La promotion de la pensée algorithmique soutient le développement (ultérieur) de compétences, telles que l’abstraction et la généralisation, l’évaluation et l’optimisation itérative, la présentation des informations et la communication précise. La projection et l’analyse d’algorithmes, autrement dit de méthodes de résolution des problèmes aussi claires que possible, constitue un aspect essentiel. Des unités d’enseignement interdisciplinaires ont été élaborées dans le projet afin de soutenir la mise en place de compétences durables en matière de résolution des problèmes.

Les unités d’enseignement s’adressent à des (futur-e-s) enseignant-e-s et incluent respectivement une introduction, les données du problème avec des indications détaillées pour la résolution, des commentaires didactiques et des indications bibliographiques. Les exercices peuvent être utilisés en cours sous une forme adaptée au niveau (parfois aussi au niveau secondaire).

Dans les ateliers, ils ont surtout été réalisés et discutés avec des chargé-e-s de cours de la Haute école pédagogique (de toutes les spécialités). Presque tous les participants ont estimé que la promotion de la pensée algorithmique à l’école était importante et que l’éventail des unités d’enseignement interdisciplinaires était utile. La plupart des chargé-e-s de cours envisagent par conséquent d’intégrer la pensée algorithmique dans leur activité d’enseignement.

Un CAS en robotique de formation a été élaboré dans le projet «CAS: la robotique en primaire». Dans le cadre du projet, les enseignant-e-s participant-e-s, qui ne disposent d’aucune connaissance spécifique dans le secteur de la technologie utilisée, sont formés et accompagnés. La formation continue comprend le concept de Computional Thinking (Wing, 2006), la méthode d’enseignement par projet ainsi que le mode de fonctionnement des robots et des technologies numériques utilisés.

Le CAS a été proposé trois fois et une quarantaine d’enseignant-e-s ont été formé-e-s. Ils utilisent la robotique dans leurs classes afin d’enseigner à leurs élèves des connaissances de base sur la programmation et le concept de Computational Thinking.

Le projet a démarré avec l’hypothèse que l’enseignement informatique jouera un rôle grandissant dans les différents niveaux de formation, mais que les enseignant-e-s compétent-e-s à cet égard y sont encore insuffisamment préparés. Dans le projet, nous avons pu montrer que ces lacunes dans le domaine de la didactique spécialisée et de la professionnalisation sont comblées avec des ressources biographiques et que ces stratégies subsidiaires s’accompagnent souvent d’attributions stéréotypiques de genre à la matière ainsi qu’aux élèves et étudiant-e-s.

En conclusions, nous identifions une double différenciation des sexes: des attributions spécifiques au sexe sont d’une part opérées vis-à-vis des écoliers et écolières ainsi que des étudiant-e-s, d’autre part l’informatique est genrée en tant que technologie. Dans ce processus, certains écoliers/écolières et étudiant-e-s sont exclus. Le projet présente de premières pistes concernant la conception d’un enseignement informatique adapté aux sexes et l’influence ainsi que la responsabilité que les enseignant-e-s ont et pourraient avoir dans ce processus. Dans le projet, nous avons ainsi tenté dans l’optique du concept de «Computational Thinkings» dans l’enseignement de présenter une solution pour enseigner l’informatique et développer des compétences correspondantes. Le transfert de ces résultats de projet a été effectué dans de nombreuses manifestations dans le cadre de l’enseignement dans nos établissements de formation.

Le LEGO Education Innovation Studio (LEIS) est ouvert depuis la 2e Journée suisse du numérique du 25 octobre 2018 aux étudiants et aux enseignants des écoles publiques au Centre vonRoll de la Haute école pédagogique HEP de Berne. Dans le cadre du LEIS, les élèves peuvent aborder les facettes de la numérisation de manière ludique et exploratoire. Ils acquièrent une expérience des questions techniques, de la programmation et de l’utilisation des robots et sont accompagnés par des étudiants et des professeurs de la HEP de Berne.

