l'éducation aux sciences et techniques à l'ère numérique ......connection oft he everyday life...

L'éducation aux sciences et techniques à l'ère numérique – un défi pour les HEP?

Smartfeld une initiative extra-scolaire

Doit-on repenser la formation supérieure des enseignant(e)s de l’école obligatoire dans le domaine des sciences et des techniques?

Valeurs, culture, compétences, commentles Hautes Écoles Pédagogiques peuvent-elles préparerles enseignant(e)s aux avancées et défis scientifiques et technolgiques de nos sociétés?

Conférence HES & HEP du Buergenstock, Lucerne, 12.01.19

«Die Selbstkontrolle der internationalen Wissenschaft hat versagt»

Nobelpreisträger D. Baltimore

Attentes de la société envers l’école

• L’enseignement et l’apprentissage des sciences et des techniques doit permettre:• l’acquisition de contenus et méthodes scientifiques • la compréhension des dimensions sociales et culturelles de la science

• Les élèves doivent être formés comme des lecteurs critiques de la science:• ils doivent être en mesure de mieux comprendre l’influence de la société sur le développement

des sciences et des techniques ainsi que l’influence de ces dernières sur la société.

Problème:

• Les élèves ont rarement l’opportunité de se confronter à la résolution de problématiques authentiques, c.a.d. ancrées dans leur quotidien et susceptibles d’avoir une importance pour leurs vies et / ou la société


Les cinq domaines professionnels les plus recherchés en Suisse(Fachkräftemangel Index 2018, SMM / Adecco, p.4)

• 1- Treuhandwesen (administration fiduciaire)

• 2- Techniker/innen (techniciennes et techniciens)

• 3- Ingenieurberufe (métiers de l’ingénierie)

• 4- Humanmedizin und Pharmazie (médecine humaine et pharmacie)

• 5- Berufe der Informatik (métiers de l’informatique)

quatre dans le domaine MINT


Une possible solution: contextualiser l’éducation auxsciences et techniques

L’apprentissage est un processus de socialisation culturelle (enculturation) qui peut être favorisé par l’usage d’activités dites authentiques ou une mise en contexte de l’apprentissage (ContextBased Learning)

• Est-il possible pour l’école d’offrir aux élèves un accès raisonné au contexte scientifique?

• Est-il possible de concevoir des environnements et des activités d’apprentissage qui se rapprochent le plus possible de la réalité des pratiques scientifiques?

• Quelle est l’attitude des élèves à l’égard de l’authenticité? Peut-on avoir, par le biais d’une confrontation à l’authenticité, une influence positive sur leur attitude envers les sciences et les techniques?


Postulat: les Hautes Écoles Pédagogiques jouent un rôlecentral pour assurer

• une intégration durable des espaces extra-scolaires dans la formation des enseignant(e)s de l’école obligatoire

• un usage efficient des espaces extra-scolaires d’expérience et / ou d’apprentissage des scienceset des techniques

• le développement et l’assurance qualité des espaces extra-scolaires

www.mobiLLab.ch www.smartfeld.chConférence HES & HEP du Buergenstock, Lucerne, 12.01.19

http://www.mobillab.ch/http://www.smartfeld.ch/

Espaces de savoirs / l’école et la sociétéDewey, J. (1899). The School an Society. Chicago: The University of Chicago Press*

* In M. S. Dworkin, Dewey on Education. New York: Teacher College Press, 1959, p. 77


L’école et la société

• “From the standpoint of the child, the great waste in the school comes from is inability to utilizethe experiences he gets outside the school in any complete and free way within the school itself ; while on the other hand, he is unable to apply in daily life what he is learning at school. That isthe isolation of the school – its isolation from life.”

J. Dewey, 1899, S. 78.

• “ There should be organic connection between the school and business life, it is not meant thatthe school ist o prepare the child for any particular business, but there should be a naturalconnection oft he everyday life oft he child with the business environment about him, and that isthe affair of school to clarify and liberalize this connection, to bring it to consciousness. ”

J. Dewey, 1899, S. 78.


Créer de nouveaux espaces authentiques d’apprentissage – l’écoleau contact de l’industrie

• Les activités authentiques d’apprentissage se caractérisent par:

leur interdisciplinarité

leur complexité

la recherche de solutions multiples à des problèmes ancrés dans le réel

la nécessité de travail collaboratif

la mise en oeuvre de processus cognitifs rappellant ceux de la réalité

*Barab et al (2000), Bennett et al. (2007), Edelson, 1998, Fensham (2009), Kantor (2000), Reeves, Herrington & Oliver, (2002), Reiners, 2000, Savery & Duffy (1996), Squires (1999), Young (1993)


• Projet européen visant à établir des partenariats durables entre des écoles du secondaire I (Cycle III) et des industrieslocales dans le canton de St.Gall et la régiondu Vorarlberg (Autriche).

• Plus de 20 partenariats ont été mis en place, accompagnés et évalués scientifiquemententre 2015 et 2018.

• Plus de 500 élèves se sont impliquésactivement dans le cadre de cette initiative.

