Innovations pédagogiques en ingénierie européenne

1. Innovations pédagogiques en ingénierie européenne AM Jolly Directrice de Polytech Orléans Membre du CA de la SEFI Anne-marie.jolly@univ-orleans.fr AG de la Confremo Beyrouth 24 Novembre 2011

2. La SEFI (Société Européenne pour les Formation en Ingénierie) • Bon observatoire des préoccupations des dirigeants, professeurs et étudiants des formations d’ingénieurs européennes et au delà • Par ses groupes de travail et de réflexion, son journal EJEE et son congrès annuel, tenu cette année à Lisbonne et l’an prochain à Thessalonique permet des échanges de bonnes pratiques(cas d’étude), des projets (Européens ) commun et des réflexions partagées théoriques et appliquées

3. Les groupes de travail et de réflexion principaux • Recherches sur l’éducation à l’ingénierie • Création de nouvelles formations • Formation tout au long de la vie • Mathématiques dans les formations d’ingénierie • Genre et diversité • Ethique et Durabilité en formations d’ingénieurs • Attractivité des formations d’ingénierie • Technologies de l’information et de la communication • Assurance qualité et accréditation

4. Tendances observées lors de la conférence SEFI à Lisbonne en Septembre 2011 • Pédagogies actives (PBL et pédagogie par projets) • Enseignement et expérimentation à distance • Encouragement des étudiants à l’entrepreneuriat • Approche compétences • Attractivité des études d’ingénieur • Evaluation des étudiants • Sensibilisation des étudiants à la recherche • Lien éducation à l’ingénierie et entreprise • Sustainability in engineering

5. Toutes ces préoccupations sont liées • Les étudiants ont changé, il faut donc réfléchir à les motiver , à adapter la pédagogie pour non seulement les attirer mais les faire rester et réussir en ingénierie! • Pour cela l’implémentation de méthodes de pédagogies actives est nécessaire, en intégrant des préoccupations de mobilité internationale • Les professeurs doivent être sensibilisés et formés à ce nouveau contexte et à ces nouvelles pédagogies qui impliquent des évolutions dans l’évaluation des étudiants dans une préoccupation d’acquisition de capacités (compétences)

6. Mais aussi: • La qualité des formations attestée par une certification est une accréditation est aussi un élément de l’attractivité • De ce fait plus en plus de dispositifs de formation d’ingénieurs incluent la préoccupation recherche et le lien entreprise pour inciter les diplômés à l’innovation, cette démarche a des liens avec la pédagogie par projet • Le développement de la place du Développement Durable a un lien avec l’attractivité des formations et la pédagogie active • Il faut souvent s’adapter à des publics beaucoup plus diversifiés (social, genre)

7. En France fort intêret actuel pour les pédagogies actives dans les écoles d’ingénieur • C’est la patrie de Freinet et de Piaget! • Public et conférenciers nombreux aux journées de travail CEFI , Février 2011,sur le développement des pédagogies actives au sein des écoles d’ingénieurs • Certaines écoles CESI, Telecom Bretagne, Insa Toulouse, INP utilisent ces pratiques depuis plusieurs années à des échelles diverses • Interventions de Elie Milgrom dans de nombreuses écoles pour sensibiliser et former • Montage d’un projet IDEFI dans le cadre du Grand Emprunt(Insa, UT)

8. Ce ,n’est pas nouveau! • Aalborg, 1974 • Maastrich, fin des années 80 • Université de Louvain, 2000 • Université de Sherbrooke, 2001 • Engineering Subject Center, Université de Loughborough, 2004 • Une étude du MIT recense en 2009 dans les universités anglaises, 7 expériences de Project Based Learning solides, performantes et transférables dont Coventry University et UniversityCollege London

