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Article écrit par Theresa Pham, programme combiné de maîtrise et de doctorat en orthophonie à l’Université Western, sous la supervision de Lisa Archibald, Ph. D.

La mémoire de travail est cette faculté qui permet de retenir l’information et de la manipuler mentalement pendant une courte période. La mémoire de travail intervient dans les processus de réflexion complexe et d’apprentissage. Elle appuie en effet l’apprentissage dans l’ensemble du curriculum scolaire, qu’il s’agisse de suivre des consignes, d’apprendre à lire ou de résoudre des problèmes mathématiques et scientifiques. Comme l’enseignement en classe sollicite beaucoup la mémoire de travail, le milieu scolaire peut poser des défis particuliers aux élèves ayant des troubles d’apprentissage (TA), lesquels ont souvent une faible capacité de mémoire de travail (Gathercole et Alloway, 2008; Dehn, 2008). Les élèves aux prises avec un déficit de la mémoire de travail peuvent avoir de la difficulté à traiter autant d’information ou d’une manière aussi rapide ou automatique que leurs pairs. Cela veut dire que, comparé à leurs pairs au développement plus typique, ces élèves devront généralement travailler beaucoup plus fort pour apprendre et exécuter des tâches en classe. Comme nous savons que les élèves ayant un déficit de ce type feront face à des difficultés d’apprentissage considérables lorsque l’effort exigé par une tâche dépasse les ressources disponibles de leur mémoire de travail, il est important d’offrir un soutien pédagogique en classe pour compenser la faiblesse de ce processus cognitif.

Les composantes de la mémoire de travail

Stockage et traitement

On utilise parfois l’expression « carnet mental » pour parler de la mémoire de travail. L’information dont nous avons besoin pour réaliser une tâche est conservée dans la mémoire de travail. Celle-ci est composée d’une capacité de stockage et d’une capacité de traitement qui interviennent simultanément durant l’exécution d’une tâche :

  • Stockage – brève rétention d’éléments, comme une liste de nombres, de mots ou de lieux.
  • Traitement – composante cognitive exécutée pendant la tâche, comme réorganiser les éléments d’une liste ou suivre des changements de lieux.

La « capacité » de la mémoire de travail, cependant, varie selon l’effort de stockage et de traitement exigé par la tâche. Par exemple, il est plus facile de mémoriser trois mots que huit, mais il devient difficile de mémoriser trois mots lorsqu’on ajoute une tâche de traitement, comme réfléchir à un mot qui rime.

Information verbale et visuospatiale

Outre le degré d’effort exigé, le type de tâche a aussi une incidence sur le fonctionnement de la mémoire de travail. L’information peut être verbale (langage parlé et écrit) ou visuospatiale (formation d’objets dans l’espace qui nous entoure). Une grande partie de l’enseignement est transmise verbalement sous forme de directives et d’explications orales. Pour les élèves ayant des TA liés au langage (p. ex., trouble développemental du langage (TDL) ou dyslexie), l’apprentissage en classe imposera un lourd fardeau à la mémoire de travail verbale.

Signes d’une surcharge de la mémoire de travail

Il est important que le personnel enseignant et les parents reconnaissent les déficits de la mémoire de travail et qu’ils enseignent à l’enfant comment savoir que sa mémoire de travail est sursollicitée. Une surcharge mentale peut se traduire par les comportements suivants :

  • abandonner ou décrocher;
  • terminer seulement une partie de la tâche;
  • vivre de la frustration face aux difficultés d’apprentissage;
  • passer à l’acte ou adopter d’autres comportements perturbateurs.

Une fois les déficiences reconnues, des stratégies peuvent être mises en place pour atténuer une surcharge de la mémoire de travail.

Accroître la capacité de la mémoire de travail par l’entraînement

Est-il possible d’améliorer la mémoire de travail par l’entraînement? Ce concept fait référence à des interventions qui visent à entraîner directement les habiletés de la mémoire de travail pour augmenter la capacité de stockage et de traitement. L’entraînement de la mémoire de travail devrait favoriser une amélioration du rendement scolaire en raison du lien entre la mémoire de travail et la performance cognitive. La recherche réalisée à ce jour semble toutefois indiquer que l’entraînement de la mémoire de travail ne fonctionne pas de cette façon. Voyons ce que cela veut dire.

