NaTech Info Juin 2014

NaTechInfo Bulletin d’information de l’association NaTech Education

No 16, juin 2014

Editorial

Prof. Dr. Thierry J.-L. Courvoisier Professeur d‘astrophysique, Université de Genève, Président a+ (Académies Suisses des sciences) et Président de SCNAT (Académie suisse des sciences naturelles)

La science entre culture et plaisir couverte de l‘inconnu ou la jonction avec le monde économique ou industriel.

Nous, les acteurs de la recherche, de la formation et de l‘innovation, nous préoccupons avec diligence de la possible faiblesse en Suisse de l‘éducation dans les domaines des sciences naturelles, des sciences de l‘ingénieur, des mathématiques et de l‘informatique. Ces domaines sont de première importance pour la vie de notre société. Un manque de relève inquiète l‘économie, les pouvoirs publics et les écoles à tous les niveaux.

La nécessité d‘avoir une population professionnelle active dans ces domaines oriente nos efforts vers une approche utilitaire de ces professions en y soulignant les possibilités d‘emploi et la valeur pour la société du travail fourni par cette main d’œuvre. Ce faisant, la v­ aleur culturelle Notre philosophie et notre approche du des sciences dites dures passe parfois monde sont profondément marquées au second plan. Ce dernier ­aspect est ce- par ce que nous savons de la terre, de pendant primordial. Toute notre civilisa- l‘univers ou encore de la biologie et de tion est construite sur ce que nous avons l‘essence humaine, en un mot de notre appris de la nature au fil des millénaires. connaissance scientifique.

Au sommaire Editorial 1 Questions posées à …

2 • Prof. Dr. Markus Wilhelm NaTech Focus 3 • Comprendre la nature et la technique 4 questions à …

4 • Isabelle Brunner, Enseignante primaire Actualités 5 Le bureau informe 5 Coopérations 6 • Haute École Supérieure de Lucerne NaTech Info 01/14

La pratique des sciences est encore le plaisir de la compréhension, ce moment privilégié que les alémaniques appellent « Aha-Erlebnis », instant fugace pendant lequel les éléments d‘un problème trouvent leur place. L‘étudiante, le chercheur ou l‘ingénieure comprend alors comment les pièces apparemment déconnectées d‘un puzzle se combinent pour révéler un peu de l‘harmonie de la nature.

Ces plaisirs ne se livrent pas sans se défendre. Approcher les sciences dites dures demande une certaine ascèse et une réelle discipline intellectuelle.

Cela peut impliquer des exigences aux antipodes du monde de consommation constamment relayées à travers la publicité.

La curiosité, le désir de connaître et de comprendre, la satisfaction d‘une L‘étude des sciences quelles qu‘elles construction matérielle, chimique ou insoient est en tout premier lieu un plaisir, formatique, le plaisir de la découverte et une initiation à un monde dans quelques le souhait de participer à l‘essor cultuuns de ces aspects les plus merveilleux. rel de notre civilisation sont les raisons C‘est la fascination de l‘exploration d‘une qui poussent jeunes et moins jeunes vers partie de la réalité, que ce soit la struc- les sciences. Et j’ose affirmer que c’est ture de la matière, l‘évolution de l‘Uni- le carburant du moteur interne de la vers, les constructions moléculaires ou majorité de mes collègues ayant mené à les processus de la vie. C’est la satisfac­ terme des études scientifiques. Les astion de la fabrication d‘artefacts qu‘ils pects plus utilitaristes surviennent que soient matériels ou informatiques. Et à bien plus tard, voire pas du tout. terme de toutes études, c’est alors la désuite à la page 2

La HEP Lucerne met un laboratoire­ scientifique à la disposition des élèves et du personnel enseignant de Suisse centrale. Le laboratoire d’apprentissage de Lucerne se veut comme un complément et une extension de l’offre de formation dans le domaine technique et scientifique depuis la maternelle jusqu’au secondaire I en passant par le primaire. www.lernlabor-luzern.ch

Questions posées à…

Prof. Dr. Markus Wilhelm Prof. Dr Markus Wilhelm, membre de l’équipe de direction de la formation S1, chef du laboratoire d’apprentissage de Lucerne, président de l’Association de didactique suisse des sciences naturelles (DiNat.ch)

Apprendre au laboratoire d’apprentissage (secondaire I) : avec une loupe, un microscope optique et un microscope à balayage, les élèves observent les changements dans les couleurs et les structures superficielles d’une aile de papillon et apprennent ainsi à connaître le passage du continuum au discontinuum.

