L'EPF Engineering School réforme l'enseignement de la physique sur ses campus

Des difficultés d'apprentissage mises en évidence

Dans le cadre de l'enseignement de la physique, plusieurs constats ont été relevés concernant le travail des étudiants ainsi que leur capacité à atteindre les objectifs de cette matière.

Tout d'abord, il est observé un manque de motivation chez les étudiants. La discipline est souvent ressentie comme difficile et très théorique, ce qui ne permet pas aux étudiants de faire une connexion entre cette dernière et le monde qui les entoure. Il est pourtant essentiel de souligner que la physique est omniprésente dans notre environnement quotidien. Il apparaît donc primordial de réussir à susciter une curiosité active des étudiants envers les phénomènes physiques.

Un manque de méthode de travail est identifié en parallèle chez les étudiants. L'absence d'une approche structurée peut entraver l'assimilation des concepts et la résolution des problèmes. Il devient alors impératif de développer des stratégies d'apprentissage efficaces pour favoriser une compréhension approfondie des notions abordées.

En ce qui concerne la capacité des étudiants à raisonner en physique, deux défis se présentent. Tout d'abord, il est constaté que la capacité à appréhender une situation physique et à adapter la théorie en conséquence n'est pas toujours maîtrisée. Cette compétence cruciale demande un entraînement spécifique.

En outre, la capacité à résoudre un problème avec une démarche méthodologique et un esprit critique sur les résultats demeure souvent hors de portée. Il est essentiel d'encourager une approche rigoureuse de la résolution de problèmes, mettant l'accent sur une méthodologie claire et une évaluation critique des résultats obtenus.

Une réforme pensée pour favoriser la réussite des étudiants

La réforme dans le domaine de l'enseignement de la physique est porteuse d'objectifs ambitieux visant à moderniser les méthodes pédagogiques et à insuffler une nouvelle dynamique dans l'apprentissage des étudiants.

L'accent sera mis sur la nécessité de moderniser les enseignements. Cela se traduira par une transition vers des approches thématiques plus transversales, qui mettent en lumière la présence omniprésente de la physique dans notre quotidien. L'objectif est de donner du sens aux apprentissages, en montrant aux étudiants comment la discipline façonne le monde qui les entoure.

Pour ce faire, il est essentiel d'intégrer de manière généralisée des pédagogies innovantes. Ces méthodes d'enseignement dynamiques et interactives permettront d'engager activement les étudiants dans leur parcours d'apprentissage.

Une autre orientation fondamentale de cette réforme est la reconsidération des évaluations, qui seront désormais basées sur les compétences acquises par les étudiants. Cette approche mettra l'accent sur le développement des capacités de raisonnement et de résolution de problèmes, plutôt que de se concentrer uniquement sur la connaissance théorique et le savoir-faire applicatif.

Le renforcement du lien entre les mathématiques et la physique est également un axe majeur de cette réforme. Afin d'assurer une compréhension approfondie, une partie des outils mathématiques sera enseignée par les professeurs de physique, permettant ainsi aux étudiants d'appréhender ces deux disciplines de manière intégrée.

Le but ultime de cette réforme est de former des ingénieurs possédant une solide culture physique généraliste. Cela passera par la mise en place d'enseignements variés et de haut niveau, qui permettront aux étudiants d'acquérir une vision globale et approfondie de la discipline.

Une attention toute particulière sera accordée à la mise en place d'une graduation progressive des apprentissages. Cette approche vise à favoriser la réussite de tous les étudiants en adaptant la complexité des enseignements à leur niveau de compétence.

Enfin, l'introduction d'un cours d'Histoire des Sciences constituera un volet essentiel de cette réforme. Comprendre comment la physique a influencé et continue d'influencer notre monde permettra aux étudiants de prendre conscience de l'importance de cette discipline dans le tissu même de notre société.

En mettant en œuvre ces objectifs ambitieux, cette réforme pédagogique vise à créer un environnement d'apprentissage stimulant et enrichissant, où les étudiants pourront développer une compréhension approfondie et globale de la physique, tout en cultivant des compétences essentielles pour leur future carrière d'ingénieur.

De nouvelles approches pédagogiques

La réflexion et la recherche bibliographique menées par la cellule d'Innovation Pédagogique et Numérique ont abouti à une approche novatrice visant à optimiser la transmission des connaissances en physique. Cette méthodologie repose sur plusieurs axes fondamentaux :

Une suppression quasi-totale des cours magistraux a été mise en place. À la place, les contenus sont désormais dispensés sous forme de capsules vidéo concises, avec une durée maximale de 10 minutes par capsule, réalisées grâce à des ligthboards, dont l’ensemble des campus de l’EPF sont désormais équipés. Cette adaptation aux médias largement utilisés par la génération actuelle d'étudiants vise à favoriser leur engagement et leur assimilation des concepts.

Cette dynamique, insufflée par la réforme de physique, encourage les professeurs internes de l'EPF à produire leurs propres capsules vidéo. Une campagne de formation, orchestrée par la cellule IPN, a également été lancée pour garantir une maîtrise optimale de ces outils par les enseignants.

Cette réforme s’appuie également sur l'accompagnement des étudiants qui repose sur plusieurs piliers :

La mise en place d'un forum de questions-réponses sur Moodle offre un espace d'échange dynamique pour répondre aux interrogations des étudiants et favoriser leur compréhension des concepts abordés.

Une évaluation hebdomadaire du visionnage des capsules vidéo a été instaurée. Cette démarche vise à s'assurer de l'acquisition régulière des connaissances et à identifier rapidement les éventuels besoins de clarification ou d'approfondissement.

Un séquencement précis a été élaboré pour intégrer l'outil mathématique et gérer les prérequis. Cette approche méthodique vise à favoriser une progression fluide dans l'apprentissage.

Il est à noter qu'une partie des enseignements en mathématiques est désormais dispensée par les professeurs de physique, renforçant ainsi la synergie entre ces deux disciplines fondamentales.

Les travaux dirigés qui se déclinent sous 3 niveaux de difficulté progressive :

• Les TD alpha permettent de faire le point sur les contenus vidéo préalablement visionnés par les étudiants. Chaque session est structurée autour d'un questionnaire (Moodle ou Wooclap) portant sur les points clés abordés dans les vidéos, d’un question/réponse des étudiants, et d’un corrigé des exercices d’application directe du cours.
• Les TD beta proposent des exercices plus complexes et guidés, visant à mobiliser les connaissances acquises et à développer des méthodes de résolution. Certaines séances pourront être dédiées à la description et à l’observation de la méthodologie mise en œuvre dans une correction de problème type.
• Les TD gamma placent les étudiants en groupes pour résoudre des problématiques complexes avec un minimum de questions directrices. Ces sessions visent à développer des compétences avancées dans la taxonomie de Bloom.

En intégrant de manière cohérente les TPs dans le séquencement du cours, cette approche permet une immersion totale des étudiants dans le processus d'apprentissage, favorisant ainsi une compréhension en profondeur des concepts enseignés.

Après deux mois sous ce nouveau format, les professeurs font un premier bilan positif et témoignent notamment d’étudiants arrivant en séances d’application avec de meilleures connaissances, une implication plus soutenue et surtout une approche beaucoup plus positive de la physique.