Passer de la théorie au concret booste l’apprentissage

Voir la théorie s’incarner dans un objet concret et fonctionnel: quoi de plus satisfaisant? Une dizaine d’étudiantes et étudiants de la section de chimie et génie chimique de l’EPFL ont pu l’expérimenter. Après six mois de travail dans le cadre du programme DLL Molecular – Chemical engineering, ils ont pu présenter leur invention: une boîte autochauffante pour aliments pour les uns, et une boîte autorefroidissant destinée au transport de vaccins pour les autres.

Toutes et tous avaient suivi, au premier semestre, le cours intitulé «Chemical engineering product design». Durant ce cours, ils ont conçu leur produit sur papier. Ensuite les étudiants intéressés ont pu présenter leurs candidatures pour construire le produit conçu lors de ce premier cours durant «chemical engineering lab and project» au semestre de printemps. «Ce cours a notamment pour but d’apprendre non seulement à imaginer le design d’un procédé, mais surtout à réinventer les produits du quotidien en termes de durabilité», explique le professeur Jeremy Luterbacher, qui dirige le Laboratoire des procédés durables et catalytiques (LPDC). Cette approche permet de donner aux étudiantes et étudiants plus de liberté, notamment pour exprimer leur créativité, et de développer leur sentiment d’appartenance à l’École et au groupe, tout en assurant l’acquisition de compétences techniques de pointe.

Les participantes et participants devaient choisir une option dans une liste préétablie de projets et développer une solution de manière théorique. Ensuite, les personnes les plus motivées ont été sélectionnées pour réaliser l’objet en vrai sous la forme d’un prototype. Si le cours et la conception de projets sur le papier se font depuis quelques années déjà, c’était la toute première fois que l’occasion était donnée de passer à une réalisation concrète, avec toutes ses étapes et forcément, tout au long du chemin, son lot de défis inattendus – mais riches en enseignements. Et les résultats se sont avérés très probants.

«Les équipes ont non seulement chacune construit quelque chose qui fonctionne, mais elles y ont aussi mis beaucoup de calculs et de méthode. C’est de la belle ingénierie chimique», commente Jeremy Luterbacher, impressionné par le sérieux de ses étudiantes et étudiants. Et le cœur mis à l’ouvrage est bien visible sur les objets, chacun étant doté d’une touche en plus. La boîte autochauffante, réalisée en résine par impression 3D, est élégante et décorée. La boîte autoréfrigérante a un nom, Frigivax, et son logo, soigneusement gravé sur le couvercle.

Faire chauffer les idées

Ting-Wei Weng, Jana Lukic, Maxime Brunisholz (derrière) et Lorenzo Mazzoli ont réalisé une boîte chauffante. © Alain Herzog/EPFL

Imaginer un système n’utilisant ni microondes ni électricité était l’une des contraintes de départ. Le groupe de la boîte chauffante a opté finalement pour un coussinet rempli d’oxyde de calcium, qui réagit avec l’eau. Ce composé chimique, utilisé traditionnellement dans le domaine de la construction, notamment sous la forme de chaux, réagit lorsqu’il est en contact avec de l’eau. Il forme alors de l’hydroxyde de calcium et génère de la chaleur. Il suffit donc de poser le coussinet au fond de la boîte, de bien l’humidifier, de mettre la nourriture par-dessus et de fermer le couvercle. Au bout de 10 minutes, le repas est chaud et prêt à être consommé. Des tests ont montré qu’à l’intérieur, la température pouvait monter jusqu’à 100 degrés. Autre avantage: le contenu du coussinet peut être récupéré et réutilisé, ce qui est donc un bon point pour la durabilité du projet.

Mais pour aboutir à ce résultat, tout n’a pas été simple. Ce sont d’abord leurs neurones que les quatre jeunes ont fait chauffer. «Nous avons commencé par au moins deux mois de pur brainstorming», raconte Jana Lukic. «Durant ce temps, nous avons mis une centaine d’idées sur la table», ajoute Lorenzo Mazzoli. «Nous avons passé en revue toutes les options possibles, pour nous retrouver au final avec cinq ou six possibilités réalistes», décrit Ting-Wei Weng. «Nous avons même envisagé les idées les plus absurdes, comme celle de battre la nourriture pour générer de la chaleur», renchérit Maxime Brunisholz.

Parmi les défis majeurs rencontrés en cours de route, il y a eu celui du caractère extrêmement basique, chimiquement parlant, de l’hydroxyde de calcium. Ainsi, le toucher directement peut occasionner de sérieuses brûlures. Le problème a finalement pu être résolu en ajoutant de l’acide citrique.

Lors de l’examen oral, j’ai même pu goûter le résultat, ce qui en a fait un moment très original

Jeremy Luterbacher, professeur au Laboratoire des procédés durables et catalytiques de l’EPFL

Ajouter du bricolage à la science

Pour la réalisation de la glacière autoréfrigérante, le défi à relever était de trouver une solution permettant de maintenir une température entre 2 et 10 degrés sur plusieurs jours. Pour cela, deux axes étaient importants: absorber la chaleur, et concevoir toute la partie isolation de la boîte.

Pour répondre au premier, l’équipe s‘est orientée vers une propriété partagée par la plupart des matériaux: un solide qui fond génère du froid, et un liquide qui gèle génère du chaud. Les étudiants ont épluché des travaux de la NASA, qui a mené des recherches et répertorié les propriétés physiques de matériaux permettant de réfrigérer, afin de trouver ceux agissant dans une gamme de température allant de 2 à 10 degrés. Finalement, le choix s’est porté sur le tétradécane, utilisé sous forme de poches glacées déposées dans le fond de la boîte.

Cette paraffine fond à environ 6 degrés, assurant ainsi une sorte d’équilibre de température de la boîte autour de 6 degrés. «Si la température extérieure est de 40 degrés, le système durera deux fois moins longtemps qu’à 25, ceci avec la même quantité de tétradécane, explique Raphaël Finizola. On peut donc faire du sur mesure, en mettant plus ou moins de paraffine selon les conditions et les besoins.»

Pour l’isolation, c’est d’abord le Sagex qui a été retenu. Mais cela ne suffisant pas, les étudiants ont ajouté des panneaux sous vide. «Cette combinaison du matériau et des isolants nous a permis d’obtenir un bon résultat, l’intérieur de la boîte passant de 2 à 6 degrés en seulement quatre jours, se réjouit Lise Boitard-Crépeau. De tels systèmes de réfrigération autonomes, ça existait déjà, mais aucun ne fonctionne sur un temps aussi long». La boîte Frigivax est conçue pour le transport de vaccins, mais également potentiellement d’autres denrées ou même d’organes. Tous les éléments sont également recyclables et réutilisables.

«C’était une expérience complète et intéressante, relève Simon Baillet. Être dans le rôle d’ingénieurs autonomes, qui doivent aussi bien penser aux technologies à implémenter qu’aux choix des matériaux et au respect du budget alloué, était très instructif. Et ajouter un peu de bricolage à notre cursus très scientifique, c’était bienvenu.»

Author(s): Sarah Perrin
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«La bienveillance est un outil pédagogique puissant»

Jamila Sam a figuré parmi les premières enseignantes d’informatique de l’EPFL et a inauguré l’enseignement de cette discipline aux étudiantes et étudiants en sciences de la vie. Un rôle de pionnière qui sied à cette mère de quatre enfants toujours en quête de nouveaux projets pour les personnes qu’elle forme, avec l’objectif «d’articuler l’enseignement sur la pratique dans un cadre rigoureux.» En 2013, en collaboration avec son collègue Jean-Cédric Chappelier, l’ingénieure informatique crée 4 MOOCs dédiés à la programmation. Un «investissement énorme» non seulement pour réaliser les vidéos mais aussi pour adapter les cours au format de la classe inversée et «créer de l’intérêt pour le présentiel». Ce travail de titan a d’ailleurs valu aux deux chargés de cours le Credit Suisse Award for best teaching 2015.