Depuis le printemps 2011, vous dirigez le laboratoire d’apprentissage de Lucerne. Quelle expérience personnelle vous a motivé à vous engager dans ce centre ?

Un de mes étudiants a pu démontrer dans une étude scientifique que les élèves ont des connaissances et des capacités nettement plus faibles en chimie et en physique lorsqu’ils reçoivent leur enseignement d’une personne qui n’est pas experte dans ces disciplines. Comme une grande partie des enseignantes et enseignants de Suisse centrale sont affectés hors de leur discipline, cela signifie que nous n’exploitons pas complètement le potentiel et la soif d’apprendre des écolières et des écoliers en sciences naturelles et en technique. Ainsi, en raison du manque de connaissances du personnel enseignant, de nombreux élèves sont privés de la possibilité d’apprendre un métier technique ou scientifique.

Quel est l’objectif poursuivi par le centre d’apprentissage de Lucerne ?

Notre préoccupation essentielle est de faire comprendre l’importance universelle de la science et de la rendre NaTech Info 01/14

­ccessible à tous. Dans le laboratoire « techniques environnementales » à tous a d’apprentissage, en suivant des mé- les niveaux, du primaire jusqu’au seconthodes scientifiques, les enfants et les daire I. jeunes doivent acquérir un esprit critique afin de s’en servir dans la vie cou- Personnellement, quelles activités de rante. En faisant des expériences et des NaTech Education vous tiennent particuobservations, ils doivent déceler des lièrement à cœur ? règles pour ensuite les utiliser dans L’intégration de la technologie dans les l’élaboration de pronostics. Concrète- domaines de l’environnement, de la soment, cela signifie par exemple que les ciété et de l’économie me préoccupe forapprenants travaillant sur la centrale tement. A mon avis, il y a un risque que solaire qui se trouve sur le toit du labo- dans nos efforts visant à renforcer la ratoire découvrent comment de petites place des sciences et de la technologie cellules photovoltaïques doivent être dans l’enseignement, on ne s’intéresse placées pour qu’elles utilisent la lumière trop souvent qu’au côté économique. La de façon optimale même si un objet leur critique et la peur de la technologie sont fait de l’ombre. Les connaissances sur le plus souvent ignorées au lieu d’être les modèles sont comparées avec les utilisées comme moteur de l’innovation. conditions réelles régnant sur le toit et Je pense à des approches comme la biotransposées ensuite à une éventuelle nique ou le cradle to cradle qui donnent installation solaire située dans la propre la possibilité de montrer comment l’innovation technique permet de résoudre école de l’élève. les problèmes environnementaux.

NaTech Education pourrait se profiler A quoi ressemblera le laboratoire d’ap- ­ dans ces domaines en éveillant ainsi l’inprentissage de Lucerne en l’an 2020 ?

Ce qui serait fantastique, ce serait de térêt envers l’innovation technologique devoir fermer le laboratoire parce que même chez des enseignantes et enseitoutes les écoles de Suisse centrale au- gnants sceptiques. raient alors une infrastructure suffisamment développée permettant un enseiSuite de l‘éditorial gnement des sciences et de la technique conforme au plan et parce que tous les enseignants auraient reçu une formation scientifique suffisante. Comme cet objectif est malheureusement complètement irréaliste, il y aura encore un centre d’apprentissage à Lucerne en 2020. L’offre aura été élargie dans les domaines de la « biologie moderne », de la « chimie de l’environnement » et des

Associons dans notre discours « culture et plaisir » à « sciences ou mathématique » bien plus souvent. Nous serons plus proches de la perception qu’ont les scientifiques de leur métier et nous serons plus encourageants auprès des jeunes en phase de choix de carrière professionnelle.