Depuis lors, de nombreuses classes de maternelle et de primaire ont pris plaisir à travailler au LEIS. Certaines écoles ont emprunté du matériel LEIS pour l’enseignement ou pour la formation interne. Certaines de ces écoles étaient supervisées par des étudiants ou des professeurs de la HEP de Berne. Enfin, le LEIS est aussi régulièrement utilisé pour la formation et la formation continue des (futurs) enseignant-e-s et dans le cadre de manifestations inter hautes-écoles organisées conjointement avec la Haute école spécialisée bernoise (BFH).

Le LEIS est intégré au groupe de réflexion «Médias et technologies de l’information» de la HEP de Berne depuis le 1er août 2019. Cela garantit le fonctionnement futur du LEIS.

La Haute Ecole pédagogique de Lucerne a mis en place un RobertaRegioZentrum pour le canton de Lucerne en coopération avec les départements Ingénierie et architecture et Informatique de la Haute Ecole de Lucerne. L’initiative Roberta® encourage l’accès à l’informatique et à l’ingénierie à l’aide de robots, en créant des environnements pédagogiques adaptés à chaque sexe. De futur-e-s enseignant-e-s et des enseignant-e-s confirmé-e-s ont été préparés à l’utilisation future de la robotique et de la technique en cours grâce à différentes offres.

Douze collaborateurs des deux hautes écoles, onze enseignant-e-s et 32 futur-e-s enseignant-e-s ayant choisi la matière Médias et informatique pour le niveau secondaire 1 ont suivi une formation continue dans le cadre de trois formations de base Roberta pour devenir des Roberta-Teachers et une collaboratrice a suivi une formation continue de Roberta-Coach. Plus de 500 futur-e-s enseignant-e-s du jardin d’enfant et du primaire ont suivi une formation sous la forme d’une brève intervention. Un prêt de matériel robotique et un site Internet avec des ressources de support pour la réussite de l’intervention pratique ont par ailleurs été mis en place.

Un nouveau parcours de formation des enseignant-e-s en mathématiques a été créé dans le cadre d’un Joint Master de trois ans de deux départements de la Scuola universitaria professionale della Svizzera italiana SUPSI (Dipartimento Formazione e Apprendimento DFA et Dipartimento tecnologie innovative DTI).

L’objectif de ce Master consiste à former des ingénieur-e-s et des scientifiques HES pour en faire des enseignant-e-s en mathématiques pour le niveau secondaire I. La formation est reconnue dans l’ensemble de la Suisse.

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.

Dans le projet «Contextes de la recherche technique», de futur-e-s enseignant-e-s du niveau secondaire 1 ont analysé pendant un module semestriel des projets de recherche du département Ingénierie et architecture de la Haute école technique de Lucerne, consigné les concepts physiques sur lesquels ils reposent et préparé des environnements 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 technique de Lucerne et au plan didactique par des chargé-e-s de cours de la Haute école pédagogique de Lucerne. En matière de thèmes, les contextes se rapportent aux compétences du plan d’études 21, 3. Cycle, spécialité Nature et ingénierie.

Le module a été mis en œuvre à quatre reprises pendant la durée du projet avec environ 160 futur-e-s enseignant-e-s et 23 classes accompagnées par leur enseignant-e respectif/respective. Les futur-e-s enseignant-e-s étaient intéressés par les projets de recherche et se sentaient plus à l’aide à l’issue du module pour enseigner de telles thématiques physico-techniques.

Les nombreux tests liés au COVID-19 nous montrent aujourd’hui l’influence des analyses complexes. Grâce à notre projet «Analyse moderne en cours», nous voulions permettre d’expérimenter les principes, procédés et problèmes sous-jacents afin de renforcer l’autodétermination. Nous avons atteint cet objectif. Un spectromètre avec Lego® (voir photo) a été développé et est désormais proposé sous forme de kit de montage, assemblé par de nombreux apprenant-e-s et utilisé dans les écoles pour des expériences fondamentales.