Depuis, le MOOC : projet de programmation en Java est né, son pendant en C++ est en cours d’élaboration, et Jamila Sam continue de s’impliquer pour l’enseignement sans compter les heures passées devant son écran. «Il est vrai que je suis très souvent derrière mon ordinateur, en particulier pendant les période de cours ou je ne compte pas mon temps pour répondre aux nombreuses questions des étudiantes et étudiants qui débutent avec la programmation. Mais cela est très gratifiant de constater que cela leur permet de faire de réels progrès», sourit l’ingénieure élue en 2020 meilleure enseignante en sciences de la vie.

Dépasser les orthodoxies

Arrivée à l’EPFL dans les années 90 après des études en Algérie, la chercheuse a effectué sa thèse au sein du Laboratoire d’intelligence artificielle du professeur Boi Faltings, et elle y officie toujours. En Suisse, elle a été surprise de débarquer dans un univers alors presque exclusivement masculin. «Je pense que cela n’a pas facilité mes débuts dans l’enseignement». Heureusement, la situation s’est améliorée depuis, même si en informatique l’équilibre des genres n’est pas encore acquis.

Je ne compte pas mon temps pour répondre aux nombreuses questions des étudiantes et étudiants qui débutent avec la programmation. Mais cela est très gratifiant de constater que cela leur permet de faire de réels progrès.

Autre changement, les étudiantes et étudiants commencent l’EPFL en disposant plus de capacités informatiques que par le passé. «Mais cela ne facilite pas forcément l’enseignement, car des mauvais plis peuvent avoir été pris. La programmation peut facilement être enseignée de façon un peu scolaire et superficielle. J’essaie de m’éloigner de ces schémas pédagogiques notamment en dégageant mes enseignements des spécificités des langages utilisés. Je privilégie l’enseignement des concepts plutôt que des formalismes syntaxiques. J’essaie de donner des clés de lecture permettant la transition d’un langage à l’autre et de transmettre un savoir-faire, basé sur l’expérience et la rigueur, qui n’est pas toujours explicitement présenté dans la littérature de ce domaine.»

Faciliter l’élaboration de projets

Jamila Sam met l’accent sur l’application des connaissances via une approche projet en groupe de deux, pour entrainer la collaboration et le travail en équipe. Dans le cadre de son cours d’introduction à la programmation, elle a par exemple proposé plusieurs projets sur le thème du jeu. «Le jeu est un terrain d’expérimentation fertile qui laisse beaucoup de place à la créativité et qui stimule énormément les étudiantes et étudiants. Chaque année, les trois meilleurs projets sont présentés à l’ensemble de la volée. Cela donne des résultats qui démontrent une implication impressionnante».

D’autres projets plus formels sont aussi systématiquement proposés qui permettent une introduction à des disciplines clés de l’informatique (cryptographie, apprentissage automatiques etc.). Aux étudiantes et étudiants en ingénierie des sciences du vivant, elle propose des projets ciblés sur leur domaine, par exemple la simulation de propagation d’épidémies ou celle de systèmes biologiques auto-organisés.

Le jeu est un terrain d’expérimentation fertile qui laisse beaucoup de place à la créativité et qui stimule énormément les étudiantes et étudiants.

«Les projets sont exigeants, mais c’est très formateur et cela crée en esprit de corps dans les volées, car les étudiantes et étudiants s’investissent, discutent et coopérent beaucoup.» Tout comme la chargée de cours, qui a élaboré plusieurs boîtes à outils pour l’enseignement de la programmation au travers de projets. Car la mise sur pied d’un projet informatique, allant de son élaboration au test de sa solution, en passant par l’écriture des instructions (minimum 50 pages par projet) demande un temps considérable.

Ces boîtes à outils en Java et C++, créées avec l’aide de plusieurs étudiantes et étudiants dans le cadre de leurs projets de recherche, permettent de dériver une multitude d’instances de projets tout en se basant sur un socle commun d’outils et d’abstractions réutilisables dans différents contextes. La boite à outil Java (de l’ordre de 20’000 lignes de code) donne par exemple l’opportunité de prototyper en quelques heures toute sortes de jeux se déroulant sur des grilles.

Au travers de l’utilisation de ces maquettes, les étudiantes et étudiants apprennent notamment que formaliser des outils au bon niveau d’abstraction permet leur réutilisation dans des contextes très divers. «De ce fait, la programmation devient une initiation à la modélisation, à la rigueur et à l’abstraction, des facettes indispensables dans tous les domaines de l’ingénierie», remarque Jamila Sam.

Un soutien en continu

Jamila Sam met aussi un point d’honneur à favoriser et entretenir l’interaction et elle s’attache à répondre à chaque question posée. «Pour le suivi des projets, j’ai mis en place un système de coaching, chaque équipe est suivie par un assistant et doit transmettre périodiquement un journal faisant un point de situation et évoquant les difficultés rencontrées. Nous avons aussi des forums très actifs et nous proposons des séances d’appui. Au semestre de printemps 2020, lors du passage des cours en ligne, j’ai personnellement répondu à plus d’un millier de questions. Pour les jeunes étudiantes et étudiants sans expérience technique, il est facile de « décrocher» en programmation, c’est pourquoi nous offrons une écoute attentive. La bienveillance est un outil pédagogique puissant.»

L’ingénieure cherche constamment à améliorer ses méthodes d’enseignement en fonction des feedbacks reçus, et à adapter ses cours aux dernières évolutions. Jamila Sam apprécie innover et sonder les différentes facettes pédagogiques. Pour «voir la progression tangible des étudiantes et étudiants, les aider à acquérir des connaissances qui leur seront utiles». Et recevoir des années après, en signe de reconnaissance, une carte sur laquelle il est inscrit, «Grâce à vous, je programme des exosquelettes et je m’épanouis professionnellement.»

Author(s): Laureline Duvillard
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Summer in the Lab : un pont entre la recherche et l’éducation

Dans son ambition de développer la culture de recherche au sein de l’EPFL, la Vice-Présidence Académique (VPA) a lancé cette année le programme Summer in the Lab. Déployé et géré par le Service de Promotion de l’Éducation (SPE), ce projet encourage l’apprentissage pratique, et ce dès le cycle Bachelor.

Summer in the Lab est destiné aux étudiantes et étudiants de l’EPFL qui désirent explorer ou confirmer leur intérêt pour la recherche. L’objectif de ces immersions, d’une durée de deux mois en été au sein d’un des laboratoires de l’EPFL, est de permettre aux stagiaires de côtoyer l’environnement foisonnant de la recherche, de mettre en pratique leurs bases polytechniques, et de renforcer leurs perspectives de carrière en Suisse et à l’international. Pour Kathryn Hess Bellwald, vice-présidente associée pour les affaires estudiantines et l’outreach, les participantes et participants peuvent acquérir une vision beaucoup plus approfondie de leur domaine d’études afin de faire un choix éclairé pour la suite de leur formation et future carrière :

A la différence des projets de semestre et des travaux pratiques où le cadre est en général aménagé par rapport au niveau d’apprentissage, ces stages offrent un processus concret, moins structuré et plus réaliste des étapes de création et d’innovation d’un laboratoire de recherche de pointe.