Les résultats de nombreuses études indiquent que l’entraînement de la mémoire de travail est efficace seulement pour les tâches ciblées ou des tâches très similaires – ce que l’on appelle le « transfert par proximité » (Melby-Lervag et coll., 2013; Schwaighofer et coll., 2015). En fait, un entraînement plus intensif se traduit par une meilleure performance à la tâche ciblée (Schwaighofer et coll., 2015), mais l’apprentissage ne se transfère pas à d’autres types de tâches, c’est-à-dire qu’il n’y a pas de « transfert à distance ». Autrement dit, s’entraîner à mémoriser une plus longue suite de nombres ne contribue pas forcément à un meilleur rendement scolaire.

Bien que les études réalisées à ce jour ne confirment pas que l’entraînement de la mémoire de travail améliore le rendement scolaire, on peut en tirer d’autres leçons. Nous savons, premièrement, qu’il doit y avoir un lien étroit entre l’apprentissage et l’entraînement (transfert par proximité). Par exemple, pour améliorer des habiletés mathématiques, il faut consacrer temps et énergie à les travailler directement. Deuxièmement, une fréquence suffisante sur des périodes plus longues viendra stimuler et renforcer l’apprentissage. Suivant ces deux principes, un programme efficace d’entraînement de la mémoire de travail doit être (1) adapté à l’objectif individuel de l’élève et (2) mis en œuvre avec une grande intensité. Comme l’enseignement en classe sollicite énormément la mémoire de travail et que les élèves ayant une faible capacité dans ce domaine particulier sont doublement désavantagés, nous devons mettre l’accent sur des façons fiables d’offrir un appui pédagogique.

Stratégies pour accroître l’efficacité de la mémoire de travail

Même si les données probantes en faveur de l’entraînement de la mémoire de travail sont limitées, les études analysant l’utilisation de stratégies offrent une voie prometteuse (Gonthier et Thomassin, 2015; Jarosza, Radena et Wiley, 2019). L’idée est que l’on peut utiliser des stratégies pour soutenir la mémoire de travail en augmentant son efficacité et son fonctionnement, et ce, même si sa capacité ne change pas. Les stratégies mêmes exigent toutefois un effort différent de la mémoire de travail (Gonthier et Thomassin, 2015; Turley-Ames et Whitfield, 2003). Le personnel enseignant doit donc évaluer et surveiller la mesure dans laquelle ces stratégies ont une action facilitante ou entraînent une surcharge de la mémoire de travail chez les élèves. À partir des leçons tirées des études s’intéressant à la mémoire et à la façon dont le cerveau apprend, nous avons ciblé des stratégies susceptibles d’appuyer la mémoire de travail. Nous les avons regroupées selon qu’elles diminuent l’effort de traitement afin de permettre un meilleur stockage ou qu’elles diminuent l’effort de stockage afin d’améliorer le traitement.

Diminuer l’effort de traitement lorsque l’effort de stockage est important

L’élément central d’une tâche consiste parfois à mémoriser des éléments dans l’ordre où ils sont donnés, une faculté essentielle durant l’apprentissage d’une nouvelle information. Un codage efficace de la nouvelle information dans la mémoire de travail permet de maintenir sa représentation dans la mémoire à long terme, ce qui aide à l’apprentissage de cette information. La qualité d’une représentation peut être compromise lorsqu’on tente de stocker trop d’éléments ou qu’on impose d’autres tâches de traitement à la mémoire de travail. En contrôlant soigneusement l’effort imposé à la mémoire de travail de manière à optimiser la qualité du stockage de la nouvelle information, on maximise les chances de rétention à long terme. Les stratégies proposées incluent la répétition, l’autorépétition, les stratégies phonologiques, la pratique répartie et les modes multiples d’apprentissage.

