A propos de NaTech Prof. Dr. Gian Luca Bona

NaTechInfoBulletin d’information de l’association NaTech Education

Nous sommes au seuil d’une nouvelle ère industrielle. Les données numériques fusionnent avec des machines qui com-muniquent entre elles sans intervention humaine et fournissent aux experts ré-sultats et suggestions. La production est individualisée et simultanément stan-dardisée au niveau mondial, sur la base de nouveaux modèles d’affaires ren-tables. Dans le cercle des entrepreneurs, on parle de « l’industrie 4.0 ».

Ce sujet complexe incite scientifiques et ingénieurs à collaborer dans plusieurs domaines. Les origines de l’industrie 4.0 sont liées aux innovations techniques, mais ses effets se ressentent aussi au niveau social, économique et écologique dans notre vie quotidienne à tous. Je suis convaincu que cela va nous donner l’oc-casion de reconsidérer et de remodeler notre vie sociale commune car : « Aucun problème ne peut être résolu sans chan-ger l’état d’esprit qui l’a engendré. » Un

changement s’annonce mais nous ne sommes pas sans défense, nous pou-vons au contraire y participer et le façon-ner. Pour adopter une attitude proactive et ne pas rester en retrait par inhibition, les élèves d’aujourd’hui, les apprenti-e-s et les gymnasien-ne-s ont besoin d’un savoir de base solide qui leur permette d’explorer de nouveaux domaines. Dans ce sens, la compréhension des liens entre sciences et technique est essen-tielle. Elle leur apporte une expertise dans le domaine de la technologie om-niprésente, leur permet de la développer et de reconnaître à un stade précoce les opportunités techniques comme les dan-gers qui y sont liés.

Les matières scientifiques sont prédes-tinées pour « apprendre à apprendre ». Sur la base de questions simples, évi-dentes – pourquoi y a-t-il des éclairs? –, elles conduisent les apprenant-e-s à des déductions causales sur des sujets com-plexes, comme l’existence des électrons, grâce à des observations précises. Il de-vient nécessaire de décrire les choses de manière différente – abstraite – lors-qu’elles ne sont plus perceptibles par nos sens. Et les découvertes faites en ré-pondant à la question de départ génèrent à leur tour de l’innovation – l’électricité pour l’usage domestique. Ce processus exige de la curiosité, de la persévérance et le courage de toujours poser de nou-velles questions en vérifiant ouverte-ment les réponses inattendues.

Les changements à venir influenceront tous les aspects de nos vies – et les contemporains qui seront flexibles et au-ront appris à apprendre réussiront aussi à apprivoiser des territoires étrangers pour en tirer parti. Car c’est exactement ce qu’il faut pour modeler judicieuse-ment l’avenir. Une mise en œuvre fruc-tueuse de l’industrie 4.0 repose sur les connaissances les plus anciennes et les plus récentes de la physique et de l’in-génierie, autant que sur l’économie, la psychologie et les sciences politiques, sociales et environnementales.

No 20, juin 2016

Le plaisir d’apprendre sans réserve, la joie de façonner le long terme

Editorial 1Questions posées à … 2• Christiane Leister, Leister GroupNaTech Focus 3 • Cadre d’apprentissage Technique et Design4 questions à … 4• Beat Michel, président WRO SuisseActualités 5 Le bureau informe 5Coopérations 6 • Nicole Müller, professeur HEP Zoug

Suita à la page 2

NaTech Info 01/16

Editorial

Au sommaire

Directeur Empa

Quand la fondation Leister a-t-elle été constituée et pour quelles raisons?Le Groupe Leister, dont le siège principal est à Obwald, s’engage depuis des dé-cennies pour la tradition, l’art, la culture, la formation et la science ainsi que pour la lutte à la culotte et la promotion des collectivités. La fondation Leister a été constituée il y a quelques années pour soutenir de manière plus ciblée notre en-gagement au sein de la société.

