle de l’adulte vers un objet/une situation de son environnement visuel : c’est l’attention conjointe. En mobilisant cette attention conjointe à l’école, les enseignants vont pouvoir transmettre efficacement des savoirs à leurs élèves tout au long de leur scolarité. Ainsi, lorsqu’ils demandent à leurs élèves de « faire attention » à une information, ils les sollicitent afin qu’ils orientent leur attention et sélectionnent une information déterminante pour compléter une tâche ou comprendre une leçon. Tout au long de la scolarité, et dans la vie quotidienne, l’attention sélective permet à chacun d’extraire des informations de l’environnement afin de les manipuler mentalement en mémoire de travail dans le but d’opérer un traitement cognitif subséquent : c’est par exemple le cas lorsque nous devons choisir une caisse pour régler nos courses dans un magasin. Ainsi, nos processus attentionnels conditionnent la façon dont nous traitons les informations disponibles dans notre environnement. Bien qu’elles représentent une composante cruciale pour nos activités cognitives, les capacités des élèves à mobiliser efficacement leurs compétences attentionnelles doivent relever deux grands défis :
(1) Notre cerveau doit constamment gérer un paradoxe entre la richesse de notre environnement et le caractère limité de nos ressources attentionnelles. En effet, tandis que notre environnement véhicule de nombreuses stimulations en mesure de solliciter nos ressources cognitives, bon nombre de nos compétences attentionnelles, de même que nos capacités de manipulation en mémoire de travail, sont coûteuses à mettre en place et limitées. Notre cerveau n’est donc pas en mesure de traiter toutes les informations en provenance de notre environnement : notre système attentionnel doit en sélectionner une partie pour permettre à la mémoire de travail de les manipuler efficacement. Comme tout ce qui implique une sélection, une compétition entre les informations présentes dans l’environnement est donc nécessaire pour l’octroi des ressources attentionnelles. Cette compétition pour l’allocation des ressources attentionnelles va conduire certaines informations à être avantagées tandis que d’autres sont mises de côté, désavantagées. Tout le défi résidera donc dans le fait de sélectionner l’information pertinente pour la réalisation de la tâche en cours (l’information dite cible) tout en résistant aux informations non pertinentes (les distracteurs).
(2) Les capacités attentionnelles, comme toutes les compétences cognitives, sont conditionnées par le degré de maturation et par la connectivité des régions cérébrales qui sous-tendent leur mobilisation. Les données scientifiques soutiennent que cette maturation cérébrale prend du temps à se mettre en place et correspond à des modifications structurelles et fonctionnelles profondes qui s’opèrent de façon asynchrone dès le stade fœtal et au cours des 25 années après la naissance (les différentes régions cérébrales ne se développent pas toutes au même moment au cours du développement). En particulier, les aires frontales, qui sous-tendent de nombreux processus impliqués dans la gestion de nos ressources attentionnelles (contrôle attentionnel, inhibition des distracteurs), sont celles qui arrivent à maturité le plus tardivement au cours du développement. Ainsi, les 25 premières années de vie constituent à la fois une période intense d’apprentissages et une période pleine de défis concernant la gestion des ressources attentionnelles.
Les élèves doivent faire face à ces contraintes, car l’attention est centrale dans la réussite des apprentissages tout au long de la scolarité : des études scientifiques ont permis d’établir un lien entre les compétences attentionnelles et la réussite académique. Ces éléments soulignent l’importance de la concentration des élèves en classe et l’intérêt de mieux comprendre les processus attentionnels.
Que signifie être « concentré » sur une information ?
Pour porter son attention sur une information, nous devons orienter notre « focus » attentionnel vers cette information pour la sélectionner. Il existe deux voies possibles pour qu’une information soit sélectionnée par notre système attentionnel :
(1) L’information « attrape » automatiquement notre attention
Cela nous arrive à tous constamment : certaines informations présentes dans notre environnement captent notre attention rapidement sans que cela ne demande d’effort de notre part. Depuis une cinquantaine d’années, de nombreuses recherches expérimentales ont permis de mettre en évidence que, sous certaines conditions, les propriétés visuelles des objets présents dans notre environnement peuvent capturer et mobiliser automatiquement l’attention. C’est le cas notamment si la couleur d’une cible à sélectionner est différente de la couleur des distracteurs au milieu desquels elle est présentée. Par exemple, l’attention sera guidée très rapidement et sans effort vers un rond rouge entouré de plusieurs ronds noirs. Cette capture attentionnelle est automatique et très efficace, car il est possible de détecter facilement un rond rouge même si le nombre de ronds noirs (les distracteurs) augmente (Figure 1). Cette caractéristique visuelle va rendre l’information saillante dans l’environnement visuel et guider automatiquement l’orientation de l’attention [1]. Ainsi, lorsque de façon intuitive nous écrivons une information en rouge sur un document afin de signifier son importance, nous aidons et favorisons l’orientation des ressources attentionnelles vers cette information.