1. Répétition

La répétition est essentielle, et pourtant, on la néglige trop souvent. En classe, une majorité d’élèves assimilent de nouvelles informations après quelques répétitions seulement, de sorte que l’acte pédagogique passe rapidement à la réalisation d’autres tâches à l’aide de ces informations. Les élèves ayant des déficits de la mémoire de travail ont toutefois besoin d’un plus grand nombre de répétitions pour retenir l’information. Quelques répétitions ne leur suffiront pas pour intégrer le contenu, de sorte qu’ils auront des lacunes dans leurs connaissances lorsqu’ils tenteront d’appliquer la nouvelle information à d’autres tâches. En fait, dans une étude récente (Storkel et coll., 2017), des enfants ayant des TDL ont appris de nouveaux mots plus facilement après les avoir entendus au moins 36 fois, comparativement à 12 ou 24 fois pour les enfants ayant un développement typique. Le personnel enseignant doit s’efforcer d’intégrer la répétition à l’enseignement. On peut appuyer l’apprentissage des élèves ayant une faible capacité de mémoire de travail en leur offrant de nombreuses occasions de revoir et de répéter la nouvelle information. En fait, tous les élèves tireront profit d’une répétition des consignes et des mots clés ou d’une vérification de compréhension. Avec la répétition, l’information deviendra si familière qu’elle compensera l’effort mental sollicité par des tâches plus complexes.

2. Autorépétition

L’autorépétition consiste à se répéter à soi-même les éléments à retenir dans le but de les garder en mémoire, et il s’agit d’une stratégie que les élèves peuvent adopter par eux-mêmes. Sinon, les éléments à retenir se dissipent en quelques secondes (Baddeley, 1986). Soulignons que les parents et le personnel enseignant ne doivent pas présumer que l’élève ayant une faible mémoire de travail sait automatiquement comment utiliser l’autorépétition ou l’utiliser de manière efficace. Heureusement, cette technique peut être enseignée de façon explicite (Miller, McCulloch et Jarrold, 2015). Lorsqu’on lui présente une liste, l’élève peut apprendre à redire l’information à retenir après l’avoir entendue, la répétant à voix haute d’abord puis arrivant graduellement à la répéter « dans sa tête ».

3. Stratégies phonologiques

Plusieurs chercheurs ont obtenu des résultats qui tendent à favoriser l’utilisation de stratégies phonologiques plutôt que sémantiques pour appuyer la mémoire verbale chez les personnes ayant des difficultés liées à la mémoire de travail (Gonthier et Thomassin, 2015; Turley-Ames et Whitfield, 2003). Les stratégies phonologiques peuvent être plus bénéfiques du fait qu’elles exigent un effort mental moins grand, un point particulièrement important durant les premiers stades d’apprentissage. Les activités de conscience phonologique qui mettent l’accent sur la structure phonologique d’un mot, comme compter les syllabes ou identifier les sons, aident à améliorer la qualité de la représentation phonologique et facilitent ainsi l’encodage dans la mémoire à long terme.

4. Pratique répartie

Des études montrent que la mémorisation est plus efficace lorsqu’on espace l’apprentissage au lieu de le concentrer dans une seule longue séance, même si la durée totale est la même. C’est ce qu’on appelle la pratique répartie (p. ex., Cepeda, Pashler, Vul, Wixted et Rohrer, 2006). Cette technique aide non seulement à mémoriser la nouvelle information, mais elle peut aussi favoriser la généralisation de l’apprentissage (Vlach, Ankowski et Sandhofer, 2012). Il s’agit d’une stratégie particulièrement bénéfique pour les élèves ayant une faible capacité de mémoire de travail. Comme ces élèves fournissent déjà un effort important pour traiter l’information, ils peuvent se fatiguer plus rapidement durant de longues séances d’apprentissage. Pour prévenir la fatigue cognitive et améliorer la mémoire, on recommande de répartir l’apprentissage de nouveaux contenus et idées dans le temps. Cette stratégie permet aussi de répondre aux questions et de fournir des précisions sans surcharger la mémoire de travail durant l’apprentissage.