On déplore partout un manque d’intérêt pour la science. Comment éveiller le dé-sir de nouvelles connaissances, de dé-couvertes et d’expérimentation chez les enfants?Les enfants et les jeunes peuvent être extrêmement créatifs, engagés et en-thousiastes lorsqu’ils bénéficient de l’es-pace et de l’infrastructure nécessaires pour expérimenter, tester et s’investir. Nous le constatons régulièrement dans le cadre de projets comme le «labora-toire de bricolage» («Tüftellabor»), le Technorama, les coffrets d’expérimenta-tion pour les écoles, etc. C’est pourquoi nous projetons d’ouvrir bientôt un « parc à bricolage » (« Tüftelpark») dans le can-ton d’Obwald, avec le soutien des auto-

rités cantonales et d’institutions locales. Le succès de cette entreprise dépend principalement, en plus de l’infrastruc-ture, du chef de projet et des coachs du « Tüftelpark ». Ici, leur expertise ne suffit pas: ils doivent avant tout faire preuve d’une grande sensibilité et d’une capaci-té à communiquer de manière encoura-geante et motivante afin de stimuler la curiosité et l’enthousiasme chez les en-fants et les jeunes.

A quoi ressemblera la fondation Leister en l’an 2020?Conformément au but de la fondation, nous menons des projets à long terme sur des thèmes favorisant le bien-être dans notre société. Nous ne pensons pas que cela changera à l’avenir. Nous nous concentrons sur des priorités et attachons une grande importance à la continuité et la durabilité. C’est pourquoi notre collaboration avec les institutions et organisations partenaires s’établit sur des périodes de plusieurs années.

Qu’attendez-vous personnellement de NaTech Education?Nous souhaiterions que NaTech s’adresse avant tout aux enseignant-e-s et aux pa-

rents et les convainque de considérer la technique, les nouvelles technologies et les sciences comme des ressources fondamentales positives. Il faut que les jeunes soient soutenu-e-s à la maison comme à l’école pour que leur relation à la science se développe et que leur inté-rêt pour la technique s’éveille.

Tradition et succès - contribution de suc-cès: Depuis des décennies nous nous engageons également en dehors de notre cœur d’activité. Nous considérons qu’il est de notre devoir d’assumer une responsabilité sociale et de favoriser le sens communautaire. La formation et la science, l’art et la culture sont les prin-cipales préoccupations de la Fondation Leister. La formation et la motivation des jeunes pour les sciences et la technique nous tiennent le plus à cœur. Pour cette raison, la Fondation travaille avec succès avec différentes organisations et institu-tions comme la Fondation ETHZ, l’EPFL, le Technorama, Tüftellabor, l’ASFI et Na-Tech Education.

Christiane Leister Questions posées à…

Propriétaire du Groupe Leister et présidente du conseil d’administration de Leister SA

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Suite de l‘éditorial

Ce n’est qu’à cette condition que nous serons en mesure de développer les instruments appropriés qui nous per-mettront de transformer les ressources naturelles en opportunités technolo-giques durables afin d’améliorer encore la qualité de vie de chacun.

Le Groupe Leister groupe se com-pose aujourd’hui de onze filiales sur trois continents. Christiane Leister est membre du Conseil d’administration Administrateur de Amphasys AG, un spin-off de la société Leister Axetris AG et membre du Conseil de la Fondation Leister

Les enfants et les jeunes d’aujourd’hui vivent dans une société imprégnée de technologie qui change rapidement. Au-jourd’hui, la formation technique et es-thétique doit permettre de «maîtriser mentalement» la technique et le design, notamment grâce à la compréhension de la série de didacticiels existante. Cette maîtrise implique de traiter les choses techniques de manière responsable et transforme une simple manipulation en action consciente. Les élèves acquièrent un savoir-faire et des connaissances techniques grâce à des exemples issus des champs thématiques du plan d’études 21. La familiarisation avec les modes de pensée et de traitement spécialisés crée les conditions nécessaires pour ajuster sa propre action technique à certaines va-leurs et échelles. Des expériences de la vie quotidienne en lien avec un savoir contextuel vaste créent une prise de conscience du sens et de la valeur de la technique et du design pour la société.

La série de didacticiels offre aux ensei-gnant-e-s une aide et une base pour plani-fier et mettre en œuvre le plan d’études 21 dans le domaine de la création technique et textile. Elle s’aligne sur l’orientation des compétences de l’enseignement spéciali-sé ainsi que sur la compréhension ac-tuelle de la technique et du design, tout en contribuant à l’encouragement MINT dans ce domaine. Elle s’appuie sur les connais-sances actuelles de la didactique et de la science et prend en compte l’expérience issue de la pratique pédagogique au sens de la «best practice».