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NaTech Focus

d.g.à.d.: Un peu d’aide lors de la construction d’un objet technique. – Un apprenti automaticien réalise un travail de

Comprendre la nature et la technique : une initiative de promotion de l’enseignement technique et scientifique du canton de Thurgovie La haute école pédagogique de Thurgovie (HEP TG) mène l’initiative « Compren­ dre la nature et la technique » depuis 2013 en collaboration avec la direction de l’enseignement primaire (AV, Amt für Volksschule). Ce projet de trois ans a pour objectif de soutenir le personnel enseignant dans ses cours concernant la nature, les sciences et la technique depuis le préscolaire jusqu’au secondaire I par le biais de formations, de consultations et de projets.

L’historique Dans la présente législature, le gouvernement thurgovien a mis l’accent sur le renforcement de la compétitivité du canton. C’est dans cette optique que la directive gouvernementale présente des mesures visant à augmenter le nombre des élèves et des étudiants dans les disciplines MINT et à agir ainsi contre la pénurie de personnel qualifié. À la suite de ces efforts, la HEP TG et la AV ont mis en place l’initiative « Comprendre la nature et la technique ».

Cette initiative est dirigée par Nicole Schwery et Patric Brugger (HEP TG).

Dans leur rôle de chefs de projet, ils assurent la communication avec l’AV, des représentants du cycle secondaire II et un groupe d’accompagnement.

Les offres sont conçues et mises en œuvre par les chefs de projet et sont présentées à l’adresse suivante : www.phtg.ch/natur-technik-begreifen

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Les offres L’initiative « Comprendre la nature et la technique » a été lancée en janvier 2013 avec un colloque portant le même nom qui proposait aux enseignants des ateliers sur le thème de la nature, des sciences et de la technique et qui était complété par des exposés présentés par des orateurs renommés. Après ce démarrage réussi, le travail conceptuel a commencé et a mené au développement et à la mise en œuvre de différentes propositions.

Depuis maintenant près de six mois, un large éventail de projets est désormais proposé aux écoles primaires à tous les niveaux : Nature et technique « on Tour » Nature & technique « on Tour » est une formation continue destinée au personnel enseignant de tous les cycles et qui a la particularité d’être proposée dans huit écoles du canton. La formation se déroule en deux étapes :

Ce découpage en deux phases permet de garantir que ce thème reste longtemps d’actualité et que le personnel enseignant puisse recueillir ses propres expériences.

Cette offre est mise en œuvre en collaboration avec le Swiss Science Center Technorama à Winterthour. Pendant l’année scolaire 2014/2015, la formation ayant pour thème les « Expériences avec le son et les vibrations » sera de nouveau proposée.

Sur les traces de la nature Les classes des jardins d’enfants, de 1e à 6e année et du sec I de tout le canton peuvent partir à la découverte de la forêt en compagnie d’un garde-­ forestier ou d’une pédagogue par la nature pour 2 à 8 leçons. Cette offre est cofinancée par le service des forêts de la Thurgovie et est gratuite pour les classes.

Sur les traces de la technique « Sur les traces de la technique : découvrir le monde fascinant de la technique avec Phase I : Dans le cadre d’une formation de une boîte d’expérimentation » est le nom trois heures pour les enseignants du d’une formation de trois heures adaptée préscolaire, du primaire et du sec I, des ex- au niveau des élèves. Le personnel enseipériences adaptées au niveau scolaire sont gnant est formé au contenu pédagogique menées. Elles traitent de lumière et d’op- des boîtes. Grâce au soutien de la tique. En guise d’entrée en matière, chambre de commerce et de l’industrie de quelques remarques d’ordre didactique Thurgovie, il recoit un lot de boîtes pour tenant compte du plan d’études LP 21 sont l’ensemble de la classe. La boîte pour le communiquées aux participants. cycle élémentaire porte sur la « construcPhase II : Les personnes ayant participé à tion des ponts », la boîte du cycle moyen la phase I sont invitées à approfondir le su- sur le « vent » et celle du sec I sur l’« énerjet en passant une journée au Technorama. gie».­

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précision. – Qu’est-ce que l’on ressent ? ça chatouille !