Des spectromètres d’élèves prêtables permettent également de traiter des problématiques quantitatives étendues et de les approfondir avec trois appareils professionnels modernes. Ces offres ont malheureusement été trop peu utilisées pendant la pandémie. Pour le projet de phare, un petit appareil RMN abordable, également prêtable, pour les écoles, les moyens ont malheureusement fait défaut à la fin. Plusieurs formations continues pour enseignant-e-s très recherchées et des contributions à des congrès en Suisse et à l’étranger ainsi qu’une intervention prévue dans un musée technique témoignent du vif intérêt pour ce thème.

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.

Huit classes de différentes écoles étudient séparément ou en groupes une surface de 20 m² dans leur environnement, sur une période de six mois à un an. Elles documentent leurs études au fur et à mesure. Elles comparent les impressions, les valeurs de mesure et les résultats avec leurs camarades de classe, grâce à un site Internet spécialement créé à cet effet. Les observations et les données saisies présentent un lien pratique avec MINT. De premières expériences relatives à des travaux scientifiques sont réalisées. Grâce au lien créé avec «leur» parcelle de terre, les écoliers et écolières sont en outre encouragés à une gestion durable de la nature.

Des étudiant-e-s de PHBern élaborent des matériels pédagogiques conjointement avec des spécialistes de BFH. Pour l’observation et la mesure à long terme autonomes des facteurs biotiques et abiotiques sur les surfaces expérimentales, les écoliers et écolières utilisent en outre des instruments de mesure appropriés qui ont préalablement été sélectionnés et testés par les étudiant-e-s de PHBern. Ils travaillent notamment avec des caméras de surveillance des animaux, des enregistreurs de données et des stations météorologiques mobiles. Le réseau LORA (Internet des objets, expertise de la BFH-TI Bienne) est notamment utilisé pour la transmission des données des différentes surfaces observées. Les expériences réalisées dans le projet sont prises en compte dans l’organisation et la mise en œuvre d’une offre d’enseignement/d’apprentissage dans le cadre d’offres de formation continue pour les enseignant-e-s.

Notre univers est imprégné d’électronique et celle-ci présente également un rapport direct avec le vécu direct des écoliers et écolières du niveau secondaire I, même s’il n’est souvent pas perçu de manière explicite. C’est la raison pour laquelle cette thématique revêt également une importance accrue dans le plan d’études 21. C’est pourquoi une offre d’enseignement pour la formation de base des enseignant-e-s du niveau secondaire I a été élaborée dans le cadre du projet «Electronique» afin de communiquer les concepts physiques fondamentaux de l’électronique et plus particulièrement de présenter la transition de l’électronique analogique à l’électronique numérique.

Des supports pédagogiques appropriés ont été développés et expérimentés et doivent désormais aussi être utilisés comme offre de formation continue pour les enseignant-e-s. L’objectif consiste à associer les compétences spécialisées NT avec les compétences du plan d’études du module Médias et informatique et de la discipline TCT.

Des informations sur les résultats de ce projet suivront.

La formation technique générale représente une discipline transversale mise en œuvre à l’école primaire par différent-e-s enseignant-e-s (spécialisé-e-s). Avec le plan d’études 21 qui prévoit en partie la promotion de compétences similaires dans différentes spécialités, une concertation et coordination interdisciplinaire s’impose. La question des conditions d’admission et des objectifs de la formation professionnelle technique et tertiaire se pose en outre, tout comme celle de ce que l’école primaire peut faire pour que ses diplômé-e-s puissent s’engager dans une carrière correspondante en étant bien préparés.

Des concepts, des définitions et des plans d’études de tous les niveaux scolaires ont été analysés dans la perspective de la formation technique générale et professionnelle, dans le cadre du projet. Par ailleurs, la coopération interdisciplinaire a permis à titre exemplaire 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 chargé-e-s de cours et chercheurs des hautes écoles techniques et pédagogiques ont élaboré, expérimenté et évalué des unités d’enseignement interdisciplinaires sur le thème de la bionique, du béton et des textiles hightech.