Les cadres d’apprentissage

On entend par cadre d’apprentissage le ré-seau de tâches et autres contributions présentes dans différentes parties de la série de didacticiels, qui sont liées à l’ob-jectif pédagogique et structurées par ce-lui-ci. Les cadres d’apprentissage com-portent des éléments d’instruction et de construction. Les cartes technologiques et les didacticiels vidéo destinés à améliorer les connaissances du processus et du ma-tériel donnent une certaine marge de manœuvre encadrée. Les éléments de construction comme les outils didactiques, les ateliers d’apprentissage et une app structurent et favorisent l’expérimentation et le développement autonomes.

Chacun des deux outils pédagogiques « Jeux, mécanique, énergie » et « Loisirs, mode, habitation » présente 25 objectifs d’enseignement. L’ensemble des 50 cadres d’apprentissage de la série de di-dacticiels «Technique et design» se basent sur

• l’ouvrage de référence• l’objectif d’enseignement des deux outils pédagogiques pour les enseig- nant-e-s

• le cahier pour les élèves• l’app et• la plateforme d’enseignement et d’ap - prentissage www.technikunddesign.ch

L’attribution des tâches dans le cours, le cahier et l’app ainsi que les propositions offertes sur la plateforme d’enseignement et d’apprentissage rendent les différencia-tions et individualisations possibles. L’étendue des tâches en fonction des ni-veaux et des degrés de difficulté offre – outre la reprise d’un contenu particulier à l’étape suivante – la possibilité d’une diffé-renciation au sein d’un niveau. Les sujets sont traités par cercles concentriques. Les bases techniques et méthodologiques sont posées dans le cycle 2 et appliquées, poursuivies, complétées et approfondies dans le cycle 3. Un volume de matériel pé-dagogique pour le 1er cycle est envisagé, mais les fonds manquent encore.

L’ensemble des cadres d’apprentissage a une grande importance en termes de rap-port à la vie quotidienne et à la technique. Des illustrations de la réalité technique

Série de didacticiels « Technique et design » Thomas Stuber et al.

Pour les enseignant-e-s• Ouvrage de référence: contributions d’experts aux sciences apparentées et à la didactique (dès l’automne 2016, hep-Verlag).• Matériel didactique pour enseig- nant-e-s: 25 cadres d’apprentissages chacun pour «Jeu, mécanique, éner- gie» (fin 2016) et « Loisirs, mode, habitation » (dès 2017/18).

Pour les apprenant-e-s• Cahier, app et plateforme d’en- seignement et d’apprentissage www.technikunddesign.ch (Mi 2017)

Lehrmittel für Lehrpersonen «Spiel, Mechanik, Energie»

und «Freizeit, Mode, Wohnen»

Grundlagen

Lehrplattform

LernplattformLernheft

App

Analoge Medien Digitale Medien

Schülerinnen und Schüler

Lehr-personen

Unterrichtsvorbereitung

Kompetenzorientierter UnterrichtUnterrichtsunterstützung

Christiane LeisterAtelier d‘apprentissage: Des éléments d’instruction et de construction

Outil pédagogique «Jeux, mécanique, Energie»

3NaTech Info 01/16

Cadre d’apprentissage Technique et Design Maître de conférences des les domaines de la création technique et textile et de la didactique (TTG)

NaTech Focus

Lehrmittel für Lehrpersonen «Spiel, Mechanik, Energie»

und «Freizeit, Mode, Wohnen»

Grundlagen

Lehrplattform

LernplattformLernheft

App

Analoge Medien Digitale Medien

Schülerinnen und Schüler

Lehr-personen

Unterrichtsvorbereitung

Kompetenzorientierter UnterrichtUnterrichtsunterstützung

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Beat Michel

Le WRO est une compétition internatio-nale. Comment le WRO se positionne-t-il en Suisse?WRO CH fait partie de la compétition in-ternationale WRO et organise les con-cours nationaux en vue des qualifications pour la finale mondiale qui aura lieu en Inde en 2016. Quelque 20 000 équipes y prennent part dans le monde. En 2016, 64 équipes y participent en Suisse.