5. Modes d’apprentissage multiples

Tel qu’il a été mentionné plus haut, la plupart des tâches exigent le traitement d’informations verbales et visuospatiales. L’emploi de multiples modes d’apprentissage consiste à présenter l’information verbalement et visuellement afin qu’elle puisse être encodée de différentes façons. La création d’une représentation de qualité de la nouvelle information peut faciliter l’apprentissage en consolidant le contenu (Goldman, 2003; Eilam et Poyas, 2008). On pourrait penser que le fait de se concentrer sur deux types d’information augmente la charge mentale et peut nuire à l’apprentissage, mais ce n’est pas le cas. Nous savons que l’information verbale et visuospatiale est traitée par des réseaux différents du cerveau (Nee et coll., 2013), de sorte que la présentation d’une information verbale et visuospatiale complémentaire aide plutôt à réduire l’effort mental comparativement à, par exemple, donner trop d’informations verbales ou visuospatiales à la fois. En faisant appel aux deux modalités, la charge mentale est répartie entre les processeurs du cerveau au lieu d’être concentrée dans l’un ou l’autre.

Le fait de présenter l’information de différentes façons rend aussi l’apprentissage accessible à tous les élèves, un des principes de la conception universelle de l’apprentissage (CAST, 2018). Les élèves devraient avoir des occasions d’interagir de différentes façons avec la matière, par exemple, discuter de la nouvelle information, regarder des images représentatives de cette information et manipuler des objets s’y rapportant. Des représentations différentes donneront aussi à l’élève différentes façons de mémoriser l’information par la suite.

Diminuer l’effort de stockage lorsque l’effort de traitement est important

Jusqu’à présent, nous avons vu des stratégies qui visent à appuyer le stockage (ou mémorisation) de nouvelles connaissances. Pour nombre de tâches cependant, la partie la plus importante consiste à utiliser les connaissances acquises de nouvelles façons. Autrement dit, l’effort de traitement représente la tâche, et il ne peut pas être diminué (p. ex., calcul mental). Lorsque l’activité d’apprentissage exige un effort de traitement en plus du stockage, il faut réduire la quantité d’information à retenir afin de garder des ressources disponibles pour le traitement. On peut diminuer l’effort de mémorisation en rendant l’information à retenir plus « mémorable », notamment en établissant des liens avec la mémoire à long terme ou en utilisant des informations familières, des aides externes et l’auto-évaluation.

6. Liens avec la mémoire à long terme

Une façon de diminuer l’effort mental consiste à solliciter la mémoire à long terme, une approche souvent appelée « activation des connaissances antérieures ». Pour rendre la nouvelle information plus significative, les élèves peuvent créer des liens avec des informations encodées dans leur mémoire à long terme, un processus appelé élaboration (Craik et Lockhart, 1972). Au moment de présenter un nouveau sujet, l’enseignante ou l’enseignant peut questionner les élèves sur ce qu’ils connaissent déjà du sujet ou sur des expériences ayant trait au sujet. L’établissement de liens entre les plans de leçon et l’information conservée dans la mémoire à long terme diminue l’effort mental à fournir.

Les élèves peuvent aussi utiliser la mémoire à long terme pour optimiser le stockage en morcelant l’information (Cowan, 2001). Cela veut dire séparer de longues séquences d’information arbitraires en groupements significatifs en fonction de ce que l’on connaît déjà. Par exemple, la liste suivante de six éléments « I, F, A, I, B, C » peut être décomposée en deux abréviations courantes, « FBI » et « CIA ». L’établissement de liens entre les éléments, aussi  faibles soient-ils, réduit le nombre de « choses » à retenir. Fait intéressant, une étude récente révèle que le morcelage contribue à améliorer la mémorisation non seulement des éléments regroupés, mais aussi des éléments non regroupés, surtout si les éléments regroupés sont plus anciens (versus les plus récents de la liste) [Mirko, Alessandra et Klaus, 2019].