Une partie des résultats du projet a été synthétisée dans un script pour la formation et la formation continue des enseignant-e-s en Suisse. La publication a pour objectif prioritaire de faire en sorte que les enseignant-e-s spécialisé-e-s futur-e-s et en poste connaissent les objectifs d’une formation technique générale et la contribution que les différentes matières peuvent y apporter.

Avec l’aide de la Haute école pédagogique de Lucerne, le service public de la formation scolaire du canton de Lucerne organise un atelier MINT pour la 3e à la 6e dans le cadre de l’objectif du programme législatif d’encouragement MINT. Les thèmes se rapportent aux compétences du plan d’études 21, 2. Cycle, spécialités Nature, homme, société ainsi que Médias et informatique. En accompagnement, deux demi-journées de formation continue sont organisées pour les enseignant-e-s en primaire dans les écoles du projet.

Par des exposés d’expert-e-s de la Haute école pédagogique et la préparation ou le développement didactiques et axés sur les compétences thématiques MINT relevant du plan d’études, les enseignant-e-s ont été aidés et formés sur les plans technique et didactique dans la conception de leur enseignement à destination des élèves de primaire. En tout, plus de 650 enseignant-e-s de plus de 50 écoles comptant environ 330 classes ont pu suivre une formation continue et être accompagnés pendant la durée du projet de 2017 à 2020.

Le projet vise à faire entrer dans les salles de classe l’idée du Maker, qui est vécue dans les différents FabLabs et MakerSpaces du monde entier. Le FHNW Maker Studio propose un programme de cours correspondant pour que les enseignants apprennent à utiliser les «MakerBoxes». Ces MakerBoxes peuvent être empruntées auprès des bibliothèques de la FHNW et sont basées sur des boîtes à thèmes pour l’enseignement par projet. Les MakerBoxes suivent un concept didactique. Le concept didactique et deux MakerBoxes ont été développés dans le cadre du projet: «Thermoformage de moules et coulage de chocolat», «Vêtements intelligents».

L’idée clé ci-après est à l’origine d’une MakerBox: Lors du développement d’une MakerBox, il faut veiller à ce que l’introduction ne se fasse pas principalement par le biais de sujets typiquement MINT, mais plutôt «hands on» si possible, c’est-à-dire que les boîtes reprennent un sujet de la vie quotidienne, qu’elles puissent être utilisées et adaptées aux différentes matières, que des outils faciles à utiliser soient utilisés et que des instructions claires ainsi que des offres de soutien et autres soient disponibles, en particulier pour les enseignants.

Afin de pallier la pénurie de main-d’œuvre dans les professions et les programmes d’études MINT, le TecLab soutient les enseignant-e-s lors de l’enseignement dans les matières correspondantes en préparant des thèmes MINT pour des offres scolaires et extra-scolaires, d’une manière pratque et proche du quotidien. Le TecLab propose par exemple aux classes du jardin d’enfant jusqu’au 3e cycle une offre de journées ou de semaines MINT sur les thèmes de la mobilité, de l’énergie, de l’industrie 4.0 et de la numérisation. Pour les enseignant-e-s de ces classes, le TecLab développe en outre des matériels et des formations continues spécifiques pour que les thèmes puissent être traités dans l’enseignement ordinaire. Dès leur plus jeune âge, les enfants et les adolescent-e-s sont ainsi familiarisés avec la technique et l’informatique en fonction de leur âge.

L’offre du TecLab est adaptée au plan d’études 21. Grâce au lien avec le plan d’études et aux idées de préparation et de suivi des journées MINT, les enseignant-e-s sont incités à intégrer la technique et l’informatique dans leurs cours également sous les aspects de l’éducation en vue d’un développement durable (EDD), des compétences interdisciplinaires et des spécialités plutôt axées sur l’action sociale ou l’économie (WAH, RZG, ERG, etc.).