Pour quelles raisons un-e jeune devrait-il ou elle participer au concours?Les jeunes de 8 à 19 ans passionné-e-s par la technique peuvent participer à cet-te compétition dans 3 catégories d’âge, à titre privé ou avec leur école; il s’agit de trouver individuellement des solutions à des défis en «jouant sérieusement».

Quels sont les défis principaux pour les organisateurs? Le nombre croissant de participant-e-s réjouit le comité d’organisation mais lui

rend en même temps la tâche très difficile. Pour sa quatrième édition, nous voulons à nouveau offrir aux équipes venues de tou-te la Suisse un évènement parfaitement organisé. Le comité est fortement sollici-té par les multiples facettes de la prépa-ration, de la réalisation et du financement.

Quel est votre objectif dans 10 ans? Où si-tuez-vous WRO dans 10 ans?WRO Suisse doit devenir une compétiti-on attrayante, largement réputée et un évènement bien ancré à l’échelle nationa-le. Si des qualifications préliminaires sont nécessaires au niveau régional, nous les organiserons volontiers. Des catégories supplémentaires et un programme en marge de l’évènement le complèteront à l’avenir. Les tâches exigeantes et les suc-cès qui en résultent doivent faire plaisir aux participant-e-s comme au public et au comité d’organisation.

Président de l’association World Robot Olympiad (WRO)

4 questions à…

actuelle prouvent son orientation vers le monde d’aujourd’hui et favorisent par leur affectivité l’accès émotionnel à ces sujets. Les cadres d’apprentissage incluent des supports pédagogiques dans le cahier, en particulier dans le domaine de la compréhen sion technique. L’offre est vaste afin de permettre à des groupes hétéro-gènes – c.-à-d. des élèves de niveaux de développement et de performance diffé-rents – d’apprendre et de travailler de ma-nière judicieuse. Elle permet un traite-ment qui active le plan cognitif afin que les apprenant-e-s puissent construire leurs processus pédagogiques avec le soutien et l’assistance d’un accompagnement struc-turant.

Soutien adapté (scaffolding)

Les bonnes tâches pédagogiques sont complexes, contiennent des problèmes à résoudre et devraient si possible être ré-solues de manière autonome. Pour les ap-prenant-e-s, c’est un défi d’avoir une vue d’ensemble de ce type de tâches, d’identi-fier le problème et de développer des solu-tions. Les recherches montrent que démo-tivation et perte d’intérêt peuvent en résulter. Il est par conséquent important de soutenir les apprenant-e-s de manière à ce qu’ils et elles puissent maîtriser la tâche. Un grand nombre d’outils didac-tiques apportent du soutien à l’ensei-gnant-e dans le cadre de l’intérêt et de la compréhension de la technique.

Actualités

L’industrie 4.0 est annoncée! Les voix critiques craignent que l’indus-trie 4.0 n’entraîne une dépersonnalisa-tion et un recul des emplois. Selon une étude du WEF publiée en janvier 2016, « The Future of Jobs », plus de 5 mio d’emplois seront supprimés au cours des cinq prochaines années. Il ne fait aucun doute que la digitalisation de l’in-

dustrie provoque des changements très profonds dans le monde du tra-vail. C’est également vrai que de (trop) nombreuses entreprises s’accrochent (encore) au passé au lieu de penser aux possibilités de demain. La révolution industrielle intensifie les besoins d’in-novation et de créativité! Cela néces-site une évolution progressive pour que les ajustements structurels dans notre pays soient un succès et que l’industrie suisse reste à la pointe du progrès. De nouvelles formes de travail vont émer-ger et l’être humain aura une place plus importante: « L’être humain continuera à diriger les procédés de fabrication industrielle même à l’ère de l’industrie 4.0 », selon le Prof. Detlef Zühlke du For-schungszentrum für Künstliche Intelli-genz (Institut de recherche sur l’intel-ligence artificielle). D’après l’étude du WEF précitée, les femmes seront parti-culièrement touchées par les suppres-sions d’emplois. En tant que femme, je pense que cette révolution ouvre de nouvelles perspectives à l’intelligence humaine et sera la source de nombreux changements dans nos façons de tra-vailler et de vivre ensemble. C’est pour-quoi les investissements suivants dans les domaines de la formation et de l’in-dustrie au niveau national sont impéra-tifs:

• Favoriser la compréhension et l’utili-sation des nouvelles technologies: ren-forcer la confiance en soi des jeunes (femmes) dans leur compétence MINT.