Enfin, l’établissement de liens avec la mémoire à long terme est le plus efficace lorsque les élèves font ces associations par eux-mêmes. Les élèves doivent créer des associations ou morceler l’information par eux-mêmes au lieu de la lire ou de l’entendre (Begg, Snider, Foley et Goddard, 1989). Fait intéressant, l’établissement de liens avec la mémoire à long terme doit être fait avec précaution puisque cela peut exiger un effort supplémentaire. Si l’utilisation de la mémoire à long terme est exigeante, moins de ressources seront disponibles pour la tâche mentale. Néanmoins, l’effort supplémentaire fourni pour établir ces liens peut améliorer l’apprentissage et la mémoire.

7. Utilisation d’informations très familières ou automatisées

Une autre façon de réduire l’effort de stockage consiste à s’assurer que la tâche utilise des informations très familières ou automatisées. Lorsque vous récitez l’alphabet, vous n’avez pas à y penser parce que vous le connaissez très bien — c’est automatique. C’est pourquoi il est important de mémoriser (ou automatiser) les mots perçus de façon globale et les faits mathématiques pour qu’ils deviennent les bases naturelles servant aux tâches cognitives de plus haut niveau (mots perçus de façon globale, Yaw, 2012; faits mathématiques, Nelson et coll. 2016). Lorsque les élèves peuvent facilement se remémorer et récupérer ces concepts de base, ils peuvent utiliser leurs habiletés de mémoire de travail pour retenir plus d’information ou réaliser une autre activité mentale.

On peut aussi appuyer l’apprentissage par l’utilisation de schémas et de textes familiers (Bransford et Johnson, 1972). Essayez par exemple de lire le passage suivant :

« Vous séparez d’abord les articles en différents groupes selon leur composition. Une pile peut être suffisante dépendamment de la quantité à faire… »

Ce passage est difficile à comprendre à première vue, mais si vous pensez à la lessive en le lisant, l’information devient beaucoup plus facile à traiter. Par analogie, les élèves qui ont une faible mémoire de travail seront capables d’accomplir des tâches plus complexes si les tâches font appel à des informations qu’ils connaissent déjà. Par exemple, si l’élève peut se servir de son texte qui traite de la pratique d’un sport, il lui sera plus facile de formuler un argument persuasif dans une composition. En faisant appel à ce que l’élève connaît déjà, il peut activer et utiliser ses connaissances pour anticiper l’activité ou la comprendre plus facilement.

8. Aides externes

Ne laissez pas votre mémoire de travail faire tout le travail difficile! L’utilisation d’aides externes diminue la charge mentale des élèves qui ont une mémoire déficiente en leur présentant l’information à mémoriser ou à traiter sur un support durable. Du fait qu’ils ont l’information devant eux, ils n’ont pas à monopoliser de précieuses ressources pour le stockage. On constate que les organisateurs graphiques aident les élèves ayant des TA à acquérir du nouveau vocabulaire scolaire (Dexter, Park et Hughes, 2011) et augmentent leur capacité de compréhension de texte (Kim, Vaughn, Wanzek et Wei, 2004). En général, les organisateurs graphiques offrent un schéma visuel qui rend les concepts abstraits plus significatifs par l’établissement de liens avec les connaissances antérieures. La combinaison d’informations verbales avec un contenu visuel constitue aussi un exemple de modes d’apprentissage multiples. Nous ne pouvons pas simplement présumer que les élèves vont spontanément utiliser ou savoir comment utiliser les aides externes. Le personnel enseignant peut l’enseigner explicitement à l’aide d’une stratégie de transfert progressif de la responsabilité « Je fais, nous faisons, tu fais » (Fisher et Frey, 2007) : l’enseignante ou l’enseignant fournit d’abord des instructions explicites et modélise un exemple (« Je fais »), puis fait la tâche avec les élèves (« Nous faisons ») et, enfin, les élèves font la tâche de manière autonome (« Tu fais »).