Dans le cadre du programme «Réseau national formation MINT», la collaboration entre spécialistes de PHBern et de la BFH a permis de réaliser des progrès considérables dans l’élaboration des offres et leur orientation en fonction des besoins concrets des enseignant-e-s. Le développement du TecLab se poursuivra même après l’achèvement du projet.

Les étudiant-e-s de différentes filières de la BFH et de la HEP de Berne ont souvent des difficultés à traiter les connaissances sur les matériaux, leurs propriétés et leurs usages. Les archives des matériaux représentent une collection décentralisée de matériaux et de matières premières et permettent au public d’accéder à des connaissances détaillées sur les matériaux par le biais d’une base de données en ligne, mais ne fournissent pas pour l’instant d’aides didactiques. Cette lacune est comblée par les fiches d’identification des matériaux qui ont été élaborées en étroite collaboration avec des chargé-e-s de cours des deux hautes écoles.

Les douze documents de base et les seize documents complémentaires reproduisent respectivement douze matériaux exemplaires pour ce groupe ainsi que leurs principales caractéristiques et utilisations. Les documents permettent aux étudiant-e-s de la BFH et de la HEP de Berne de travailler en toute autonomie et d’acquérir les connaissances sur les matériaux.

Des collections accessibles aux étudiant-e-s ont été mises en place sur les sites de la BFH et de la HEP de Berne avec les échantillons de matériaux correspondants. Pour l’école primaire, il existe en outre des valises empruntables avec des échantillons de matériaux réels et des indications didactiques quant à leur utilisation en cours.

Le projet comprend la mise en place d’un atelier MINT sous forme de plateforme facile d’accès pour la formation initiale et continue d’enseignants et d’étudiants de la HEP de Berne auprès de la Haute école technique bernoise avec la participation de la Haute école spécialisée bernoise BFH. En février 2018, les étudiants de la HEP Berne ont organisé, en collaboration avec les collaborateurs de la TF Berne, une semaine technologique («Hello Robot») pour les étudiants de 7e année. Cela a conduit à un échange technique et didactique approfondi entre les étudiants de la HEP Berne et les formateurs professionnels, les professeurs des deux institutions et les étudiants de la TF Berne.

En outre, deux séminaires («Construire et vivre» et «Travail et production») ont été organisés à la HEP Berne pour développer et tester des offres de médiation, au cours desquels des expériences ont été acquises concernant les offres à développer pour le TecLab Burgdorf. Cette expérience est actuellement utilisée dans le développement de l’offre MINT au TecLab Burgdorf.

Des manifestations spécifiques qui (a) s’adressent aux classes du niveau secondaire I (Te4Teen) et (b) proposent des moments de réflexion et d’apprentissage aux (futur-e-s) enseignant-e-s de ce niveau (Tec4Teachers) ont été planifiées et réalisées dans ce projet. Les deux types de manifestations ont un lien entre eux et doivent donner des idées et des suggestions aux enseignant-e-s sur la manière dont ils peuvent intégrer les contenus techniques transmis dans le cadre des ateliers Tec4Teen durablement dans leurs cours. Les manifestations ont été réalisées dans le cadre du Sportech Events 2019 (https://www.sportech-tenero.ch/). La manifestation pour les enseignant-e-s a été proposée deux autres fois.

Le temps accordé à des thèmes spécifiques dans la formation des enseignant-e-s, et notamment dans l’enseignement primaire, est très restreint. L’équipe de projet de la Haute école de Lucerne et de la Haute école pédagogique de Lucerne a donc développé dans ce projet de brèves interventions (dès 2 heures doubles) sur des sujets MINT en rapport avec le plan d’études 21, 2. et 3. Cycle, spécialités Nature, homme, société ainsi que Médias et informatique. Ces interventions ont ensuite été réalisées dans les modules des matières Nature, homme et société, Médias et informatique ainsi que dans la spécialisation MINT.