• Ancrer la question des genres dans les entreprises technologiques: dans ce contexte, la «diversité » et l’« inclusion » gagnent en importance stratégique.

Brigitte Manz-BrunnerDirectrice de NaTech Education

5NaTech Info 01/16

Le bureau informe

Site Internet NaTech EducationLe nouveau site de NaTech Education est en ligne! Vous y trouverez des informa-tions sur notre association et les projets que nous soutenons. Vous pourrez aussi découvrir les causes qui nous tiennent à cœur et que l’association soutient.

Assemblée générale NaTech EducationLa 8e assemblée générale de NaTech Edu-cation s’est tenue le mercredi 23 mars 2016 au Science Lab (campus Irchel) de l’université de Zurich. Un programme captivant et des participants passionnés ont contribué au succès de cet événement.

Pendant la ZHAW Science Week, les jeunes deviennent chercheursComment produit-on de l’énergie renou-velable? Qu’est ce qu’il y a dans les chips de pomme de terre? Où peut-on voir des animaux sauvages nocturnes? La Science Week répond à toutes ces questions du 8 au 12 août 2016 au ZHAW de Wädenswil. Les jeunes de 12 à 15 ans se transfor-meront en chercheuses et chercheurs et pourront découvrir les sciences de près. Inscrivez-vous jusqu’au 22 juillet 2015 sur www.zhaw.ch/scienceweek – le site donne aussi des informations détaillées sur tous les cours. Lors du Parents’ Day, les pa-rents des jeunes participant-e-s pourront bénéficier d’un programme spécial com-prenant une présentation et un aperçu des cours proposés.

Semaines techniques dans les hautes écoles pédagogiquesVoici le programme 2016/17 des Semaines techniques dans les hautes écoles péda-gogiques:

• Semaine technique haute école péda- gogique Thurgovie, du 9 au 13 mai 2016

• Semaine technique haute école pédago- gique Lucerne, du 10 au 14 octobre 2016

• Semaine technique haute école pédago- gique Saint-Gall, du 18 au 21 avril 2017Etes-vous aussi intéressé-e par la tenue d’une semaine technique dans votre haute école? NaTech Education vous assiste vo-lontiers dans la recherche de conféren-cières et conférenciers, l’organisation de visites d’entreprises et d’ateliers ou l’éla-boration de dossiers de presse. Veuillez nous contacter en envoyant un e-mail à info@natech-education.ch

Journées techniques pour les écoles primaires – année scolaire 2016/2017 Les dix « Journées techniques de la ro-botique avec Lego Mindstorms » prévues durant l’année scolaire 2016/2017 sont déjà complètes. L’offre suscite un grand intérêt. Les enseignant-e-s qui s’y inté-ressent devront malheureusement pa-tienter jusqu’au mois de février de l’année prochaine. www.volksschulbildung.lu.ch.

« Achtung Technik Los! » en tournée en Suisse du Nord-Ouest et dans le canton de ZHEn 2016, l’exposition itinérante « Achtung Technik Los! » passe de nouveau par les régions de la Suisse du Nord-Ouest et par Zurich. Les écoles souhaitant participer peuvent contacter directement la direc-tion du projet : maggie.winter@senarclens.comwww.achtungtechniklos.ch

Informations sur les métiers dans le cadre d‘une journée d‘action de «Achtung Technik Los!»

