Formation technique en sciences naturelles

Dans le projet «Contextes de la recherche technique», de futurs enseignants du niveau secondaire 1 analysent des projets de recherche de la Haute école technique de Lucerne, consignent les concepts physiques sur lesquels ils reposent et préparent des environnement pédagogiques en rapport avec le programme d’études pour des élèves du niveau secondaire 1 en se basant dessus. Pour l’aspect technique, ils sont assistés par des collaborateurs scientifiques de la haute école. En matière de thèmes, les contextes se rapportent aux compétences du plan d’études 21, 3. Cycle, spécialité Nature et ingénierie.

Objectif: Des concepts physico-techniques éveillent l’intérêt grâce à des contextes proches du quotidien issus de la recherche.

Dans le cadre de ce projet, un cours inter hautes-écoles a été élaboré, réalisé puis il a fait l’objet de recherches. Son objectif était de développer une compréhension de la technologie comme une pratique vécue et comme un processus socialement et culturellement ancré chez les futurs enseignant-e-s du primaire, architectes et technicien-ne-s. Un devoir ouvert a mis les groupes d’étudiants au défi de concevoir des objets sur le thème «Shelter: protection, refuge, abri». Les groupes de projet ont élaboré leurs propres stratégies pour la réalisation du projet en examinant leur compréhension individuelle de la technologie et les différentes approches disciplinaires de la technologie. L’évaluation a montré que les processus de négociation entre les étudiants ont initié des processus d’apprentissage dans les différentes hautes écoles – par exemple en ce qui concerne les changements de perspective ou les cultures de communication. Un pool de possibilités a été créé, qui représente une chance pour un échange de contenu et les projets qui en résultent.

Malheureusement, les discussions et les rencontres entre les étudiants n’étaient pas visibles dans les produits du projet et la mise en œuvre de la tâche est restée à un niveau peu complexe en termes de contenu et de technologie. Cela était dû à des raisons structurelles, entre autres: les différentes hautes écoles suivent leur propre logique interne, qui se manifeste, par exemple, par des calendriers et des modèles d’appels d’offres incompatibles ou par différentes formes de communication et de compréhension. Cela rend l’élaboration des cours longue et exigeante. Il existe également des différences dans la culture des hautes écoles en ce qui concerne des sujets tels que le soutien aux étudiants ou les formes de retour d’information. Il était difficile pour les étudiants de s’adapter à d’autres éléments moins familiers du processus d’enseignement/apprentissage en peu de temps et sur une base sélective.

Le projet poursuit trois objectifs principaux: D’une part, il renforce le dialogue interdisciplinaire dans la formation technique en faisant un état des lieux et en discutant des besoins des différentes parties prenantes. Cette démarche permet de créer une systématisation des matières à tous les niveaux scolaires du jardin d’enfants au niveau secondaire I. D’autre part, la coopération interdisciplinaire permet de développer des unités d’enseignement et d’apprentissage pour le niveau secondaire I en se focalisant sur les matières Nature et technique, ainsi que Création technique et textile. Des chargés de cours et chercheurs des hautes écoles techniques et pédagogiques amènent des contextes spécifiques et perspectives différentes sur la «technique» et la «formation technique» et les reflètent avec des futurs enseignants et des enseignants en poste. Pour terminer, l’effet des unités d’enseignement et d’apprentissage est recueilli par un test axé sur les compétences et une évaluation d’accompagnement approfondie. Les résultats obtenus sont regroupés et présentés dans le cadre de conférences et dans des publications spécialisées.

Le présent projet MINT fait partie d’une étude empirique qui est orientée vers la didactique de la conception technique. L’analyse approfondie se concentre sur la question de la qualité de l’enseignement en matière de conception technique. La collecte de données a été effectuée dans les cantons suisses germanophones en juin 2018.

Une Latent Profile Analysis (LPA) rend visible trois types d’enseignement, chacun avec un profil spécifique. La régression logistique multinomiale basée sur cette analyse montre que les enseignants ont tendance à utiliser l’un des types d’enseignement en raison de conditions préalables personnelles et professionnelles. Une analyse à plusieurs niveaux (MSEM, 2-1-1) révèle des corrélations entre les types d’enseignement et les variables d’influence liées à l’école du côté des élèves.

Dans l’ensemble, on peut constater l’influence positive des leçons avec des tâches ouvertes et un niveau élevé de structure sur les apprenants. Les résultats peuvent être utilisés pour formuler des recommandations pour l’enseignement didactique des matières et des approches pour un enseignement tenant compte du genre dans la conception technique.

Dans le projet, on développe des problématiques et des instructions sur l’application de méthodes analytiques comme par exemple la «spectronomie UV» dans les parcours scolaires de la HEP de Berne, ainsi que pour les élèves du niveau secondaire I (et II). L’objectif est d’élaborer un plan pour l’acquisition commune d’instruments d’analyse, ainsi que d’un concept d’utilisation commune. En fait partie la préparation didactique des contenus didactiques associés aussi bien pour l’enseignement à la HEP de Berne (et éventuellement à la BFH) que pour l’école obligatoire (et éventuellement les écoles de maturité). Dans la dernière étape, il faudra vérifier les possibilités d’utilisation de ces appareils dans d’autres domaines thématiques (p. ex. test de vieillissement etc.).

Dans le cadre de ce projet, des collaborateurs de la HEP de Berne et de la Haute école spécialisée bernoise conçoivent les bases, méthodes, outils et matériels autorisant les enseignants à élaborer des problématiques sur les thèmes du «sol» avec leurs élèves. Les résultats partiels suivants sont attendus:

1. Analyse de l’état réel et des besoins auprès des enseignants ainsi que recherche sur les fondements des points de vue technique et didactique;
2. Concepts pour les enseignants, exemples d’accès, essais didactiques (y compris outils/matériels sur le site «sol»);
3. Documentation/Analyse/Evaluation des essais avec les étudiants;
4. Intégration d’offres dans les différents modules de la formation initiale et continue des enseignants auprès de la HEP de Berne, en coopération avec des étudiants et chargés de cours de la Haute école spécialisée bernoise.

La HEP de Berne et la BFH coopèrent en vue de développer une offre d’enseignement pour la formation de base au niveau Sec I sur les concepts physiques fondamentaux de l’électronique. Dans cette perspective, elles développent et testent du matériel pédagogique correspondant. L’objectif consiste également à élaborer une offre de formation continue à destination des enseignements du niveau cible. Le matériel pédagogique est testé, évalué et optimisé dans la formation de base de la HEP de Berne Sec I, dans le programme d’études Technique de courant continu de la BFH, dans la formation continue et au niveau cible Sec I.

L’utilisation durable des ressources naturelles ainsi que la connaissance et l’expérience des contextes écologiques sont d’une grande importance dans la société actuelle. Ce fait est également pris en compte dans le Lehrplan 21 (cf. domaines de compétences NT 1, 8 et 9 ainsi que les idées directrices EDD). En collaboration avec des experts de la BFH, les étudiants de la PHBern développent du matériel pédagogique et des dispositifs de mesure permettant aux élèves de différents sites scolaires de documenter les processus biotiques et abiotiques sur une période de 6 mois à un an sur une surface expérimentale de 20m². Les observations et les données recueillies fournissent une référence pratique pour les contenus MINT. De premières expériences avec un travail scientifique sont acquises. A moyen terme, les offres d’enseignement et d’apprentissage seront plus largement diffusées dans le cadre de cours de formation continue pour les enseignants.