4 questions à…

Isabelle Brunner Enseignante primaire

Rencontre ton avenir avec NaTech Notre offre concernant le choix d’un métier « Rencontre ton avenir avec NaTech » est conçue pour le secondaire I. Une équipe formée d’apprentis du domaine scientifique et technique et de lycéens de section scientifique se rend dans une classe du sec I pendant une leçon. Pendant cette visite, les élèves donnent un aperçu de leur vie quotidienne et montrent pourquoi la formation qu’ils ont choisie les fascine. Les élèves peuvent ainsi se rencontrer sur un pied d’égalité et échanger à leur façon des informations sur les opportunités professionnelles.

Cette offre est proposée en collaboration avec Swissmechanic Thurgovie et le gymnase de Kreuzlingen.

Pour vous en tant qu’enseignante, qu’est-ce qui est important dans les cours de technique au primaire ?

Globalement, je trouve qu’il est très important que les enfants puissent établir un rapport avec leur vie de tous les jours et ceci toutes disciplines confondues. De cette façon, les élèves sont plus intéressés à la matière enseignée. Cela vaut aussi pour l’enseignement de la technique.

Spécifiquement dans le domaine technique il me paraît primordial que les jeunes puissent autant que possible essayer par eux-mêmes et faire le lien avec leur propre vie.

Comment organisez-vous concrètement le cours avec vos élèves ?

Je dois avouer que je n’ai encore jamais vraiment consciemment enseigné la techmobiLLab Le mobiLLab est un laboratoire high-tech nique. En principe, je m’attache dans toumobile proposant 12 places de travail qui tes les disciplines à rendre les contenus vient pour une journée dans une école se- thématiques aussi « appétissants » que condaire I. L’objectif est de promouvoir possible pour que les élèves puissent en chez les jeunes l’intérêt pour les sciences reconnaître le sens caché. et la technique à l’aide des instruments et des méthodes les plus modernes. Le mo- Quelles informations supplémentaires biLLab est un projet de la haute école et quelle assistance aimeriez-vous avoir pédagogique de Saint-Gall et de la fonda- pour cet enseignement ? tion Metrohm qui est maintenant aussi Il serait formidable de recevoir des proposé en Thurgovie. Les actions réali- idées pour des leçons qui permettent sées dans le cadre de cette initiative d’enseigner la technique. Je sais bien sûr connaissent une très bonne affluence et ce qu’est la technique mais l’enseigner les retours fournis par les enseignants à aux enfants est une tout autre affaire. l’issue de ces manifestations sont extrê- Naturellement, on peut chercher à commement positifs. Il est particulièrement prendre en construisant par exemple un apprécié que ces offres sont faciles d’ac- avion ou un bâteau. Mais il manque soucès, axées sur les compétences et direc- vent d’autres exemples concrètes ou un catalogue d’idées. tement utilisables en classe.

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Avec le recul, que pensez-vous de la semaine de la technique à la HEP de Thurgovie ? Qu’en avez-vous retiré ?

Pendant la semaine de la technique, j’ai pris une fois de plus conscience que la technologie est présente partout dans notre vie quotidienne. Dans le cas des imprimantes et des aspirateurs, tout le monde pense à la technique, mais je n’ai pas toujours connaissance de toute la technique nécessaire par exemple à la fabrication d’un fromage (chaîne de production, etc. ). Je pense que de nombreux enfants (et adultes) ne s’en rendent pas compte non plus. La semaine de la technique m’a démontré l’importance et la pertinence de la technique à travers des exercices très pratiques. « Ouvrir les yeux des enfants », c’est le message que je garde !

Merci beaucoup !

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Collaboration école - économie : pas un tabou, une nécessité !

Depuis quelques années, la promotion MINT connait un boom. Mais au regard du manque de personnel et des difficultés financières dans le paysage de la formation, il devient toujours plus difficile d’assurer la promotion de la technique.