9. Le renouvellement des pratiques pédagogiques dans les écoles d’ingénieurs • L’activité projet existe depuis longtemps mais d’autres activités visent à rendre l’étudiant acteur de sa formation • Référence est faite aux théories constructivistes pour concevoir les nouvelles pratiques de formation • Ces approches sont justifiées par la non durabilité des acquis, la difficulté des étudiants à faire le lien entre les connaissances et leurs applications, la complexité de l’environnement professionnel mais surtout les mauvais résultats, le manque de motivation et l’absentéisme et l’hétérogénéité des promotions • Comment à la fois?: Transmettre des connaissances scientifiques et techniques de haut niveau Mieux professionnaliser les étudiants Répondre aux aspirations du public étudiant

10. Selon: « Guide pratique pour une pédagogie active: les APP: Apprentissages par Problèmes et par Projets « de l’école polytechnique de Louvain et de l’Insa Toulouse • Elles permettent: -de recentrer les étudiants sur l’apprentissage en profondeur -de développer leur autonomie, leur initiative -d’acquérir et de développer des connaissances , des attitudes , des habiletés -de développer leur capacité à travailler en équipe -de donner du sens à leur apprentissage et donc de développer leur motivation • 16 méthodes ont été identifiées

11. Il n’y a pas de bonne méthode pédagogique dans l’absolu pour telle matière ou telle discipline • Les différentes méthodes ne sont pas exclusives l’une de l’autre • 2 approches occupent une place de choix dans les écoles d’ingénieurs: -l’apprentissage par la résolution de problèmes -l’apprentissage par projet (projet prétexte pour apprendre) • En France ces dispositifs sont plutôt mis en place en complément de cours traditionnels alors que dans certains pays on a eu des réformes globales de cursus de formation

12. Des recherches doivent encore être menées • Pour clarifier le lien compétences-pédagogies actives • Pour être capable de prendre en compte dans les services d’enseignement la charge de travail • Pour adapter les espaces de travail et les matériels(tablettes?) • Pour faire connaitre les études montrant l’efficacité de ces pédagogies • Pour trouver dans chaque situation (licence/master) la pédagogie ou le dosage de pédagogie le plus adapté

13. Quelques cas ou réflexions présentés au congrès SEFI Lisbonne 2011 Sur le Rôle des enseignants • Les élèves ont changé, pour introduire de nouvelles pédagogies qui leur soient mieux adaptées(pédagogies basées sur les compétences à acquérir, pédagogies basées sur la simulation ou pédagogies actives), il faut que le rôle du professeur change • Il faut comprendre les compétences nécessaires à ce nouveau rôle et les accompagner • Il faut tenir compte dans le choix d’une pédagogie nouvelle à la fois des aspirations des étudiants mais aussi des attentes des entreprises

14. Il faut donner un cadre aux enseignants pour travailler en équipes collaboratives transdisciplinaires sur ces nouvelles pédagogies • L’université doit comprendre et prendre en compte dans son organisation ces nouvelles tendances Sur l’apprentissage par la recherche • Introduction de cet apprentissage sur des sujets d’aérodynamique au niveau licence en utilisant la pédagogie par projets (analyse de données, confrontation à la théorie, interprétation des résultats, écriture de rapport ) et une évaluation de groupe et individuelle • Pour les universités très orientées recherche, c’est une façon de réduire le fossé formation-recherche

15. Beaucoup de réflexions sur la pédagogie par problèmes • Comparaisons entre le cadre Tuning-Ahelo de mesure des learningoutcome de l’Ocde et de l’apprentissage par problème • Transposition des méthodes développées en Europe en Inde où les ingénieurs formés manquaient de capacité d’abstraction et d’aptitude au travail en équipe • Discussions sur l’ intêret de concevoir toute une formation en ingénierie sur le modèle PBL ou seulement une partie en fonction des gains obtenus (motivation, travail en équipe, acquisition de compétence)et des difficultés rencontrées(nouveau rôle du professeur, choix des problèmes, taille optimale des groupes, syllabus approprié et effectif) • La motivation des professeurs et leur relationnel (confiance)avec les étudiants sont fondamentaux, leur capacité à servir de guides pour impliquer tous les étudiants également!