Kathryn Hess Bellwald, vice-présidente associée pour les affaires estudiantines et l’outreach

Les étudiantes et les étudiants de l’EPFL ont accueilli ce nouveau programme de stages avec enthousiasme et grand intérêt. Selon Manon Boissat, coprésidente de l’AGEPoly, Summer in the Lab pourrait connaître un grand succès car il permet à la fois de gagner en expérience mais aussi de sortir de sa zone de confort, et ceci grâce une activité rémunérée et compatible avec le calendrier académique.

Suite à la requête émanant de la communauté estudiantine et des alumni, la VPA et le SPE ont en outre introduit des ateliers en communication scientifique et en leadership spécialement conçus pour les participantes et participants du programme. Avec cette approche pluridisciplinaire, Summer in the Lab propose un enrichissement équilibré et simultané des compétences scientifiques et transverses.

La clôture de cette première édition se fera en septembre dans le cadre d’un colloque durant lequel les stagiaires exposeront leurs travaux, l’occasion d’appliquer les nouvelles notions acquises en présentation et en communication. Kathryn Hess Bellwald explique : «  Il est aujourd’hui indispensable pour de futurs scientifiques, chercheuses et chercheurs, ou encore managers responsables et pragmatiques, d’avoir les capacités d’exposer leurs projets, travailler et communiquer en équipe. « 

Le bon accueil de ces cours par les talents de l’École nous conforterait dans notre stratégie à développer et intégrer de plus en plus de cours en compétences transverses comme partie intégrante du cursus académique.

Kathryn Hess Bellwald

Les candidatures de cette année sont closes. Pour les inscriptions aux stages d’été 2023, les candidatures ouvriront en décembre 2022. Plus d’infos sur les pages dédiées au programme Summer in the Lab ou en contactant le Service de promotion de l’éducation (SPE) : sil.internship@epfl.ch

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L’EPFL propose trois nouveaux Masters

Ces trois nouveaux programmes sont proposés à la croisée de plusieurs disciplines, donnant ainsi l’opportunité aux étudiantes et étudiants ayant une formation en science et ingénierie d’acquérir l’ensemble des compétences nécessaires pour travailler dans les secteurs de la MedTech, de la pharmaceutique et de la santé (Master en Neuro-X) ou pour devenir les principaux acteurs de la «révolution quantique» (Master en science et ingénierie quantiques). Quant au Master en statistiques, il vise à apporter aux scientifiques l’expertise et les compétences essentielles pour mener des raisonnements solides dans un monde riche en données, faisant d’eux des statisticiennes et des statisticiens ainsi que des analystes de données recherchés.

L’EPFL adapte sans cesse son offre de formation aux nouveaux développements en science et ingénierie, à l’évolution de notre société, aux besoins émergents de son économie ainsi qu’à ses nombreux défis

Professeur Pierre Dillenbourg, vice-président associé pour l’éducation

Master en neuro-X

Les ingénieures et ingénieurs en neuro-X s’appuient sur la science, la technologie et l’ingénierie computationnelle pour développer leur expertise multidisciplinaire. Cette dernière complète les compétences fondamentales des ingénieurs et des spécialistes du domaine médical par une forte composante technologique, ce qui en fait non seulement des professionnels très demandés et appréciés en neurotechnologie, mais les prépare également à la recherche dans les domaines liés aux neurosciences. Le programme d’études comprend plusieurs projets dans des laboratoires, proposant aux étudiantes et étudiants une immersion pratique et une véritable expérience de recherche.

Directeur du programme de Master, le professeur Dimitri Van De Ville estime que les diplômés auront un profil interdisciplinaire leur permettant de voir les choses dans leur ensemble en termes de systèmes complexes, en combinaison avec une perspective réaliste de ce qu’implique le développement d’un produit ou de s’engager dans la recherche. Ils et elles deviendront ainsi des acteurs clés capables d’interagir avec des experts de divers domaines.

Master en science et ingénierie quantiques

La science et la technologie quantiques apportent un changement de paradigme dans la manière dont nous traitons, transmettons, récoltons et combinons des données, affirme le directeur du programme de master Nicolas Macris. Afin de faire face à ce nouveau paradigme, l’EPFL vise à former des ingénieures et ingénieurs en science quantique. Leur profil pluridisciplinaire leur permettra de s’épanouir à l’avant-garde de cette «nouvelle révolution technologique» et faire carrière dans la science quantique, dans les technologies de l’information et dans l’industrie en général.

Master en statistiques

Dans un monde où les données ont de plus en plus d’importance, l’industrie compte sur des statisticiennes et statisticiens ainsi que sur des analystes de données capables de maîtriser leur flux. L’expertise statistique est aujourd’hui essentielle dans presque tous les domaines: économie, finance, gouvernement, science, santé, sciences sociales, etc. «Avec le Master en statistiques, l’EPFL vise à former des étudiantes et étudiants ayant un parcours en sciences ou en ingénierie à une méthodologie statistique de pointe, afin de développer une maîtrise de la pensée statistique, de la visualisation, du calcul et de l’analyse de données», explique le professeur Joachim Krieger, directeur en charge du programme. Le travail d’équipe et les compétences en communication sont également des aspects importants que le programme renforce, afin de permettre aux diplômées et aux diplômés d’intégrer et d’appliquer leurs compétences dans les divers domaines d’application des statistiques.

Plus d’informations sur https://www.epfl.ch/education/master/fr/programmes/

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Des cahiers numériques interactifs pour comprendre et réfléchir

Faire des exercices de structure en visualisant les déformations en temps réel, comprendre le traitement du signal en musique, même les concepts abstraits de la physique peuvent devenir accessibles au travers d’un notebook Jupyter. En associant calcul et contenu disciplinaire, ces cahiers numériques mettent en pratique la pensée computationnelle et favorisent la compréhension conceptuelle en développant les capacités de réflexion informatique des étudiantes et étudiants. Ils permettent aux enseignants aussi bien des démonstrations virtuelles en classe que des travaux pratiques à distance, et leur côté interactif donne aux élèves autant d’occasions de s’exercer et de comprendre.


Cécile Hébert, professeure associée de physique à l’EPFL, utilise Jupyter Notebooks pour aider les étudiants à visualiser toutes les différentes variables impliquées dans une expérience de physique.

Le projet a démarré à l’EPFL en 2019. « L’idée murissait depuis quelque temps déjà. On en parlait avec Pierre Vandergheynst, alors vice-président pour l’Education, car l’introduction de la pensée computationnelle dans le curriculum fait partie des orientations stratégiques de l’EPFL pour la formation », explique Patrick Jermann directeur du Centre de l’éducation à l’ère digitale (CEDE). « Or les notebooks Jupyter permettent d’utiliser des concepts d’informatique pour comprendre ce qu’il se passe dans d’autres disciplines. »

Les notebooks Jupyter sont une technologie open source née aux États-Unis. « Au début, ils s’appelaient les IPython Notebooks, baptisés du nom du premier langage utilisé par la plateforme. Puis est arrivé le projet Jupyter dont le nom est une contraction de Julia, Python, R, les 3 premiers langages supportés dans les notebooks. Aujourd’hui, il y en a beaucoup plus», précise Cécile Hardebolle, responsable du projet à l’EPFL.


La musique est un élément central du manuel interactif conçu par Paolo Prandoni pour enseigner le traitement du signal avec Jupyter Notebooks.