Devenez membre de NaTech Education et contribuez à encourager les sciences et la compréhension de la technique dans l’enseignement général ! Membre individuel : CHF 100.–Membre collectif : CHF 750.–Membre donateur : à partir de CHF 5000.–

Vous trouverez de plus amples infor-ma tions en ligne à l’adresse www.na-tech-education.ch/mitgliedschaft.html ou par e-mail : info@natech-education.ch

RédactionBrigitte Manz-Brunner, Maggie WinterNaTech Education, Klosbachstrasse 107, 8032 Zürich, www.natech-education.chConception, layout, réalisationwww.visum-design.ch, BerneTraduction Supertext, ZurichImpression K-Production AG, ZurichTirage F 500, D 1700 exemplairesParution Deux numéros par an

L’association NaTech Education • s’engage pour la promotion des

sciences et de la technique au niveau primaire et secondaire,

• soutient l’élaboration de programmes d’enseignement et de supports didac-tiques favorisant la compréhension de la technique et des sciences à l’école obligatoire,

• s’engage afin que les buts de forma-tion menant à une meilleure com-préhension scientifique et technique soient ancrés dans les concepts d’en-seignement en Suisse.Contribuez à cet engagement !

Affiliation

A propos de NaTech Nicole Müller

Editorial 1Questions posées à … 2• Christiane Leister, Leister GroupNaTech Focus 3 • Cadre d’apprentissage Technique et Design4 questions à … 4• Beat Michel, président WRO SuisseActualités 5 Le bureau informe 5Coopérations 6 • Nicole Müller, professeur HEP Zoug

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Dissiper la peur des sujets physiques et tech-niques chez les enseignants

«Regarde, ils collent !», ravie, l’élève de troisième classe lève un aimant sur lequel pendillent presque 50 trombonnes – en paquets et en longues chaînes. Elle enlève quelques trombonnes en tirant, juste pour en pêcher de nouveaux un peu plus tard. «Qui fait la plus longue chaîne ?», s’écrie son voisin. « J’en ai neuf ! » s’exclame une fille joyeuseemnt. Voilà ce que l’on pouvait entendre à la Haute école pédagogique de Zoug (HEP Zoug), quand trois classes de primaire y ont suivi deux à quatre leçons expérimentales sur le thème du magné-tisme dans le cadre d’un projet pilote.

Enthousiasmer les enfants pour l’ensei-gnement des sciences et de la rechercheDes étudiants de la HEP Zoug avaient préparé sur le plan didactique cette leçon double pendant le module «Homme et en-vironnement, bases», en groupes. Cette leçon expérimentale a servi de test pour les étudiants avant de dispenser toute une unité de cours sur le thème du ma-gnétisme à leur école de stage. Le but du projet était d’offrir aux futurs enseignants une possibilité de tester en conditions réelles des expériences pour l’enseigne-ment des sciences et en même temps de susciter l’intérêt des élèves de primaire pour les cours dans le domaine de la re-cherche et des sciences. Les élèves ont ainsi pu construire et essayer une bous-sole, tester la susceptibilité magnétique de différents matériaux ou faire léviter des aimants.

Les enseignants sont des vulgarisateursLes expériences étaient adaptées à la classe. Alors que les élèves de cinquième étudiaient le magnétisme au moyen d’une sonnette électrique, les élèves de pre-mière et deuxième classes essayaient de déplacer un aimant permanent à l’aide d’un autre aimant - sous couvert d’une course automobile. Ils ont ainsi appris de façon ludique qu’un aimant possède deux pôles qui s’attirent ou se repoussent. Les élèves étaient tout feu tout flamme pour le thème, au premier abord compliqué, du magnétisme et en ont étudié les élments avec intérêt. Mais les étudiants ont aussi particulièremement bénéficié de ces le-çons. Beaucoup étaient au péalable scep-tiques ou éprouvaient du respect vis-à-vis de ce sujet physico-technique et ont avoué que sans cette confrontation avec le ma-gnétisme dans le cadre de leurs études, ils n’auraient pas osé aborder ce thème en tant qu’enseignant. Les enseignants sont des vulgarisateurs. En ce sens, il est essentiel que dans le cadre de leurs études ils reçoivent une formation solide en matière de didactique des sciences, qui leur procure des méthodes d’ensei-gnement reposant sur la recherche et la découverte. Cela doit permettre de lever les inhibitions vis-à-vis de l’expérimen-tation pendant les cours et d’éveiller la curiosité des enfants envers les phéno-mènes scientifiques.

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dipl. sc. nat. env. EPF, professeur de didactique Homme et environnement à la HEP Zoug

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