Pendant la durée du projet de 2017 à 2020, quatre brèves interventions différentes ont été conçues et réalisées avec un total de 200 futur-e-s enseignant-e-s: «Creative Coding» dans la spécialité Médias et informatique pour le niveau secondaire 1, «Transformation énergétique et moteurs électriques dans les trois départements d’ingénierie» dans la matière Nature, homme et société pour le niveau primaire, «Enveloppes de bâtiments pour un avenir durable» et «Introduction à la technique» dans la spécialité MINT pour tous les niveaux.

Dans ce projet, la section Informatique de la Haute école de Lucerne a créé un prototype technique permettant de réaliser des expériences sur les circuits électriques qui est suivi sur le plan de la conception et de la pédagogie par la Haute école pédagogique de Lucerne. L’utilisation dans la formation d’enseignant-e-s a pour objectif d’encourager des connaissances pédagogiques technologiques spécialisées (TPACK) qui permettront aux futur-e-s enseignant-e-s d’intégrer les nouvelles opportunités des technologies numériques dans leurs cours afin d’en promouvoir l’apprentissage. A cet effet, des expériences réelles ont été enrichies d’objets virtuels pendant le cours de physique afin de faciliter l’utilisation de modèles physiques et leur évaluation critique.

L’utilisation de la réalité augmentée dans la formation et la formation continue de futur-e-s enseignant-e-s en Nature et ingénierie a été testée au niveau secondaire 1 à l’aide du prototype élaboré.

L’idée de base du cours de formation continue de quatre jours «Expérimenter et développer soi-même» consiste à autoriser un accè authentique à l’ingénierie et aux sciences naturelles aux enseignant-e-s en primaire, à faire disparaître leurs craintes éventuelles dans ce domaine et à étendre leurs compétences techniques en sciences naturelles. Pour ce faire, l’objectif est d’utiliser les infrastructures et ressources des hautes écoles techniques et de la haute école pédagogique.

Les participant-e-s aux cours se voient transmettre une vision d’ensemble des méthodes pratiques de travail des (futur-e-s) ingénieur-e-s. Ils se penchent sur différentes thématiques en testant par eux-mêmes et en apprenant par la pratique surtout. Concrètement, les enseignant-e-s expérimentent sur les thèmes «Bactéries / résistances aux antibiotiques» ainsi que «Construire et programmer des robots», avec un lien direct avec la pratique de l’enseignement.

Les participant-e-s à la manifestation pilote en juillet 2019 ont donné un feed-back globalement positif. Le fait qu’ils aient pu expérimenter eux-mêmes et «se mettre personnellement en situation d’élève» a été très apprécié. Des craintes ont par ailleurs explicitement été levées. La deuxième session du cours a été différée d’un an à juillet 2021 pour cause de pandémie. Il est envisagé de proposer le cours de formation continue sous forme de cours régulier à la HEP de la FHNW dès 2022.

Les techniques de l’environnement, des bâtiments et de la production sont confrontées à d’énormes défis en ce qui concerne l’efficacité énergétique et des ressources. Seuls ceux qui comprennent les interdépendances sont capables de relever ces défis. Dans ce projet, de futur-e-s enseignant-e-s du niveau secondaire I ont approfondi les causes, les problèmes et les conséquences des «micropolluants dans le milieu aquatique», des «déchets plastiques» et des «flux d'énergie dans les bâtiments», conjointement avec des spécialistes des hautes écoles MINT. Ils ont par ailleurs discuté de mesures visant à réduire ces problèmes. Dans le cadre d’un jeu de rôles, ils ont ensuite pu adopter différentes perspectives, utiliser leurs connaissances spécialisées et négocier des compromis au sein du groupe. Des vidéos explicatives ont en outre été élaborées et produites en raison du coronavirus. Elles permettent de familiariser les écoliers et écolières du niveau secondaire I avec les deux systèmes.

La réflexion sur les concepts de la pensée systémique et l’application des concepts par l’exemple permettra également aux étudiant-e-s à l’avenir de décrire d’autres champs d’action complexes sous forme de systèmes, de les reconstruire et les modéliser et de se baser sur la modélisation afin d’expliquer, faire des prévisions et créer des potentiels d’action et finalement de les évaluer.