Figure 1: Le rond rouge capture notre regard : l’orientation de l’attention vers le rond rouge (cible) est rapide et sans effort, qu’il y ait peu ou beaucoup de ronds noirs (distracteurs).
(2) L’attention doit être contrôlée et orientée volontairement vers l’information
Nous orientons souvent délibérément notre attention vers une information afin d’atteindre un but précis (par exemple : suivre ce que le professeur écrit au tableau, ou encore lire et comprendre le texte que vous lisez actuellement). C’est cette orientation volontaire qui nous permet de sélectionner des informations moins saillantes de l’environnement, ce qui implique un « effort » attentionnel. C’est le cas, par exemple, lorsque nous recherchons un détail qui ne saute pas aux yeux dans une scène visuelle. La partie gauche de la figure 2 présente un exemple de stimulus utilisé en psychologie expérimentale pour étudier le traitement d’un objet composé de plusieurs niveaux d’informations : des détails (informations dites locales, les petits ronds ou les petits carrés) composent une forme d’ensemble (information du niveau dit global, le grand carré en haut à gauche de la Figure 2 par exemple). Les recherches effectuées dans notre laboratoire ont permis de mettre en évidence qu’à partir de 6 ans c’est l’information globale qui va capturer en priorité l’attention [2]. En revanche, les détails sont désavantagés dans la course aux ressources attentionnelles : il faut orienter volontairement son attention vers les éléments locaux (les petits carrés en bas à droite de la Figure 2 par exemple). Il est donc nécessaire de fournir un effort attentionnel pour percevoir les détails d’une scène visuelle. Nous avons montré qu’il est dans ce cas également nécessaire de bloquer (inhiber) les informations globales - informations saillantes qui capturent automatiquement l’attention - pour maintenir le focus attentionnel sur les détails [3].
Figure 2 : Exemples de stimuli global/local utilisés dans les recherches menées par notre laboratoire.
En haut : Le carré au niveau global capture automatiquement l’attention : l’orientation de l’attention vers le grand carré sera rapide et sans effort. Dans la partie droite, nous n’avons pas de difficulté à le détecter malgré les nombreux distracteurs (les ronds).
En bas : Les petits carrés au niveau local sont désavantagés dans la compétition attentionnelle : l’orientation de l’attention vers ces petits carrés est difficile, lente et coûteuse au niveau attentionnel. Dans la partie droite, détecter ces petits carrés parmi les distracteurs prend du temps et est perturbé par les distracteurs.
Notre système attentionnel est amené à « jongler » constamment entre les informations qui proviennent de ces deux voies d’accès (attention automatique et contrôlée). Les informations saillantes (traitement automatique) captent rapidement notre attention et sont systématiquement avantagées face aux informations moins saillantes. Malheureusement, les informations qui captent notre attention ne sont pas toujours les informations pertinentes qui nous permettent de résoudre une tâche : ces informations sont parfois des distracteurs auxquels nous devons résister afin d’orienter délibérément l’attention vers les informations pertinentes et utiles pour la tâche que nous devons réaliser. Pour cela, nous devons réussir à bloquer les informations distractrices, inhiber ces distracteurs et ré-orienter activement notre attention vers les informations nécessaires à la réussite de la tâche à effectuer. La mise en place de ces processus prend du temps et consomme des ressources cognitives.