Pour que cela puisse prendre forme à l’EPFL, il a fallu commencer par construire l’infrastructure de la plateforme. Celle-ci a dû être façonnée afin de s’adapter aux besoins spécifiques de ses utilisateurs. C’est le rôle endossé par Pierre-Olivier Vallès, ingénieur système au CEDE. « Il s’agissait d’un gros travail d’assemblage, d’intégration de l’ensemble des composants pour en faire un service capable de répondre aux besoins de l’École et qui intègre l’écosystème de l’EPFL, comme Moodle ou les MOOCs. »

La mise en service des notebooks Jupyter pour l’enseignement s’est faite discrètement, à petits pas, grâce à la collaboration des enseignantes et enseignants intéressés par ce nouvel outil pédagogique et de ceux et celles qui utilisaient déjà les notebooks pour leur recherche. « Il y avait un gros défi technique pour que le service soit adaptable à leur pédagogie. Par exemple, si un chimiste désire faire de la chimie computationnelle et qu’il manque une librairie, Pierre-Olivier l’ajoutera. Nous recherchons en permanence les bibliothèques et les extensions les plus adaptées à l’enseignement », précise Cécile Hardebolle. Car le panel de compétences à l’EPFL est multiple, il y a de la chimie, du machine learning, des systèmes d’informations géographiques, tant de disciplines qui peuvent être soutenues par un notebook.


Guillaume Anciaux utilise les Jupyter Notebooks comme fiches d’exercices pour aider les étudiants à s’initier au génie civil.

Utiliser un notebook Jupyter c’est simple, mais installer le serveur nécessaire pour l’exécuter c’est compliqué. La véritable plus-value offerte par l’EPFL est de pouvoir utiliser des notebooks Jupyter sans avoir besoin d’installer de logiciels, et cela, grâce à noto, une plateforme JupyterLab centralisée pour l’éducation. Un gain de temps pour les enseignants et la possibilité pour les étudiants de se connecter partout même avec un ordinateur peu puissant. Un gros défi, car depuis 2019 plus de 5’500 personnes se sont connectées à noto, y compris des professeurs et des utilisateurs d’autres universités, intéressés par la technologie. Quelque 2’600 personnes y sont régulièrement actives. Le système doit donc être armé pour répondre à tant de sollicitations. « Si une classe de 30 personnes se connecte en même temps ça doit marcher, s’ils sont 50, 100 ou 200 à se connecter à 8h15, il faut que dans les 5 minutes tous les serveurs aient démarré », conclut Cécile Hardebolle.


Pol del Aguila Pla utilise la notation automatisée dans les laboratoires de traitement d’images basés sur Jupyter Notebooks.
Author(s): Sandy Evangelista
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«Des prix? J’en reçois chaque jour où je viens enseigner à l’EPFL»

Du tableau noir à l’expérience pratique. C’est ainsi qu’Olivier Martin synthétise sa pédagogie d’enseignement. Professeur au Laboratoire de photonique et métrologie de l’EPFL, il a reçu cette année le prix du meilleur enseignant de la Section de microtechnique. « Des prix, j’en reçois chaque jour où je viens enseigner à l’EPFL ! », confesse-t-il, reconnaissant.

Et ça fait 17 ans que ça dure ! Pour autant, la tâche n’a pas toujours été aisée. « Au début, je manquais d’expérience et puis, en grand timide, on m’a fait remarquer que je parlais trop doucement. » Les conseils avisés d’une coach vocale, les retours de l’auditoire et quelques semestres plus tard, Olivier Martin ne boude pas son bonheur de monter sur scène à chaque rentrée. « Chaque année, c’est une première fois parce que chaque classe est différente. »

Garder l’attention

La différence, il la respecte en adaptant sa pédagogie en fonction des niveaux de ses élèves. Celui qui, petit, n’a pas hésité à mettre les doigts dans la prise pour comprendre enseigne aujourd’hui l’électricité aux premières années de bachelor. « Le cours de théorie est intégralement donné sur tableau noir. C’est une excellente façon de capter l’attention », se justifie-t-il, sans complexe. Les explications à la craie sont accompagnées d’un épais polycopié, imprimé uniquement recto afin d’encourager les étudiants à prendre des notes et à consigner leur méthode de résolution des problèmes. « Ça les aide à fournir l’effort nécessaire pour comprendre la matière », poursuit Olivier Martin. L’exercice est doublement payant puisque le polycopié est autorisé à l’examen.

L’autre outil que le professeur utilise pour instruire les premières années sont les travaux pratiques. Étroitement synchronisés avec la théorie, ils permettent d’introduire ou de confirmer un concept. « Aux branches ardues de la physique et des mathématiques, j’apporte une composante pratique avec pour objectif de susciter un effet « Aha ! ». L’idée est d’ajouter le vécu à la théorie afin que les notions s’impriment plus profondément et plus durablement.

Projection dans l’avenir

« La première année est difficile et abstraite, et il est important que les étudiants comprennent que ce qu’ils abordent dans les disciplines fondamentales est utile pour faire voler un robot. » Pour cela, le professeur les projette dans l’avenir à travers ce qu’il a baptisé les « laboratoires vitrines », élaborés avec les DLL (Discovery learning labs). Grâce au soutien de ses collègues enseignants, les étudiants en génie électrique peuvent y découvrir un aperçu de la richesse du domaine : traitement du signal, systèmes embarqués, photonique, acoustique et énergie.

Olivier Martin donne également un cours d’ingénierie optique aux bachelors de troisième année et un cours de master. Là aussi, il met l’accent sur les travaux pratiques emmenant ses étudiantes et étudiants dans les DLLs ou par l’expérimentation numérique, à travers de simples codes Matlab, pour modéliser les différents systèmes optiques étudiés. Les évaluations annuelles de ses cours lui confèrent des scores soviétiques, oscillant entre 97 et 100% d’avis favorables, complétés de commentaires élogieux.

De 2016 à 2020, Olivier Martin a dirigé la Section de microtechnique, une discipline relativement jeune née il y a une vingtaine d’années du mariage de l’électricité avec la mécanique. « Un plan d’études évolue souvent de façon chaotique au gré des opportunités », remarque-t-il. Il a donc profité de sa position pour donner un coup de frais aux années bachelor et master, en réduisant notamment le nombre de cours en première année et en établissant un fil rouge au cours des semestres successifs. Un travail qui s’est fait en étroite collaboration avec ses collègues.

Projet de MOOC

Et la pandémie ? Un défi bien sûr, qui se solde par l’enregistrement de 180 vidéos, y compris les cours au tableau noir, plus de 18 500 vues sur Switchtube et une certitude : « Je suis définitivement convaincu que l’enseignement en présentiel est la meilleure méthode possible. Toutefois, je dois reconnaître que j’ai découvert les avantages de pouvoir articuler le contenu d’un cours pour l’enseignement à distance et j’envisage de réaliser un MOOC avec le cours d’ingénierie optique. »

Author(s): Anne-Muriel Brouet
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Kristin Schirmer se voit décerner le Prix des étudiants de l’ENAC

Lors d’un vote à bulletin secret, les étudiantes et étudiants de l’EPFL attribuent chaque année le prix «Polysphère» aux professeures et professeurs pour leurs mérites en matière d’enseignement universitaire. Une seule distinction est décernée par faculté. Lors de la cérémonie de remise des diplômes, la Magistrale, du 2 octobre 2021, la professeure Kristin Schirmer a eu l’honneur de recevoir le prix «Polysphère» pour la Faculté de l’environnement naturel, architectural et construit (ENAC).

La Prof. Schirmer est professeure titulaire à l’EPFL depuis 2011 et enseigne l’écotoxicologie pour le cycle d’études menant au diplôme de bachelor en Sciences et ingénierie de l’environnement. En outre, elle accompagne et encadre également les étudiants en masters et les doctorants dans le domaine de l’écotoxicologie. La professeure Schirmer dirige le département de l’Eawag «Toxicologie de l’environnement» depuis 2008. Elle est aussi professeure titulaire à l’ETH Zurich.

Kristin Schirmer, que représente pour vous cette distinction?