Exemple: MINT macht Schule


Effets de la mise en oeuvre d’activités authentiques dans le contexte scolaire et en dehors du cadre scolaire

La réalisation d’activités scientifiques et techniques dans un contexte authentique conduit

• à une augmentation du sentiment d’efficacité personnelle des élèves(Euler, 2007; Pawek, 2009)

• à un renforcement de leur intérêt pour les sciences et les techniques(Hulleman & Harackiewiczs, 2009; Henriksen et al. , 2015)

• à une meilleure compréhension des sciences et des techniques et à un effet positif sur le plan émotionel(Rennie, 2007; Tal, 2012)

• à un effet positif sur l’acquisition et le transfert de savoirs(Braund & Weiss, 2006; Kuhn & Müller, 2014)


Partage des espaces de savoir et des temps d’apprentissageselon Falk & Dierking, 2003*

*Falk, L. D. & Dierking J. H. (2003). Optimizing out-of-school time: The role of free-choice learning. New Directions for Youth Development, 97, p.80


Estimation du temps passé dans et à l’extérieur d’espaces formels d’enseignement


Une tentative de conceptualisation des espaces extra-scolairesd’apprentissage des sciences et des techniques

“We now appreciate that STEM learning not only regularly occurs in schools and universities, but also in informal settings like museums, science centers, zoos and aquariums, when children and adults are at home, participate in community-based activities and after-school programs and across a wide range of digital media”

(Falk & Dierking, 2016)


Des défis pour les Hautes Écoles PédagogiquesInformal Science Education / Out of School Learning Places / Context Based Science Education

• Comment intégrer durablement une approche authentique des sciences et des techniquesdans la formation des enseignant(e)s de l’école obligatoire?

• Quelle importance donner aux différentes formes d’apprentissage en dehors du cadrescolaire?

• Comment assurer la qualité et l’actualité des offres extra-scolaires devant être intégréesdans la formation des enseignant(e)s?

• Le système de valeurs transmis au sein des Hautes Écoles Pédagogique permet-il la formation de la littératie scientifique des enseignant(e)s dans des contextes authentiquesen mutation permanente?


• introduction de nouveaux espaces de discussion au sein du groupe classe

• mise en avant du contexte et de la pratique des contenus de l’apprentissage

• renforcement du lien entre les contenus scolaires et la vie quotidienne

• une meilleure compréhension de la nature des sciences et des techniques

De l’importance de créer des espaces hybrides dans des contextesauthentiques.


Les impacts des approches de l’éducation contextualiséerésultats d’une revue systématique de 61 études empiriques CBSE/ STS par Lubben et al. 2005*

• Les élèves, garçons et filles présentent de manière significative une attitude plus positive enversles sciences, par rapport aux élèves ayant suivi des approches traditionelles.

• Une telle approche permet une réduction du fossé entre les filles et les garcons quant à leurattitude par rapport aux sciences.

• Les élèves perçoivent également mieux et de manière significative le lien entre science, technologie et société.

• Les élèves montrent enfin de manière significative une meilleure compréhension conceptuelledes sciences.

*Lubben, F., Bennett, J., Hogarth, S., Robinson, A. (2005) A systematic review of the effects of context based and Science-Technology-Society (STS) approaches in the teaching of secondary science on boys and girls, and on lower ability pupils. In: Research Evidence in Education Library. London: EPPI-Centre, Social Science Research Unit, Institute of Education, University of London.


Les impacts des approches de l’éducation contextualisée – les centres de vulgarisation scientifique

• Étude empirique (Falk & Dierking, 2016*) avec des adultes, n=6089, dans différents centres de vulgarisation scientifique à travers le monde.

• De manière cohérente les résultats obtenus dans les différents pays montrent que l’expérienced’un centre de vulgarisation scientifique corrèle positivement avec les aspects suivants:

• Le savoir et la compréhension des sciences et des techniques• L’intérêt et la curiosité dans les sciences et les technologies• La participation libre et active à des activités de loisir en lien avec la science• Une plus grande identification avec la science et les technologies.

*Falk, J. H. et al. (2016). Correlating Science Center Use With Adult Science Literacy: An International, Cross-Institutional Study. Science Education, 100, 5, pp. 849–876.


Éducation contextualiséee aux sciences et aux techniques

Creative Problem Solving (CPS) (Wood & Bilsborow, 2013, adapted from Amabile (1996), Csikszentmihalyi (1999) and Titus (2000))

• L’authenticité comme cadre d’apprentissage

• La créativité comme force


Exemple d’engagement des Hautes Écoles Spécialisées et Pédagogiques

SMARTFELD – une plateforme extrascolaire dans le contexteinnovatif de spin-offs et startups

● Qui: 4 Hautes Écoles (HSG, PHSG, FHSG, NTB), Empa et Startfeld

● Quoi: un centre scientifique pour l’encouragement de la créativité dans le contexte de la transformation numérique dans un écosystème authentique et innovatif, au centre d’unincubateur de startups Startfeld, à la source de l’innovation à l’Est de la Suisse