Exemple de la vie quotidienne : Nous avons vu que la couleur est une caractéristique qui peut capturer automatiquement l’attention. Lorsque plusieurs objets sont présentés simultanément, si un de ces objets présente une couleur différente de tous les autres, il sera immédiatement sélectionné par notre système attentionnel. C’est ce qui arrive lorsque vous cherchez votre paire de chaussettes porte bonheur rouge au milieu de toutes vos autres paires de chaussettes blanches : vous la trouvez rapidement et sans effort, elle « saute aux yeux ». En revanche, si toutes vos chaussettes blanches comportent des motifs variés (des détails) et que votre paire de chaussettes porte bonheur est l’une de ces paires blanches, la trouver vous demandera plus d’efforts et de temps. En effet, les détails locaux (comme les petits carrés de la Figure 2) ne sont pas des informations saillantes et vous devrez analyser chaque paire de chaussettes jusqu’à trouver la bonne : les caractéristiques de l’information cible n’ont pas pu attraper de façon automatique votre attention, vous allez devoir mobiliser de façon contrôlée votre attention. C’est sur ce principe que reposent des jeux tels que « le Lynx » ou « Où est Charlie ? ». Si ces défis attentionnels au quotidien concernent tous les âges de la vie, vous noterez que lorsqu’il s’agit de vos enfants, vous devez régulièrement les aider (attention conjointe) pour qu’ils mobilisent efficacement leur attention. Les enfants vont en effet développer ces capacités au fil du temps (ce que l’on dénomme l’ontogenèse), avec l’expertise et la maturation cérébrale.
Que signifie être « déconcentré » ?
Lorsque nous maintenons notre attention sur une information (par exemple ce que le professeur écrit au tableau), le maintien de cette attention peut être perturbé par la présence d’informations saillantes qui vont capturer notre attention : nous sommes alors déconcentrés. Dans ce cas, le maintien nécessaire de notre attention sur une information cible est interrompu et réorienté vers une (ou des) information(s) distrayante(s). La présence de ces distracteurs qui capturent notre attention va avoir pour conséquence une perturbation dans la sélection et le maintien des informations utiles en mémoire de travail, au risque de parasiter la résolution d’une tâche ou l’apprentissage en cours. Des études ont montré qu’une gestion efficace des distracteurs pourrait constituer un facteur plus déterminant pour la réussite de la résolution de problèmes mathématiques que les connaissances mathématiques en elles-mêmes [4]. En particulier, une mauvaise gestion des distracteurs ne permettrait pas d’appliquer efficacement les connaissances pour résoudre un problème donné. Apprendre aux élèves à résister et se préserver des distractions en provenance de l’environnement doit donc constituer un objectif central au cours de la scolarité.
Environnement d’apprentissage et distractions attentionnelles
Au cours de leur développement, les élèves constituent un public particulièrement sensible aux distractions, étant donné que ces distractions peuvent gêner leurs apprentissages [4]. Les données actuellement disponibles dans la littérature scientifique révèlent que de nombreux facteurs de l’environnement d’apprentissage, comme la présence d’un téléphone portable [5], peuvent impacter négativement la concentration des élèves en classe ou à la maison. Des chercheurs se sont également intéressés à l’impact de la richesse de l’environnement visuel dans lequel se déroulait l’apprentissage. Ils ont testé l’hypothèse qu’un environnement trop riche en stimulation visuelle pourrait constituer une source de distractions attentionnelles et impacter négativement les apprentissages. Les résultats indiquent que dans une classe décorée, de jeunes élèves passaient en moyenne près de 50% du temps à prêter attention aux distractions visuelles environnantes, contre environ 30% dans une classe moins décorée. Une autre étude [6] a ensuite permis de comparer les capacités de maintien attentionnel pendant la leçon et la qualité des apprentissages d’un même groupe d’enfants en fonction du niveau de décoration de la salle de classe dans laquelle cet apprentissage avait lieu. Les résultats ont mis en évidence que dans la classe décorée les enfants orientaient de façon plus importante leur attention vers les informations autres que celles nécessaires pour l’apprentissage, en comparaison à la situation sans décoration dans la classe. En outre, les scores d’apprentissage étaient plus faibles et négativement corrélés avec le temps passé à prêter attention aux informations distrayantes. Cette étude a permis de montrer que le maintien de l’attention peut être gêné par les décorations présentes dans l’environnement visuel de l’enfant, ce qui entraîne des répercussions négatives sur les apprentissages. Des résultats similaires ont également été retrouvés lorsque cet apprentissage se faisait à partir d’une vidéo avec un environnement décoré ou non décoré [7], ou encore lorsque des tâches cognitives spécifiques étaient complétées sur un ordinateur installé devant un mur décoré ou non décoré [8].