Kristin Schirmer: Elle représente beaucoup pour moi. J’apprécie l’interaction avec les jeunes et il est très important pour moi de transmettre mon savoir à la génération montante. Je voudrais qu’ils soient bien préparés pour pouvoir continuer à se spécialiser dans l’écotoxicologie – et si possible aussi à l’Eawag. J’essaie de répondre aux attentes et aux besoins des étudiantes et étudiants et de travailler en équipe avec eux. C’est pourquoi je me réjouis particulièrement que mon engagement soit bien perçu et apprécié.

Pour vous, qu’est-ce qui caractérise un bon enseignement universitaire?

J’aime aller chercher les étudiantes et étudiants dans leur quotidien – là où leur vie a un rapport à l’écotoxicologie. À qui n’est-ce pas déjà arrivé une fois, le matin dans sa salle de bains, de se demander en lisant les ingrédients du gel de douche quel impact il peut bien avoir sur l’environnement lorsqu’il est évacué dans la conduite d’écoulement? C’est à partir de là que j’embraye. Je crois aussi que c’est en approfondissant les choses par soi-même qu’on apprend le plus. C’est pourquoi je procède le plus possible de manière interactive, avec des exercices, des discussions ou des enquêtes. Cela fonctionne très bien aussi dans l’enseignement en ligne grâce à divers outils numériques. Cette année, lorsque nous étions tous assis devant nos ordinateurs à la maison, j’ai en outre introduit pour la première fois un «Song-of-the-Week», toujours en rapport avec le thème traité. Il en est résulté une véritable Playlist qui nous a procuré une bonne dose d’amusement et de distraction.

Quelles expériences marquantes vous apporte votre activité d’enseignement?

J’incite régulièrement les étudiantes et étudiants à ne pas hésiter à exprimer leur opinion, que ce soit par des commentaires positifs ou négatifs. Bon nombre de ces feedbacks m’ont touchée et sont restés ancrés. Par exemple, il a été dit que mon cours était le highlight de la semaine ou même du semestre. Ce que j’apprécie aussi particulièrement, c’est de voir que les étudiantes et étudiants ont appris quelque chose et peuvent l’utiliser dans la suite de leur carrière. Ou comment, par exemple, un ancien étudiant m’a écrit pour me remercier: Il se trouve actuellement en stage dans un bureau d’ingénieur au Brésil et a pu appliquer certaines choses de notre cours pour une évaluation de sédiments. Ce sont de merveilleuses satisfactions.

Author(s): Annette Ryser / Eawag
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La diversité au service de l’excellence

Que signifie pour vous l’excellence dans l’enseignement ?

Kathryn Hess Bellwald: Pour moi, l’excellence signifie dépasser les attentes, atteindre un haut niveau de qualité. En matière de promotion de l’éducation, l’excellence signifie comprendre le parcours antérieur d’une future étudiante ou d’un futur étudiant et identifier les groupes cibles qui profiteraient le plus des formations offertes par l’EPFL, y compris ceux auxquels on pourrait ne pas penser au premier abord. Nous devons les atteindre là où ils se trouvent, leur fournir les informations dont ils ont besoin et, surtout, rendre ces informations pertinentes de leur point de vue. Nous pouvons y parvenir en les écoutant et en travaillant avec l’ensemble de leur écosystème : les écoles, les autorités, les familles, etc.

Les équipes de Pierre et mes équipes travaillent main dans la main avec de nombreuses autres unités de l’EPFL pour atteindre l’excellence dans l’enseignement et favoriser les compétences et les connaissances dont les diplômées et diplômés auront besoin dans le monde du travail. Pour les accompagner, nous nous efforçons de leur offrir des opportunités d’apprentissage qui dépassent le cadre de la salle de classe, en tenant compte de leurs aspirations et de leurs besoins.

Il est clair qu’une institution d’enseignement supérieur comme l’EPFL est concernée par de multiples aspects de l’excellence dans l’enseignement.

Pour atteindre l’excellence dans l’enseignement, il est essentiel d’être à l’écoute des étudiantes et étudiants et de ne pas supposer que nous savons déjà ce qui est le mieux pour chacune et chacun.​​​​​

Kathryn Hess Bellwald, vice-présidente associée pour les affaires estudiantines et l’outreach
Que devons-nous faire pour nous assurer d’offrir une culture de l’excellence ?

Kathryn: Nous devons être humbles et à l’écoute des besoins et aspirations des jeunes, les accompagner avant et pendant leurs études et, enfin, les aider dans leur transition vers le monde du travail. Nous devons leur offrir l’occasion de découvrir les sciences et la technologie, les soutenir pendant leurs études et dans leurs activités parascolaires, les aider à devenir des diplômées et diplômés accomplis, et faciliter leur transition vers l’environnement de travail en leur apportant un mélange d’expériences d’apprentissage pratiques et théoriques à l’EPFL.

Pierre: Nous devons veiller à ce que l’EPFL, dans son ensemble, incarne une culture de l’excellence, de l’administration jusqu’au corps enseignant. Nous jouons toutes et tous un rôle pour permettre aux étudiantes et étudiants d’atteindre leur plein potentiel et l’excellence afin que chacune et chacun porte cette excellence au-delà des marches de notre École.

Qu’est-ce que cela implique pour les étudiantes et étudiants actuels et futurs de l’EPFL ?

Kathryn: Faire partie d’une association ou du programme de coaching, travailler sur un projet interdisciplinaire ou un projet MAKE contribue au développement de compétences autres que celles acquises en classe. Offrir ces opportunités aux étudiantes et étudiants contribue à la diversification de leur accompagnement. Avec 10’000 étudiantes et étudiants, nous avons une population extrêmement diversifiée, qui présente un large éventail d’intérêts et d’aptitudes. Si nous leur offrons la possibilité de se développer davantage, à l’intérieur comme à l’extérieur des salles de classe, nous aurons atteint l’excellence dans l’enseignement, contribuant ainsi au développement d’une société hautement fonctionnelle.

Pierre: Étendre la diversité de l’excellence est essentiel si nous voulons, comme l’a dit Kathryn, des diplômées et diplômés accomplis. Nous travaillons avec le corps enseignant en vue d’améliorer les méthodologies d’enseignement, en offrant une combinaison d’opportunités d’apprentissage en classe et par projet, ou nous proposons des cours préparatoires.

L’excellence est diverse. Je pense aux étudiantes et étudiants de mon laboratoire, qui peuvent exceller à bien des égards : cela peut être par leur raisonnement rigoureux, par leur créativité, par leur capacité à coder, ou encore par leurs compétences en analyse de données. Une culture de l’excellence permet à l’ensemble des étudiantes et étudiants d’atteindre leur potentiel au-delà des performances académiques.

Pierre Dillenbourg, vice-président associé pour l’éducation
Une transition en douceur de l’enseignement secondaire à l’enseignement supérieur, ainsi qu’une bonne expérience en première année, sont importantes si nous voulons offrir une excellence académique durable à l’avenir. Que faisons-nous en ce sens ?

Kathryn: L’Interface Gymnases-EPFL nous donne l’opportunité d’être en contact direct avec les enseignantes et enseignants du secondaire, d’échanger sur les problématiques liées à la transition de leurs élèves et de les traiter d’un côté comme de l’autre : au gymnase et à l’EPFL. Cela nous permettra d’améliorer la transition et l’expérience de la première année. Il s’agit d’une plateforme d’échange essentielle, que nous devons maintenir et développer.

Une autre forme de contact direct, plus pratique, est le stage pour enseignantes et enseignants, qui leur permet de s’immerger dans l’environnement de l’EPFL, en travaillant et en enseignant aux côtés d’une professeure ou d’un professeur de l’EPFL. Cette expérience permet à chaque partenaire d’apprendre quelque chose de l’autre et d’intégrer cet apprentissage dans ses activités d’enseignement.