9. Autovérification

Une autre forme de stratégie autonome est l’autovérification (Roediger et Karpicke, 2006), qui consiste à tester sa mémoire par « rappel libre », c’est-à-dire en essayant de restituer par soi-même l’information nouvellement apprise. L’autovérification favorise davantage un apprentissage en profondeur au lieu d’une simple « restitution » (en répondant à des questions à choix multiples par exemple). La pratique de récupération est une technique qui a fait l’objet du plus grand nombre d’études. En gros, les élèves lisent un texte, le mettent de côté et passent du temps à se remémorer librement et à noter par écrit ce dont ils se souviennent au lieu de relire le texte. Les élèves prennent aussi conscience de ce qu’ils savent déjà et peuvent passer plus de temps à la révision. Fait intéressant, le précurseur de cette stratégie consiste à apprendre par la répétition. Mais la répétition n’est efficace que pour le stockage et, en fait, une fois que l’on peut se souvenir d’une information, la répétition n’est plus bénéfique pour l’apprentissage (Karpicke et Roediger, 2008). Ainsi, une fois que l’élève a atteint un niveau de maîtrise, l’autovérification devient une stratégie d’apprentissage plus puissante (Roediger et Karpicke, 2006).

Conclusion

Nous savons que les élèves ayant des TA courent un risque accru d’avoir d’autres déficits de la mémoire de travail. Nous savons également que beaucoup d’activités en classe font appel à la mémoire de travail, ce qui signifie que les élèves ayant de faibles habiletés de mémoire de travail connaîtront quotidiennement de nombreux obstacles d’apprentissage. Que pouvons-nous faire pour améliorer leurs chances de réussite? Nous avons décrit ici une variété de stratégies de soutien pédagogique spécifiques aux déficits de la mémoire de travail. Ces stratégies sont regroupées en deux grandes catégories : celles qui diminuent l’effort de traitement et celles qui diminuent l’effort de stockage. Soulignons toutefois qu’il y aura un chevauchement important des applications pratiques de ces stratégies. Cette description ne se veut pas non plus une liste exhaustive des stratégies existantes, et chaque stratégie ne peut être appliquée de façon systématique. En revanche, le personnel enseignant, les parents et l’élève devront reconnaître lorsque des difficultés liées à la mémoire de travail se manifestent et savoir évaluer la charge mentale afin de trouver les stratégies les plus efficaces. La prestation d’un soutien pédagogique personnalisé aidera à garantir que tous les élèves pourront profiter pleinement de l’enseignement en classe ou des activités pédagogiques proposées, même ceux ayant de faibles habiletés de la mémoire de travail.

À propos de l’auteure :

Theresa Pham est une étudiante diplômée du programme combiné de maîtrise et de doctorat en orthophonie de l’Université Western. Menée sous la supervision de Lisa Archibald, Ph. D., la recherche de Theresa vise à comprendre l’apport phonologique (sons de la parole) et sémantique (signification) des différents systèmes de mémoire durant le traitement linguistique, et à créer un lien avec les déficits de mémoire et de langage chez les personnes ayant des troubles de communication. Elle a obtenu un baccalauréat en psychologie et en linguistique à l’Université de Toronto.

Lisa Archibald est professeure agrégée à l’École de sciences et de troubles de communication de l’Université Western en Ontario, au Canada. Elle étudie les liens qui existent entre la mémoire et les processus langagiers chez les personnes atteintes de troubles de la communication. Elle s’intéresse plus particulièrement aux enfants ayant un déficit de la mémoire de travail et de l’apprentissage de la langue. Récemment, elle s’est penchée sur les collaborations orthophoniste-professionnels de l’enseignement en milieu scolaire et fait partie d’une équipe internationale de chercheurs et d’intervenants qui étudient la terminologie en lien avec le TDL et le profil d’enfants ayant un trouble du langage persistant et inexpliqué maintenant connu sous le nom de « trouble du développement du langage » (TDL).

Mme Archibald est membre du comité international chargé de l’organisation de la campagne Raising Awareness of Developmental Language Disorder (RADLD.org) et membre fondatrice de l’organisme DLDandMe.org. Avant d’entreprendre sa carrière de chercheuse, elle a travaillé comme orthophoniste clinique pendant plus de 15 ans au service des enfants et des adultes dans des écoles, des hôpitaux et d’autres établissements.

On peut la suivre sur Twitter à @larchiba6.

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