Les résultats de ces études révèlent que les enfants pourraient rencontrer des difficultés à ignorer les distracteurs visuels présents dans le milieu environnant. Toutefois, il est important de garder à l’esprit qu’il existe également un impact positif de l’environnement d’apprentissage : un environnement stimulant semble favoriser la motivation et l’implication des élèves lors des apprentissages [9]. Il s’agit de trouver le bon équilibre et de développer du matériel scolaire qui pourrait permettre d’aider les élèves à résister aux distractions environnantes en maintenant leur attention sur les bonnes informations, aussi bien en classe qu’à la maison. C’est l’objectif du travail de thèse d’un des auteurs du présent article.
Le travail de thèse de Sabrina Bouhassoun au LaPsyDÉ
Ce travail de thèse s’inscrit dans un partenariat entre le monde de la recherche, au sein du laboratoire LaPsyDÉ et du centre d’imagerie Cyceron, et le monde industriel, grâce au leader européen de la papeterie scolaire : Oxford-Hamelin. Cette recherche a d’abord été validée par le comité scientifique de l’Association Nationale de la Recherche et de la Technologie (ANRT) afin de pouvoir bénéficier d’une convention CIFRE avec l’entreprise Oxford-Hamelin, qui finance entièrement ce travail de thèse.
L’objectif est d’identifier les caractéristiques visuelles des supports de travail utilisés par les élèves en classe qui seraient susceptibles de favoriser la mobilisation de compétences cognitives, telles que l’attention (automatique et contrôlée) et la résistance aux distracteurs (inhibition). L’objectif est d’apporter de nouveaux éléments scientifiques afin d’optimiser des compétences cognitives clés au cours des apprentissages, en s’appuyant sur un matériel scolaire adapté à la nature des exercices proposés aux élèves. Cette recherche permettra d’apporter de nouveaux éléments de réflexion dans le domaine de la recherche en psychologie du développement et dans le milieu éducatif. Cette thèse s’inscrit dans une problématique centrale des sciences cognitives développementales actuelles et de l’éducation : mesurer l’impact comportemental (temps de réponses, performances, …) des caractéristiques visuelles du matériel utilisé par les élèves en classe lors de la résolution de tâches cognitives spécifiques : de la perception à la créativité. Les premiers résultats viennent d’être publiés dans la revue Quarterly Journal of Experimental Psychology [10] et nous partagerons ces découvertes à l’occasion d’un prochain article du 21 du LaPsyDÉ.
Pour aller plus loin:
[1] Wolfe, J. M., & Horowitz, T. S. (2004). What attributes guide the deployment of visual attention and how do they do it?. Nature reviews neuroscience, 5(6), 495-501.
[2] Poirel, N., Mellet, E., Houdé, O., & Pineau, A. (2008). First came the trees, then the forest: developmental changes during childhood in the processing of visual local-global patterns according to the meaningfulness of the stimuli. Developmental psychology, 44(1), 245.
[3] Poirel, N., Krakowski, C. S., Sayah, S., Pineau, A., Houdé, O., & Borst, G. (2014). Do You Want to See the Tree? Ignore the Forest. Experimental Psychology, 61(3), 205-214.
[4] Passolunghi, M. C., & Siegel, L. S. (2001). Short-term memory, working memory, and inhibitory control in children with difficulties in arithmetic problem solving. Journal of experimental child psychology, 80(1), 44-57.
[5] Stothart, C., Mitchum, A., & Yehnert, C. (2015). The attentional cost of receiving a cell phone notification. Journal of experimental psychology: human perception and performance, 41(4), 893.
[6] Fisher, A. V., Godwin, K. E., & Seltman, H. (2014). Visual environment, attention allocation, and learning in young children: When too much of a good thing may be bad. Psychological science, 25(7), 1362-1370.
[7] Hanley, M., Khairat, M., Taylor, K., Wilson, R., Cole-Fletcher, R., & Riby, D. M. (2017). Classroom displays—Attraction or distraction? Evidence of impact on attention and learning from children with and without autism. Developmental psychology, 53(7), 1265.
[8] Rodrigues, P. F., & Pandeirada, J. N. (2018). When visual stimulation of the surrounding environment affects children’s cognitive performance. Journal of experimental child psychology, 176, 140-149.