Pierre: Nous devons continuer à prendre en compte l’entier de l’écosystème lorsque nous considérons l’excellence. Il doit être pris en compte pour chaque étape du parcours d’une étudiante ou d’un étudiant. Cela implique de travailler avec les autorités locales et le corps enseignant du secondaire et, par exemple, d’élargir notre offre de formation complémentaire. Le centre LEARN de l’EPFL a notamment formé près de 1’000 enseignantes et enseignants du primaire dans le canton de Vaud pour amener des activités liées à la pensée computationnelle dans leurs salles de classe. Cette collaboration a non seulement renforcé le dialogue entre l’EPFL, les écoles et les autorités, mais a également permis à des populations plus jeunes – qui autrement n’auraient peut-être pas développé d’intérêt pour les sciences et la technologie – de découvrir un nouvel univers.

Atteindre l’excellence n’est toutefois pas un travail qui débute aux portes de l’EPFL. La marche vers l’excellence doit commencer tôt.

Pierre Dillenbourg, vice-président associé pour l’éducation

S’il existe de nombreuses initiatives à l’EPFL qui renforcent cette culture de l’excellence parmi et pour nos étudiantes et étudiants, la marche vers l’excellence ne débute pas aux portes de l’EPFL. Elle doit en effet commencer tôt, alors que nous accompagnons nos futures étudiantes et futurs étudiants dans leur orientation et leur transition. L’EPFL propose une vaste gamme d’initiatives pour encourager les élèves à découvrir les sciences et la technologie, allant des Summer schools ciblées aux cours préparatoires ou au programme de mentorat de première année. Ces initiatives ont fait leurs preuves pour ce qui est de faciliter considérablement le passage du gymnase à l’EPFL et nous devons absolument continuer à les développer.

Author(s): Education Outreach Department
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Démonter des appareils du quotidien pour mieux intégrer la théorie

Depuis 2018, des volées de quelque 150 étudiantes et étudiants de 3ème année Bachelor en microtechnique peuvent relier leurs connaissances théoriques à des observations pratiques grâce à un cours ludique appelé « reverse engineering ». Ils commencent par choisir un objet du quotidien, un rasoir électrique, un ventilateur, une bouilloire, un moulinet de pêche, un toaster ou un dérailleur de vélo puis le démontent complètement. En explorant les composants, la façon dont l’objet a été construit, les éléments connectés, leurs fonctionnalités, cela leur permet de comprendre graduellement les processus de construction.

L’apprentissage par la pratique, se révèle une méthode très efficace comme le constate avec plaisir le professeur Yves Bellouard qui a créé ce cours. « Il y a une certaine appétence des étudiantes pour des cours avec un projet concret. La partie d’ingénierie inversée permet de mieux faire apprécier l’étude des procédés de fabrication qui, autrement, peut sembler un peu indigeste avec son catalogue de procédés. »

Découvir les secrets de fabrication d’un rasoir électrique © Alain Herzog 2021 EPFL

Un plaisir partagé

Désassembler les objets est une tâche qui plait aux élèves comme au professeur, car lui aussi découvre des secrets de fabrication. En examinant à leurs côtés ce que les objets ont dans le ventre, il est en mesure de leur donner des conseils sur la méthodologie à suivre afin de comprendre leur fonctionnement, de déceler les matériaux utilisés, de faire des hypothèses, de les tester en les modélisant et de vérifier si leurs observations sont correctes. « C’est un moyen très efficace d’avoir des étudiantes et étudiants engagés et motivés d’apprendre par eux-mêmes comment les choses sont faites en réalité, de remarquer quels sont les aspects importants et comment les technologies sont utilisées », précise Yves Bellouard.

Nadia, Aziz et Brahim ont choisi de désosser un stéthoscope, objet bien plus mystérieux qu’il n’y parait, notamment avec sa membrane intégrée dans « le pavillon », la pièce métallique ronde que l’on pose sur le torse des patients. « Cela nous permet d’appliquer tout ce que l’on a vu pendant les deux premières années, la science des matériaux, les méthodes d’usinage, il y a même des aspects qui portent sur l’électronique. On a pu découper le pavillon par électroérosion pour voir comment il était fabriqué », explique Aziz Belkhiria.

Nadia, Aziz et Brahim ont choisi de désosser un stéthoscope © Alain Herzog 2021 EPFL

Même si ce cours donne un peu de légèreté à l’apprentissage, il compte pour 40% dans la note finale. « À l’issue du semestre, les étudiantes doivent pouvoir expliquer en totalité l’objet qu’ils ont expertisé, nous leur demandons même de proposer des alternatives, entre autres pour les sensibiliser à la durabilité, mais aussi pour stimuler leur créativité », conclut Yves Bellouard.

De quoi se compose un métronome? © Alain Herzog 2021 EPFL

Au-delà des projets interdisciplinaires MAKE, le Discovery Learning Program ambitionne de favoriser l’intégration de l’apprentissage par la pratique au travers du curriculum des étudiantes. En permettant un apprentissage graduel et intelligemment orchestré, au fil du parcours académique, les DLL aident à renforcer les acquis pédagogiques et participent à la qualité de l’enseignement.

Ce cours d’Yves Bellouard fait partie des exemples de cours remarquables et qui illustrent les possibilités offertes. En étroite collaboration avec le CAPE et le Centre LEARN, ces approches contribueront à une meilleure compréhension des méthodologies pédagogiques qui peuvent être déployées pour favoriser des apprentissages de qualité.

Author(s): Sandy Evangelista
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Rétrospective sur la deuxième édition du «Teaching Day»

La seconde édition du « Teaching Day » s’est déroulée durant la matinée du mardi 14 septembre dans un format condensé, revu et adapté, conformément aux règlements sanitaires actuels.

Surnommée pour l’occasion « Teaching (Half) Day », cette conférence d’une demi-journée au lieu d’une entière co-organisée par la Conférence du Corps Enseignant (CCE), le Centre LEARN et le Centre d’appui à l’enseignement (CAPE), avait pour but de présenter au corps enseignant de l’EPFL les résultats de quatre commissions formées en début d’année sous l’impulsion de la Vice-Présidence Associée pour l’Éducation (AVP-E). Les enregistrements des présentations sont disponibles ici.

De janvier à juillet 2021, une cinquantaine de membres de la communauté EPFL incluant professeurs, enseignants, directeurs de sections, membres du personnel et étudiants ont œuvré ensemble afin de produire un rapport ainsi qu’un ensemble de recommandations visant à améliorer l’éducation au sein de l’institution. Ces commissions se sont penchées sur quatre axes : la première année, l’apprentissage par projets, l’éducation hybride/flexible et la simplification des règlements et procédures.

« Je souhaitais plus de soutien pour les professeurs » expliquait Pierre Dillenbourg, Vice-Président Associé pour l’Éducation, à l’assemblée hybride rassemblant au total quatre-vingt-dix professeurs de l’EPFL.

Les directeurs de commissions ont tour à tour présenté le bilan de près de six mois d’analyses et d’évaluations, dressant ainsi un rapport détaillé des domaines ciblés.

La commission de première année a étudié l’état des taux de réussite ainsi que le bien-être général des étudiants entrants, ce qui a permis de générer des recommandations pour le soutien à l’enseignement et au mentorat, les révisions d’examens et les formats de classe qui permettent de mieux prendre en charge les diverses populations d’étudiants entrant à l’EPFL.