Dans le cadre de ce projet, les futur-e-s enseignant-e-s et les enseignant-e-s en poste peuvent acquérir une compréhension technique par la nécessité d’observer, de décrire et de développer des approches d’explication pour des principes et des modes d’action de la technique par le biais d’événements techniques filmés en muet. Lorsque l’objectif est de consigner des observations et de formuler des explications, des moyens rhétoriques adéquats doivent être utilisés – la compréhension et la langue sont étroitement liées.

Les séquences vidéo qui doivent permettre aux enseignant-e-s de vivre des phénomènes techniques par eux-mêmes, puis d’y réfléchir par le biais de la relation entre concept et terminologie sont mises à disposition sous forme de séquences vidéo muettes de déroulements et événements techniques.

Les enseignant-e-s découvrent également comment les enfants appréhendent ces films muets et comment des phénomènes techniques peuvent être abordés avec les enfants dans le cadre du dialogue. La réalisation intervient dans le cadre des formations continues et de l’enseignement de la HEP de la FHNW.

Le projet MINT «du projet à l’impression textile» porte sur le processus de recherche lors de la recherche de solutions à la croisée des défis techniques et des facteurs esthétiques. La base était constituée d’expériences pratiques réalisées à la BFH avec des appareils spécifiques et évaluées par une recherche analytique. Un projet initial a donné naissance à des tâches pour les apprenant-e-s du niveau primaire et secondaire qui incitent à apprendre tout en pratiquant la recherche et qui favorisent l’implication des domaines MINT, grâce à une focalisation sur le processus de recherche et d’éventuelles associations de disciplines.

Une étudiante du cursus master didactique Design TCT de la HEP de Berne s’est ainsi intéressée de près à des motifs sur des surfaces textiles. Elle s’est demandée comme des procédés textiles qui sont traditionnellement réalisés à la main bénéficient d’une plus grande régularité lors de la mise en œuvre pratique grâce à des procédés d’impression mécaniques. Lors de l’association avec les mathématiques, il a d’abord fallu rechercher les motifs pouvant être créés en CAO et qui se prêtent à une impression mécanique. Elle s’est ensuite penchée sur l’impression batik par réserve à la cire. L’utilisation de l’infrastructure et l’encadrement par des spécialistes de la BFH ont permis de transformer une fraise CNC de la HEP de Berne en une imprimante à la cire. L’impression à la cire numérique est un nouveau développement de la BFH, qui a été spécifiquement développée dans le cadre de ce projet.

De nombreuses heures d’expérimentation ont été nécessaires à l’élaboration systématique de solutions techniques pour le procédé d’impression à la cire. Les propriétés des différentes surfaces textiles ont dû être prises en compte et les commandes pour l’imprimante ont dû être programmées en conséquence. Un environnement d’apprentissage permettant de découvrir et d’acquérir des connaissances en toute autonomie est mis en place à la HEP de Berne pour l’apprentissage dans le cadre de la recherche. L’appareil mis au point sera désormais utilisé à la HEP de Berne dans la formation de base pour le niveau primaire et secondaire 1, afin de développer la formation technique et didactique. Les étudiant-e-s bénéficient d’un soutien actif par des pairs, des chargé-e-s de cours et d’autres spécialistes dans leurs processus. La formation MINT pour les futur-e-s enseignant-e-s peut ainsi être durablement encouragée.

Dans le projet pilote «La science derrière la couleur», tant les futur-e-s enseignant-e-s du niveau secondaire I que les étudiant-e-s de la conservation et de la restauration ont observé et décrit des phénomènes physiques proches du quotidien à partir de la fabrication et de l’application de pigments et de colorants importants dans l’histoire.

Ils ont élaboré des hypothèses afin de les expliquer et ont ainsi pris confiance dans la méthodologie scientifique critique et flexible. Une unité de formation a ensuite été développée pour le niveau secondaire I et l’explication des phénomènes adaptée au niveau visé a été recherchée.