[9] Barrett, P., Davies, F., Zhang, Y., & Barrett, L. (2015). The impact of classroom design on pupils' learning: Final results of a holistic, multi-level analysis. Building and Environment, 89, 118-133.
[10] Bouhassoun, S., Gerlach, C., Borst, G., & Poirel, N. (2021). Framing the area: An efficient approach for avoiding visual interference and optimizing visual search in adolescents. Quarterly Journal of Experimental Psychology, 17470218211065011. https://doi.org/10.1177/17470218211065011
Auteurs :
Sabrina Bouhassoun
Doctorante au LaPsyDÉ, Université de Paris, Groupe Hamelin
Nicolas Poirel
Chercheur au LaPsyDÉ & Professeur en Psychologie du Développement Cognitif, Université de Paris
English version
Concentration and school learning: paying attention and resisting distractions
Students’ attention in the classroom is a main concern for both parents and teachers. When we talk about concentration, we are referring to the ability to focus and maintain attention on specific information. The scientific literature supports parents’ and teachers’ concerns about concentration: selective attention and attentional control abilities are critical in academic achievement and, more broadly, throughout life. Attention is essential during learning from the very beginning of life. Infants gain knowledge even before they can speak by synchronizing their attention with an adult to specific information or a specific event in their visual environment: this is joint attention. Teachers can efficiently teach lessons to their pupils by engaging joint attention in class. Thus, when they ask students to “pay attention” to a piece of information, they are requesting them to orient their attention in order to select key information to complete a task or understand a lesson. During education, and all throughout life, selective attention allows each of us to extract information from the environment and manipulate it in working memory for subsequent cognitive processing: this is the case, for example, when we must choose a checkout to pay for our shopping in a store. Thus, our attentional processes influence how we handle the information that is available in our environment. Although it is a critical component during cognitive processes, students’ abilities to efficiently mobilize their attentional skills face two major challenges:
(1) Our brain must constantly deal with a paradox between the abundance of our environment and our limited attentional resources. While our environment provides numerous stimuli that could engage our cognitive resources, our attentional skills and working memory capacities are costly and limited. Thus, our brain is not able to process all the information coming from our environment: our attentional system has to select some of it to allow efficient processing in working memory. The allocation of attentional resources requires a selection that involves a competition between all the information provided by the environment. Due to this competition for attentional resources, some types of information have an advantage while others are disadvantaged. The challenge is to select the information that is relevant during the task (the target information) while avoiding irrelevant information (the distractors).
(2) Attentional abilities (like all other cognitive functions) are conditioned by the degree of maturation and the connectivity among brain areas. According to scientific data, brain maturation is characterized by profound structural and functional changes in brain areas, that occur asynchronously from the fetal stage and throughout the first 25 years after birth (during development, the modifications among brain areas do not occur at the same time). Importantly, many processes involved in the management of our attentional resources (attentional control, inhibition of distractors) are associated with the frontal regions that are relatively late to mature. Thus, the first 25 years of life are both a period of intensive learning and a period of challenges in managing attentional resources.
Students have to deal with these constraints because attention is crucial for learning throughout education: scientific literature established a link between attentional skills and academic achievements. These findings support the importance of student concentration in class and the need to better understand attentional processes.
What does it mean to be "focused" ?
In order to pay attention to specific information, we have to orient our attentional "focus" towards this information in order to select it. There are two possible ways to select information :
(1) The information automatically "catches" our attentional resources
It happens to all of us constantly: some information catches our attention quickly and without requiring any effort. Over the past fifty years, numerous experimental studies have shown that, under certain conditions, the visual properties of an object can automatically capture our attentional resources. This is the case if the color of a target differs from the color of the distractors among which it is displayed. For example, attention will be guided quickly and without effort towards a red circle surrounded by several black circles. This attentional capture is automatic and efficient because it is easy to detect a red circle even if the number of black circles (the distractors) increases (Figure 1). This visual feature will make the information salient in the visual environment and automatically guide the orientation of attention [1]. Thus, when we intuitively write information in red on a document to signify its importance, we help and promote the orientation of attentional resources towards this information.
Figure 1: The red circle captures our attention: the orientation of attention towards the red circle (target) is quick and effortless, whether there are few or many black circles (distractors).