● Public ciblé: enseignant(e)s et élèves de l’école obligatoire mais également du secondaire II et de la formation professionnelle, ainsi que le grand public

● Offres: des workshops thématiques, des ateliers pour les classes, des formationscontinues, des cours de soutien dans le domaine du numérique, des ateliers de découverte pour les familles

Smartfeld - Interdisziplinäre Bildungsinitiative

La transformationnumérique est considérée

dans le contextescientifique

Plateforme de transfertdes savoirs et pratiques

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Transformation numérique

Innovations issues de l´industrie et de la recherche

Transfert vers les publics cibles

Science appliquée

pensée critique communication créativité collaboration

Smartfeld – renforcer les compétences du 21ème siècle

Ancrage dans un écosystème hautement innovatif et dynamique: l’incubateur de startups et de spin-offs Startfeld

Smartfeld – positionnement

● Smartfeld en tant qu´espace extra-scolaire dans unécosystème authentique souhaite

• permettre, en respect des plans d´études et à tous les niveaux de l´école obligatoire et au-delà, une réflexionsur la formation des savoirs scientifiques

• offrir une approche fondée sur la nature des scienceset des techniques

• offrir un espace où la créativité, moteur de la sciencepourra s´exprimer pleinement

Smartfeld –encouragement de la pensée créative

L’importance de la créativité doit être considérée dans le domaine des sciences et des techniques, au même titre qu’elle l’est dans les arts, la culture ou l’économie.

Les cinq phases de la pensée créative (Funke & Käser, 2014; Csikszentmihalyi, 1996)

1. Pré-opération: contextualisation du problème considérant l’état des connaissances dans le domaine

2. Incubation: phase créative inconsciente au cours de laquelle on traite du problème posé

3. Illumination: phase créative à proprement parler, au cours de laquelle une solution au problème est trouvée, le moment Aha !

4. Vérification: L´idée est testée scientifiquement5. Élaboration: L’idée est développée et implémentée

Smartfeld – des offres adaptées aux différents cycles scolaires

● Workshops thématiques(Smarttextilien depuis septembre2018, Photonik à partir de fin2019)

Smartfeld – des offres adaptées aux différents cycles scolaires

● Des cours de base visant à renforcerles compétences dans le domainede la programmation par exemple

• L’apprentissage des sciences et des techniquesfait appel à des espaces de savoir (physiques et numériques) de plus en plus variés et donc à des contextes socioculturels également très variés

• Le renforcement de la littératie scientifique et technologique des enseignant(e)s doit devenir unaxe prioritaire d’enseignement et de recherche au sein des Hautes Écoles Pédagogiques

• La formation et la recherche dans les HautesÉcoles Pédagogiques doit considérer le systèmescolaire comme une entité évoluant au croisemententre de nombreux espaces de savoir et de compétences en mutation permanente

Conclusion


L'éducation aux sciences et techniques à l'ère numérique – un défi pour les HEP?Doit-on repenser la formation supérieure des enseignant(e)s de l’école obligatoire dans le domaine des sciences et des techniques?Attentes de la société envers l’écoleLes cinq domaines professionnels les plus recherchés en Suisse� (Fachkräftemangel Index 2018, SMM / Adecco, p.4)Une possible solution: contextualiser l’éducation aux sciences et techniquesPostulat: les Hautes Écoles Pédagogiques jouent un rôle central pour assurerEspaces de savoirs / l’école et la société�Dewey, J. (1899). The School an Society. Chicago: The University of Chicago Press* L’école et la sociétéCréer de nouveaux espaces authentiques d’apprentissage – l’école au contact de l’industrie Exemple: MINT macht Schule Effets de la mise en oeuvre d’activités authentiques dans le contexte scolaire et en dehors du cadre scolairePartage des espaces de savoir et des temps d’apprentissage�selon Falk & Dierking, 2003*Estimation du temps passé dans et à l’extérieur d’espaces formels d’enseignementUne tentative de conceptualisation des espaces extra-scolaires d’apprentissage des sciences et des techniquesDes défis pour les Hautes Écoles Pédagogiques�Informal Science Education / Out of School Learning Places / Context Based Science Education Foliennummer 16Les impacts des approches de l’éducation contextualisée�résultats d’une revue systématique de 61 études empiriques CBSE/ STS par Lubben et al. 2005*��Les impacts des approches de l’éducation contextualisée – les centres de vulgarisation scientifique�Éducation contextualiséee aux sciences et aux techniques � �Exemple d’engagement des Hautes Écoles Spécialisées et Pédagogiques ��SMARTFELD – une plateforme extrascolaire dans le contexte innovatif de spin-offs et startupsSmartfeld - Interdisziplinäre Bildungsinitiative Smartfeld – renforcer les compétences du 21ème siècleSmartfeld – positionnement Smartfeld –encouragement de la pensée créativeSmartfeld – des offres adaptées aux différents cycles scolairesSmartfeld – des offres adaptées aux différents cycles scolaires Foliennummer 28Foliennummer 29Conclusion��

l'éducation aux sciences et techniques à l'ère numérique ......connection oft he everyday life...

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