La commission d’enseignement et d’apprentissage hybride/flexible a analysé différentes modalités d’enseignement à la fois du point de vue des approches pédagogiques dirigées par l’enseignant et de l’apprentissage autonome autorégulé des étudiants. Cette analyse a donné lieu à la création d’une carte qui aide à naviguer à travers différentes modalités d’enseignement à différentes étapes du programme.

Enfin, la commission d’apprentissage par projet a étudié les pratiques existantes à l’EPFL et ailleurs pour comprendre comment améliorer les avantages de cette forme d’enseignement, qui permet notamment de combler le fossé entre la théorie et la pratique, d’acquérir des compétences transversales et de bénéficier d’un programme structuré et équilibré.

Les rapports complets et les recommandations des commissions peuvent être consultés ici. Ces commissions étaient l’opportunité de poser un regard neuf sur les méthodes d’enseignement traditionnelles et d’identifier des pistes pour l’amélioration et le progrès des pratiques, posant par la même occasion les jalons d’un plan d’action basé sur les données.

« Nous nous sommes demandé à quoi ressembleraient des études à L’EPFL en 2025 » expliquait Felix Naef, Professeur Associé et directeur de la commission sur l’enseignement flexible.

En parallèle à ces recommandations, la Vice-Présidente associée pour les affaires estudiantines et l’outreach (AVP-SAO), Kathryn Hess, a réaffirmé que « le mandat de l’EPFL est non seulement de créer d’excellents étudiants, d’excellents techniciens, mais aussi de futurs citoyens accomplis ».

Le « Teaching Day» 2021 s’est terminé sur une analyse de l’apprentissage automatique au sein du cursus (base de données disponible ici) présentée par Mathieu Salzmann et Alexandre Alahi, ainsi que par un tour d’horizon des différentes ressources disponibles sur le campus pour favoriser l’inclusion (les fiches pratiques pour les étudiants aux besoins spécifiques sont disponibles pour les enseignant.e.s de l’EPFL) offerts par le Service des Affaires estudiantines (SAE) en collaboration avec des spécialistes du CHUV.

Le travail qui suivra sur certaines des recommandations et actions proposées dans ce document entraînera des discussions plus larges avec la communauté enseignante, et l’affectation de temps et de ressources pour entreprendre des actions concrètes dans la réalisation de certains des objectifs fixés.

Tous les enseignants sont invités à participer à la discussion de suivi à travers les workshops dédiés pour chacune des commissions, ainsi qu’en répondant à l’enquête préparée afin de donner leur avis sur les rapports et les suggestions fournis par les équipes de la commission.

Le workshop dédié à l’éducation hybride/flexible se tiendra le 14 octobre entre 12h15 et 14h00, le workshop dédié à la première année le 22 octobre à la même heure, et le workshop de la commission projet le 2 Novembre, à la même heure. Toutes les séances sont annoncées via le mémento du Centre LEARN ; assurez-vous de vous y abonner pour rester informés!

lunch&LEARN :

En parallèle au Teaching Day, nous abordons les questions liées à l’enseignement tout au long de l’année. Les sessions Lunch&LEARN sont un événement informel et ouvert à la communauté de l’EPFL intéressée par des approches pédagogiques innovantes, ouvrant des possibilités de partage de connaissances et de collaborations futures.

Nos invités comprennent une gamme d’enseignants et de chercheurs innovants issus de laboratoires travaillant sur l’apprentissage (CHILI, REACT, MOBOTS), d’unités de service (CEDE, CAPE) et d’éducateurs ayant des visions novatrices de l’éducation à l’EPFL.

Ces sessions que les participants peuvent suivre tout en prenant leurs repas, permettent aux enseignants de présenter des études de cas de leurs pratiques uniques et de générer des discussions entre pairs.

Si vous souhaitez être informé des sessions Lunch&LEARN, veuillez vous inscrire au mémento de LEARN. Contactez-nous également à lunchLEARN@groupes.epfl.ch si vous souhaitez proposer un sujet pour une future session ou si vous souhaitez en modérer une vous-même.

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L’éducation numérique déployée dans tous les établissements primaires

Dans la salle de sciences du collège du Cheminet à Penthalaz, des petits groupes d’enseignantes du premier cycle primaire (1P-4P), iPad à la main, enregistrent une chanson, créent un gif, un QR code, prennent des photos ou tentent de faire une capture vidéo de leur écran. Une classe dissipée ? Au contraire, très appliquée. Au printemps, ces enseignantes étaient de retour sur les bancs d’école pour la première après-midi de six journées de formation dédiées à l’éducation numérique.

Le Département vaudois de la formation, de la jeunesse et de la culture (DFJC), a l’objectif de former d’ici 2023 tout le corps enseignant vaudois des cycles primaires à l’éducation numérique, afin de l’intégrer au cursus des élèves dès leur entrée à l’école. Il mène ce projet novateur en partenariat avec la HEP Vaud, l’UNIL et l’EPFL via le Centre LEARN.

Ce dernier a formé entre 2018 et 2019 quelque 350 enseignantes et enseignants de dix établissements pilotes à la science informatique. En 2020, le Centre LEARN a procédé à un passage de flambeau, en recrutant parmi ces participantes et participants une quinzaine de personnes, et en les formant pour transmettre leur savoir à leurs pairs.

«Nous avons choisi une équipe hétérogène et complémentaire. Durant six mois, nous nous sommes rencontrés une fois par semaine, adaptant la formation aux besoins et aux retours d’expériences, tout en privilégiant les manipulations. Nous allons poursuivre les échanges durant cette nouvelle année scolaire», notent Frédérique Chessel-Lazzarotto et Grégory Liégeois, chefs de projet au Centre LEARN et responsables de la formation continue du corps enseignant.

Excellent taux d’adoption

Au printemps 2021, la petite équipe d’enseignantes et d’enseignants formateurs a commencé son travail sur le terrain. Première étape, s’assurer que tout le monde ait les mêmes bases, en sachant prendre en main une tablette, utiliser ses différentes fonctionnalités et créer «un livre multimédia» comprenant du texte, des images, de la vidéo et du son. A l’établissement primaire Penthalaz-Venoge, la dizaine de participantes n’avait en effet pas les mêmes connaissances de base et seule une minorité d’entre elles avait déjà eu recours à des outils numériques en classe. «La formation n’est qu’à ses débuts, mais elle est très bien reçue, on constate de l’intérêt et de l’implication», remarque Chantal Vial, enseignante au collège de Chernex, et faisant partie de l’équipe recrutée par le Centre LEARN.

Chantal Vial (à droite) en compagnie d’une enseignante lors de l’après-midi de formation au collège du Cheminet. © Alain Herzog 2021 EPFL

Une étude menée auprès des 350 enseignantes et enseignants formés par le Centre LEARN à la science informatique et à la pensée computationnelle a d’ailleurs montré un très bon taux d’adoption des activités proposées. En Avril 2019, 97% des répondants avaient effectué avec leurs élèves au moins une des activités proposées. Ce taux était toujours de 80% en Mars 2020. Les activités débranchées ayant particulièrement la cote auprès du corps enseignant du cycle1.

Interroger et comprendre les technologies

Le programme de la formation à l’éducation numérique s’articule en trois axes: la citoyenneté numérique, la science informatique et les technologies de l’information et de la communication. «Nous devons développer l’esprit critique des élèves, les amener à interroger les technologies et à comprendre comment elles fonctionnent. Leur montrer que l’homme a le pouvoir sur celles-ci, que tout est une question de choix», soulignent Frédérique Chessel-Lazzarotto et Grégory Liégeois, qui ont exercé comme enseignants avant de rejoindre le Centre LEARN.