(2) Attention must be controlled and deliberately directed toward information
We often deliberately direct our attention to information in order to achieve a specific goal (e.g., to follow what the teacher is writing on the board, or to read and understand the text you are currently reading). It is this deliberate orientation that allows us to select less salient information from the environment and involves an attentional “effort”. This is the case, for example, when we look for a detail that is not salient in a visual scene. On the left of Figure 2, there is an example of a stimulus used in experimental psychology to study the processing of an object composed of two levels of information: a global shape (global information: the large square in the upper left corner of Figure 2 for example) composed by details (local information: the small circles or small squares). According to research conducted in our lab, the global information captures the attention from the age of 6 years [2]. On the other hand, details are disadvantaged in the competition for attentional resources; attention has to be deliberately oriented to local elements (the small squares in the bottom left corner of Figure 2 for example). It is therefore necessary to make an attentional effort to perceive the details of a visual scene. We have also shown that it is necessary in this case to block (inhibit) global information (salient information that automatically captures attention) to maintain the attention on the details [3].
Figure 2 : Examples of global/local stimuli used in the research conducted by our lab.
Top: The square at the global level automatically captures attention: directing attention to the large square will be quick and effortless. On the right side, we have no difficulty in detecting the square despite the distractors (the circles).
Bottom: The small squares at the local level are disadvantaged in the attentional competition: the orientation of attention towards these small squares will be difficult, slow, and costly for attentional resources. On the right side, detecting these small squares among distractors requires time and is affected by the distractors.
Our attentional system must constantly "juggle" between the information that comes from these two sources of information (automatic and controlled attention). Salient information (automatic processing) quickly captures our attention and is systematically advantaged over less salient information. Unfortunately, the information that captures our attention is not always the relevant one that allows us to complete a task: this information could be a distractor that needs to be avoided in order to orient our attention towards the relevant and useful information. To do this, we must succeed in inhibiting these distractors and actively redirect our attention towards the relevant information. These processes take time and consume cognitive resources.
Example from everyday life: We have seen that color is a feature that automatically captures attention. When several objects are presented simultaneously, if one of these objects has a different color from the others, it will be immediately selected by our attentional system. This is what happens when you are looking for your lucky red socks in the middle of all your other white socks: you will find it quickly and without effort, it "pops out". On the other hand, if all your white socks have various patterns (details) and your lucky pair of socks is one of those, it will require more effort and time to find them. Indeed, local details (like the small squares in Figure 2) are not salient and you will have to inspect each pair of socks until you find the right one: the characteristics of the target information could not automatically catch your attention and you have to voluntary pay attention. If these daily attentional challenges concern all ages of life, you will notice that we must regularly help children (joint attention) to engage their attention effectively. Children will develop these abilities over time (what is called ontogeny), through expertise and brain maturation.
What does it mean to be "unfocused" ?
When we maintain our attention to specific information (for example, what the teacher is writing on the board), it can be disrupted by the presence of salient information that will capture our attention: we are unfocused. In this case, the maintenance of attention on the target information is interrupted and redirected towards distracting information. The presence of these distractors, which capture our attention, could lead to a disruption in the selection and maintenance of useful information in working memory. Thus, there is a risk of interfering with the resolution of a task or the learning in progress. Studies have shown that the ability to ignore distractors could be more important during mathematical problem solving than mathematical knowledge per se [4]. In particular, it could impact the efficient application of knowledge to solve a problem. As a result, teaching students to resist and prevent themselves from environmental distractions should be one of the main goals of education.
Learning environment and attentional distractions
During their development, students are highly vulnerable to distractions which can interfere with their learning [4]. Data currently available in the scientific literature reveal that many factors in the learning environment, such as the presence of a cell phone [5], can negatively impact students’ concentration in the classroom or at home. Researchers have also looked at the impact of the visual learning environment and suggested that an environment with abundant visual stimulation could be a source of distractions and could affect learning. The results indicate that in a decorated classroom, young students spent an average of nearly 50% of the time paying attention to surrounding visual distractions compared to about 30% in a less decorated classroom. Another study [6] compared the ability to maintain attention during instruction and learning outcomes of the same group of children, according to the level of decoration in the classroom. Results showed that children directed their attention much more to off-task information in the decorated classroom, than during learning in the classroom without decoration. In addition, learning scores were lower and negatively correlated with the amount of time spent paying attention to distracting information. This study showed that the ability to maintain attention could be disrupted by the decorations in the surrounding environment and negatively impact learning. Similar results were found during learning from a video with a decorated or undecorated environment [7], or when specific cognitive tasks were completed on a computer placed in front of a decorated or undecorated wall [8].