16. L’enseignement du développement durable • Il revêt des formes très variées: en modules spécifiques ou intégré dans le curriculum, avec des approches disciplinaires ou interdisciplinaires, les trois piliers du développement durable peuvent être considérés séparément ou dans une relation combinée ou même dans une approche où l’aspect environnemental ou sociétal sont mis en perspective des deux autres composantes • Il est en conséquence difficile d’en donner dans l’absolu des modèles pour la construction de nouveaux cursus

17. Des évaluations des apprentissages dans le domaine DD sont à l’étude • Les cours de DD permettent aux étudiants en ingénierie de mieux connecter les concepts dans une vision système • Il faut insister sur les aspects sociétaux et institutionnels car les étudiants en ingénierie ont tendance à penser a priori que la durabilité est liée principalement aux aspects environnementaux et technologiques • La technologie doit être présentée comme un challenge pour éviter et résoudre les problèmes environnementaux et non comme leur source, cela a d’ailleurs un lien avec la motivation des étudiants pour les études d’ingénierie • Il faut favoriser chez les étudiants la capacité à générer des solutions pour le renouvellement des systèmes

18. Enseignement du développement durable • Uneéquipe de l’UPC a démontréque les pédagogies actives sont plus efficaces pour l’apprentissage de compétencesinterdisciplinaires et donnent la capacité à raisonnersystèmece qui estnécessaire pour bienenvisager le DD • Celanécessite plus de ressources, des bons contacts avec les parties prenantesexternes à l’institution et ilfautque les enseignantssoientmotivés et habitués à travailler en groupesinterdisciplinaires • Il faut sans doute changer le cadre institutionnel pour s’y adapter en facilitant l’interdisciplinarité en recherche et formation

19. Bibliographie de quelques articles WEE-SEFI(beaucoup d’autres sont intéressants)Lisbonne Septembre 2011 • R A Abdoel , H G M Geraedts, The changingrole and competences of the teacher, Fontis University, Eindhoven • J Linnekoski, K Vilonen, Development of teaching in order to improvelearning and support student’s motivation, Aalto University • G Saunders-Smits, ResearchBased Learning in a projectbasedlearningenvironment-A case study, Delft University of Technology • A Guerra, A Kolmos, Assessing Learning outcomes and engineering PBL projectreports,AalborgUniversity

20. Suite • V V Shinde, A Lolmos, Student’ experience of Aalborg PBL Model: a case study, Aalborg University • M Pato, N Datia, PBL and engineering, twosides of itsimplementation, ISEL, Lisbonne • N Domingues, Using PBL in Engineering: implementation analyses, ISEL, Lisbonne • A Ahlberg, M Wahlgren, Assessing progression in engineering study program, Lund University

21. Suite • J Wren, Active learning in Engineering Thermodynamics for first yearstudentsusing a projectapproach,Lynkopinguniversity • R Penlington, R Clark ,J Tudor, P Willmot, L Willis, M Clifford, Consortium of 4 UK universities • Strenght and weaknesses of teaching in research Intensive Universities, Imperial College London • M Arsat, J E Holgaard, E De Graaf, Stand-alone and interdisciplinary course design for engineering education for sustainabledevelopment, Aalborg University

22. Autres références • CEFI Paris: Les pédagogies actives dans la formation des ingénieurs, Eléments de cadrage et témoignages, février 2011 • UK approaches to engineering project-basedlearning, MIT, 2010 • FA2L spin-off de l’Université Catholique de Louvain: http://www.FA2L.be dont Introduction à l’apprentissage par problèmes(APP) , JM Braibant et E Milgrom, Document sous licence Creativecommons by NC • J Segalas, D Ferrer-Balas, KF Mulder, Conceptualmaps: measuringlearningprocesses of engineering studentsconcerningsustainabledevelopment,European Journal of Engineering Education, Vol 33, n°3, Juin 2008, pp297-306