Des activités débranchées comme le « Jeu de la grue », où les élèves doivent déplacer un cube et effectuer à chaque étape un choix technique, ou « Pixel-Paravent » qui les initie à l’écriture binaire, permettent de poser les bases de la culture numérique. Par la suite, interviennent des activités avec une tablette, un ordinateur, les robots Thymio ou Blue-Bot. «Le but est d’encourager d’autres modèles d’utilisation de ces outils, de stimuler la créativité», explique Frédérique Chessel-Lazzarotto. Dès l’âge de cinq ans, les élèves sont par exemple invités à réaliser un film d’animation en stop-motion. «Ils prennent alors conscience qu’on peut jouer avec les images, qu’il n’y a pas de magie derrière», sourit Grégory Liégeois.

Nous devons développer l’esprit critique des élèves, les amener à interroger les technologies et à comprendre comment elles fonctionnent.

Frédérique Chessel-Lazzarotto et Grégory Liégeois, chefs de projet au Centre LEARN et responsables de la formation continue du corps enseignant

Le Centre LEARN a aussi collaboré à la création de la série d’histoires d’Oscar & Zoé. Des ouvrages destinés à aborder le thème de la citoyenneté numérique avec les enfants. «Autour de l’histoire des ‘bestioles de l’ombre’ d’Allison Ochs, qui traite de la peur que peut susciter un contenu numérique, des images qui peuvent choquer, on peut proposer aux enfants un safari photos où ils partent avec l’iPad photographier des «bestioles» qui leur font peur et ensuite les inviter à les transformer. Cela permet également d’avoir des discussions plus philosophiques autour des émotions, des divergences d’opinions ou encore du consentement», détaille Frédérique Chessel-Lazzarotto.

Formation sur deux ans

Le déploiement du projet éducation numérique auprès de tous les enseignants et enseignantes vaudoises des deux cycles primaires s’échelonnera normalement sur deux ans. Le Centre LEARN a commencé en 2019 la formation du corps enseignant du cycle 2 appartenant aux dix établissements pilotes, et dès la rentrée 2022, le projet se déploiera dans tous les établissements scolaires sur le même modèle que pour le cycle 1. Outre les journées de formation, le Canton de Vaud a également financé l’achat de matériel, avec notamment l’objectif d’équiper chaque classe de robots Thymio (dès la 3P) et Blue-Bot (1-4P), et d’une valise de 5 iPads (3-4P).

© Alain Herzog 2021 EPFL

Le manuel «Décodage», fruit d’une collaboration entre le Canton de Vaud, l’EPFL, la HEP Vaud, l’UNIL et des experts externes au projet, servira aussi d’appui au corps enseignant. «Il regroupe des activités branchées et débranchées ainsi que des scénarios pédagogiques qui permettent de développer la culture et la citoyenneté numérique des élèves dès 4 ans», explique Frédérique Chessel-Lazzarotto. L’expérience montre en effet que le soutien, le matériel, comme le temps à disposition, constituent des composantes essentielles pour le succès du projet sur le long terme.

Author(s): Laureline Duvillard
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« La recherche et la pratique sont intimement liées »

En mars 2021, le docteur Roland Tormey a été nommé Maître d’enseignement et de recherche au College des Humanities(CDH) après avoir servi depuis 2013 en tant que scientifique et directeur du Centre d’Appui à l’Enseignement (CAPE).

Dr. Tormey est sociologue de formation et a commencé à travailler dans la formation des enseignants dans les années 1990 en Irlande. Ses recherches portent sur les inégalités, l’éducation interculturelle et l’identité. De là, il a également commencé à développer un intérêt pour le sujet de l’émotion. Il se souvient, « il y avait très peu de recherche sur l’émotion et l’éducation interculturelle… A cette époque, on commençait à peine à se rendre compte que la discrimination et l’inégalité découlent très souvent des émotions autant que des représentations mentales ».

Il a observé que les réactions de colère sont souvent l’expression d’une dynamique de pouvoir et a donc commencé à se concentrer afin « d’aider les enseignants à développer une conscience de leurs propres émotions pour ensuite laisser cela alimenter leur jugement ». Il a exploré ces thèmes en tant que responsable du département de formation des enseignants à l’Université de Limerick avant de rejoindre l’EPFL.

Dr. Tormey est d’abord arrivé à l’EPFL en 2011 pour collaborer avec Pierre Dillenbourg, puis a accepté de rester et de devenir le directeur du nouveau Centre d’Appui à l’Enseignement (CAPE) lors de sa création en 2013. Pour Dr. Tormey, rejoindre le CAPE a apporté un changement d’orientation important de la formation des enseignants vers la formation des ingénieurs. Il souligne que l’inégalité et la diversité sont des enjeux importants dans les deux contextes et sont notamment pris en compte dans le travail d’équipe d’ingénierie : « les équipes diversifiées prennent de meilleures décisions parce qu’elles se remettent davantage en question. Il y a généralement moins de pensée de groupe. Mais pouvoir travailler dans ces équipes nécessite un certain niveau minimum de connexion émotionnelle qui permet à ce questionnement d’avoir lieu.

Dr. Tormey souligne l’importance du concept de « difficulté souhaitable » pour une collaboration efficace. « Vous préférez peut-être travailler avec vos amis, mais vous avez plus de chances d’être productif si vous travaillez dans un groupe où les gens vous questionnent davantage. » Cependant, les équipes doivent d’abord « construire suffisamment de cohérence et de cohésion pour permettre à cette friction de se produire ».

À l’EPFL, Dr. Tormey a continué à enquêter sur le rôle joué par les émotions dans le travail d’équipe et aussi dans l’éthique de l’ingénierie. S’inspirant de la philosophe américaine Martha Nussbaum, il explique l’importance des émotions pour la prise de décision éthique : « Si l’intelligence signifie la capacité d’apprendre et de s’adapter à votre monde, alors par définition les émotions sont intelligentes parce que les émotions nous aident à apprendre et s’adapter à notre monde. Elles nous donnent des informations qui nous aident à prendre de bonnes décisions si nous utilisons ces informations correctement ». Il remarque que la prise en compte du rôle des émotions a été absente dans l’enseignement de l’éthique en ingénierie. Il participe actuellement à deux collaborations internationales différentes pour étudier les recherches existantes sur ce sujet afin d’établir une base de référence pour les travaux futurs.

Il mène également des recherches orientées vers la pratique afin de répondre aux priorités stratégiquesdéfinies par la Direction de l’EPFL. Ces objectifs comprennent l’amélioration de l’apprentissage des élèves au cours de la première année ainsi que la promotion des projets en équipe lors des enseignements. Les travaux universitaires de Roland Tormey sur l’éthique et la diversité s’alignent parfaitement sur cette mission pratique de soutenir l’apprentissage collaboratif.

Dr. Tormey décrit les services que le CAPE rend à la communauté EPFL et les recherches menées par ses membres comme un « cycle vertueux ». Par exemple, la recherche sur la dynamique de genre dans le travail de groupe a aidé sa collègue Siara Isaac à développer l’atelier Make it Awkward. Dr. Tormey explique : « Nous n’envisageons pas la recherche comme une fin en soi. Sans vouloir critiquer la recherche fondamentale…ce n’est tout simplement pas ce que nous faisons. Nous faisons de la recherche sur la formation en ingénierie, d’un point de vue pédagogique. La recherche et la pratique sont intimement liées ».

Dans son nouveau rôle de Maître d’Enseignement et de Recherche, Roland Tormey continuera à mener des recherches axées sur la pratique pour soutenir la communauté de l’EPFL alors qu’elle sort de son modèle pandémie, tout en poursuivant ses collaborations universitaires axées sur le rôle des émotions dans l’éthique de l’ingénierie.

Author(s): Madeleine Dungy
Importé depuis EPFL Actu