The results of these studies indicate that children exhibit difficulties ignoring visual distractors, when these distractors are present in the surrounding environment. However, it is important to keep in mind that there is also a positive impact of the learning environment: a stimulating environment seems to promote motivation and involvement of students during learning [9]. Thus, there is a need to find a good balance but also to develop school materials that could help students to resist environmental distractions and maintain their attention on relevant information, both in class and at home. This is the aim of the PhD project of one of the authors of this article.
Sabrina Bouhassoun's PhD project at LaPsyDÉ
This PhD project started from a partnership between the LaPsyDÉ and Cyceron Imaging Platform, and the industrial sector through the European leader in school supplies: Oxford-Hamelin. This research was first accepted by the scientific committee of the National Association of Research and Technology (ANRT). Then, a CIFRE agreement was concluded with the Oxford-Hamelin company, which ensures full funding for this PhD project.
The aim of this research is to study the impact that visual features of learning materials used by students in class have on their cognitive abilities, such as attention processes (automatic and controlled) and resistance to distractors (inhibition). The objective is to provide new evidence to optimize key cognitive skills during learning by using school material that are adapted to students’ tasks. This research will provide new evidence in the field of developmental psychology and education. This PhD work is related to a current issue of developmental cognitive science and education: measuring the behavioral impact (response times, performance, …) of the variations of visual features of students’ material during the resolution of specific cognitive tasks: from perception to creativity. The first results have recently been published in the Quarterly Journal of Experimental Psychology [10] and we will share these findings in a future publication in the 21 du LaPsyDÉ.
To go further:
[1] Wolfe, J. M., & Horowitz, T. S. (2004). What attributes guide the deployment of visual attention and how do they do it?. Nature reviews neuroscience, 5(6), 495-501.
[2] Poirel, N., Mellet, E., Houdé, O., & Pineau, A. (2008). First came the trees, then the forest: developmental changes during childhood in the processing of visual local-global patterns according to the meaningfulness of the stimuli. Developmental psychology, 44(1), 245.
[3] Poirel, N., Krakowski, C. S., Sayah, S., Pineau, A., Houdé, O., & Borst, G. (2014). Do You Want to See the Tree? Ignore the Forest. Experimental Psychology, 61(3), 205-214.
[4] Passolunghi, M. C., & Siegel, L. S. (2001). Short-term memory, working memory, and inhibitory control in children with difficulties in arithmetic problem solving. Journal of experimental child psychology, 80(1), 44-57.
[5] Stothart, C., Mitchum, A., & Yehnert, C. (2015). The attentional cost of receiving a cell phone notification. Journal of experimental psychology: human perception and performance, 41(4), 893.
[6] Fisher, A. V., Godwin, K. E., & Seltman, H. (2014). Visual environment, attention allocation, and learning in young children: When too much of a good thing may be bad. Psychological science, 25(7), 1362-1370.
[7] Hanley, M., Khairat, M., Taylor, K., Wilson, R., Cole-Fletcher, R., & Riby, D. M. (2017). Classroom displays—Attraction or distraction? Evidence of impact on attention and learning from children with and without autism. Developmental psychology, 53(7), 1265.
[8] Rodrigues, P. F., & Pandeirada, J. N. (2018). When visual stimulation of the surrounding environment affects children’s cognitive performance. Journal of experimental child psychology, 176, 140-149.
[9] Barrett, P., Davies, F., Zhang, Y., & Barrett, L. (2015). The impact of classroom design on pupils' learning: Final results of a holistic, multi-level analysis. Building and Environment, 89, 118-133.
[10] Bouhassoun, S., Gerlach, C., Borst, G., & Poirel, N. (2021). Framing the area: An efficient approach for avoiding visual interference and optimizing visual search in adolescents. Quarterly Journal of Experimental Psychology, 17470218211065011. https://doi.org/10.1177/17470218211065011
Authors:
Sabrina Bouhassoun
PhD student at LaPsyDÉ, University of Paris, Hamelin Group
É
Nicolas Poirel
Researcher at LaPsyDE & Full Professor of developmental psychology, University of Paris