Actualités Assemblée générale NaTech Education A l’assemblée générale du 19 mars 2014, toutes les personnes présentes ont confirmé l’importance des activités de NaTech Education. L’association est perçue comme un groupe d’intérêt dans le domaine des sciences et de la technique. Les membres, le comité de direction, la présidence et le secrétariat pensent que l’association joue et doit continuer à jouer un rôle important dans la construction de liens entre l’économie et l’éducation et respectivement entre leurs acteurs.

Pendant ce nouvel exercice, nous nous efforcerons de trouver d’autres sources de financement et d’augmenter le nombre de nos adhérents afin que nous puissions poursuivre nos activités modes­ tement mais avec efficacité. Compte tenu du manque actuel d’un finan­cement de base, nous allons nous concentrer sur nos compétences centrales. Le rapport de gestion 2013 et les activités de 2014 se trouvent sur www.natech-education.ch.

La prochaine assemblée générale aura lieu le mercredi 25 mars 2015.

Les semaines technique dans les hautes écoles pédagogiques NaTech Education apporte son soutien à la spécialisation MINT « mathématiques, informatique, sciences et technologie » de l’HEP de Lucerne où 6 modules différents sont proposés. L’objectif est d’offrir la possibilité de se positionner clairement dans le domaine des sciences, de la technique et des mathématiques. Ce cursus donne un aperçu approfondi de certains thèmes pris comme exemple tels que la géométrie sphérique, les procédures de cryptage et la sécurité des informations, la sociobiologie et l’écologie comportementale, les biotechnologies, la technique des semi-conducNaTech Info 01/14

AG 2014 : Demo « Science on table » du domaine de recherche sur le soleil

teurs et de l’énergie solaire ainsi que la robotique et les applications d’ingénierie.

Les journées techniques dans les écoles primaires Nous nous réjouissons de pouvoir annoncer que NaTech Education continuera de proposer son cours « Construire des robots avec LEGO Mindstorms » dans le canton de Lucerne pendant l’année scolaire 2014/2015. Nous remercions le service de l’enseignement primaire (DVS) du canton de Lucerne pour sa confiance dans notre travail et notre longue coopération et plus particulièrement l’équipe informatique/TIC de la HEP de Lucerne pour l’excellent soutien qu’elle a apporté lors de la tenue des ateliers dans les écoles. « Achtung Technik Los! » 5 journées d’action ont déjà été organisées cette année dans la Suisse du NordOuest et dans la région de Zurich et elles ont connu beaucoup de succès. Après les vacances d’été, l’exposition itinérante fera halte entre autres à Fehraltorf, Wohlen, Brugg et Liestal. Toutes les infos concernant ce projet se trouvent sur www.achtungtechniklos.ch.

AG 2014 : L’instrument STIX (Spectrometer/telescope for Imaging X-rays) développé à la HES Nord occidentale.

Le bureau informe En ces temps d’épargne, de nouveaux modèles de financement sont nécessaires. La tendance est aux partenariats entre écoles et entreprises. Les coopérations extrascolaires peuvent ouvrir des perspectives exaltantes, notamment dans les domaines de la compréhension de la technique, de l’informatique et des sciences naturelles.

Les jeunes ont l’occasion de jeter un coup d’œil au-delà des frontières de l’école, de découvrir des domaines techniques variés et d’explorer des secteurs d’activité, dans lesquels ils peuvent participer à la conception et à la décision. Les limites liées au genre peuvent aussi être dépassées de cette manière.

Le personnel enseignant a l’opportunité d’acquérir en dialogue direct des connaissances approfondies sur le monde du travail, économique et professionnel. L’utilisation du concept de sponsoring est souvent équivoque et peu claire dans le contexte de l’école, d’où des malentendus fréquents. Il faut un contrat comportant des règles de jeu claires : objectifs, contreparties, transparence des sources de financement, etc. (cf. à ce sujet « Leitfaden für Schulen, Schul­träger und Unternehmen » (Guide pour les écoles, les gestionnaires scolaires et les entreprises) en Allemagne (tiny.cc/hdnmgx)). Chez nos voisins, de telles coopérations, sous différentes formes et degrés d’intensité, sont aujourd’hui à l’ordre du jour, souvent avec des résultats très positifs. Une chose est sûre : en Suisse aussi, chacune des deux parties pourrait y trouver un bénéfice.

Brigitte Manz-Brunner Directrice de NaTech Education

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Coopérations

Dr. Franziska Mattle Schaffhauser Directrice du programme d‘encouragement à la relève Haute école spécialisée de Lucerne - ingénierie & architecture

Promotion de la relève à la haute école spécialisée de Lucerne - ingénierie & architecture La haute école spécialisée de Lucerne - ingénierie & architecture forme les ingénieur(e)s de demain. Pour faire face à la pénurie de main-d’œuvre dans les domaines MINT, il est important pour nous d’arriver à faire naître chez les jeunes une passion pour la technique, de leur montrer que ce n’est vraiment pas un sujet ennuyeux et qu’il ne s’agit pas seulement de faire démarrer des machines pleines d’huile ou de faire tourner des ordinateurs. Travailler comme ingénieure en mécanique ou comme informaticien signifie avant tout une chose : être créatif et contribuer au façonnage du monde de demain.

Avec notre engagement dans la formation des jeunes, nous voulons aussi essentiellement éveiller l’intérêt des jeunes filles et des jeunes femmes pour le métier d’ingénieure. C’est précisément dans les filières classiques telles que le génie mécanique, l’électrotechnique et l’informatique que la proportion de femmes est la plus faible.

Avec son programme d’encouragement de la relève, la haute école spécialisée de Lucerne - ingénierie & architecture propose un large éventail d’ateliers passionnants d’une durée de un à plusieurs jours et s’engage plus particulièrement en faveur des femmes dans le domaine de la technique avec des programmes spécifiques tels que ITgirls@hslu ou TinkerTecGirls@hslu.

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Hormis notre première cible qui est représentée par les enfants et les adolescents, nous essayons activement de sensibiliser aussi les intermédiaires que sont les parents, les enseignants et les conseillers d’orientation à cette thématique. Ainsi, comme lors de la TechWeek@hslu par exemple, nous organisons une manifestation de clôture commune où les parents et les enseignants sont également invités. Il est en effet aussi nécessaire de faire tomber les barrières dans ces groupes d’interlocuteurs. Nous faisons le tour du campus et nous leur montrons comment les informaticiennes et les ingénieures du département d’ingénierie et d’architecture font de la recherche et enseignent tout en présentant tout l’avenir et toute la variété de l’ensemble de ces professions. Tout cela selon la devise : « Là où la curiosité se forme ! » Notre programme contient tout cela et même plus. D’autres projets (également en collaboration avec d’autres associations et institutions de formation) sont en cours d’élaboration. En effet, une formation durable de la jeunesse exige la construction d’un réseau et l’exploitation des synergies. Mais en premier lieu, cela signifie de s’impliquer pleinement, de communiquer son propre enthousiasme pour la technique et l’informatique et de susciter la fascination du public.

Pour de plus amples informations : www.hslu.ch/nachwuchs

A propos de NaTech 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 didactiques favorisant la compréhension de la technique et des sciences à l’école obligatoire, • s’engage afin que les buts de formation menant à une meilleure compréhension scientifique et technique soient ancrés dans les concepts d’enseignement en Suisse.

Contribuez à cet engagement !

Affiliation 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 informations en ligne à l’adresse www.natecheducation.ch/mitgliedschaft.html ou par e-mail : info@natech-education.ch

Impressum Rédaction Brigitte Manz-Brunner, Inci Satir NaTech Education, Klosbachstrasse 107, 8032 Zürich, www.natech-education.ch Conception, layout, réalisation www.visum-design.ch, Berne Traduction Supertext, Zurich Impression Kaelin Produktion AG, Zurich Tirage F 500, D 1600 exemplaires Parution Deux numéros par an 6