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EINSTEINPLUS : VENEZ POUR LE PLAISIR, RESTEZ POUR LA PHYSIQUE


Voici comment le camp d’été annuel de l’Institut Périmètre pour enseignants transforme des salles de classe partout dans le monde.

Les enfants sont des scientifiques naturels. À la maternelle, ils explorent volontiers des idées qui étourdissent les adultes — de la déformation de l’espace à la direction du temps.

Lorsqu’ils ont grandi et qu’ils commencent à étudier la physique — généralement au secondaire —, leur esprit est beaucoup moins ouvert, et la tâche de réveiller leur curiosité innée incombe souvent à des enseignants débordés et en manque de ressources.

C’est là qu’intervient EinsteinPlus. Cette école d’été d’une semaine organisée par l’Institut Périmètre est conçue non seulement pour donner aux enseignants des outils et plans de cours captivants, mais aussi pour leur redonner de l’énergie.

Les 44 enseignants du monde entier qui ont participé à EinsteinPlus la semaine dernière sont arrivés avec l’esprit ouvert et l’impression que quelque chose d’important les attendait. Ils sont repartis avec un sac plein de présentations scientifiques, un réseau de pairs à la grandeur du globe et un nouveau sentiment d’émerveillement et d’utilité.

« Cela m’aide vraiment de reprendre contact avec les parties les plus difficiles et les plus intéressantes de la physique », a déclaré Jon Clarke, autrefois enseignant au secondaire et maintenant animateur de sessions de perfectionnement professionnel au Royaume-Uni. « C’est intense. C’est beaucoup de travail, mais un travail agréable. » [traduction]

Grâce à des ateliers, séminaires scientifiques, soirées de discussions et nuits de bricolage, les enseignants se sont plongés au cœur de la science : gravitation, relativité générale, télescope EHT (Event Horizon Telescope – Télescope Horizon des événements), physique des particules, etc.

Et ils l’ont fait des deux côtés de l’équation pédagogique, effectuant d’abord les expériences comme des élèves avant de remettre leur chapeau d’enseignant pour des discussions approfondies sur ces leçons.

Pour Mara Anderson, enseignante du Maryland, aux États-Unis, l’atelier est conçu de telle sorte que des concepts physiques à prime abord inaccessibles sont présentés d’une manière susceptible d’intéresser des adolescents peu doués pour les sciences.

Mais pour Mme Anderson (photographiée à droite), ce n’est pas le principal enseignement de l’atelier. Selon elle, ce qui est de loin le plus important, c’est la méthode scientifique elle-même. Mara Anderson a été particulièrement impressionnée par la démarche d’acquisition des connaissances qui permet aux élèves, guidés par leur enseignant, de mener leur propre exploration. « C’est comme cela que l’on devrait aborder l’univers, a-t-elle déclaré. C’est ce que font les scientifiques. » [traduction]

Ajoutez quelques séances pratiques qui amènent les élèves à prédire ce qui va se passer dans une expérience, à faire l’essai, puis à expliquer ce qui s’est réellement passé, et cela donne une combinaison puissante.

Certaines prédictions se révèlent inévitablement erronées. Beaucoup de scientifiques disent à la blague qu’ils sont la plupart du temps dans l’erreur, mais pour ceux qui ne sont pas habitués, l’erreur peut être difficile à avaler. « Dans un premier temps, je déteste cela, a déclaré Mme Anderson. Je déteste avoir tort. Et mes élèves sont comme moi. » [traduction]

La science oblige à surmonter ce sentiment et à persévérer. « L’erreur sera toujours présente, a ajouté Mme Anderson. Il faut s’efforcer d’être moins dans l’erreur la prochaine fois. La science procure des aptitudes et des techniques de recherche qui sont… plus importantes que les équations. » [traduction]

Itumeleng Molefi, enseignant de sciences au secondaire à Carnarvon, en Afrique du Sud, a commencé à incorporer l’acquisition de connaissances dans ses propres plans de cours après avoir participé en 2016 au programme du CERN pour les enseignants du secondaire, où il a également suivi un atelier de l’Institut Périmètre.

« J’aime vraiment cette façon d’enseigner la science comme un modèle qui fonctionne », a déclaré M. Molefi (photographié ci-dessous pendant un atelier EinsteinPlus). « Parfois, nous ne savons pas pourquoi le modèle fonctionne — il fonctionne, c’est tout. Aucune connaissance n’est absolue. Cela a radicalement changé ma manière d’enseigner. » [traduction]

Résultat de cette méthode, il a remarqué que ses élèves explorent plus en profondeur des modèles scientifiques; ils recherchent des indices plutôt que des réponses. M. Molefi souhaite en particulier ramener en Afrique du Sud les nouveaux cours sur l’astronomie du télescope EHT, car un réseau de radiotélescopes (qui reposent sur les mêmes principes physiques que le télescope EHT) est en cours de construction en Afrique du Sud dans le cadre du télescope SKA (Square Kilometre Array – Réseau d’un kilomètre carré).

« Nous avons ce projet extraordinaire dans notre pays, mais très peu de gens, et donc très peu d’enseignants et d’élèves, sont au courant. C’est une bonne occasion de faire connaître ce projet. » [traduction]

L’intérêt de cette méthode d’enseignement va au-delà de la classe elle-même, selon Amber Henry, auparavant enseignante au secondaire, qui est depuis septembre dernier coordonnatrice de la diffusion des connaissances et de la vulgarisation pour le LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory – Observatoire d'ondes gravitationnelles par interféromètre laser) à Hanford (État de Washington), aux États-Unis. Mme Henry affirme que la science produit de meilleurs citoyens, capables d’analyser des arguments, d’évaluer des politiques publiques et de prendre des décisions plus éclairées.

La science peut aussi aider les élèves à comprendre la complexité du monde dans lequel ils vivent. « La physique est omniprésente dans tout ce que nous faisons, dit-elle, mais les élèves n’en ont jamais entendu parler. Et ils n’en entendront jamais parler si ce n’est dans un cours de sciences au secondaire. » [traduction]

Dans le cadre de ses fonctions pour le LIGO, Mme Henry visite des classes de tous niveaux — de la maternelle jusqu’à l’entrée à l’université —, où elle anime des ateliers et des cours sur la physique de pointe. Le plus curieux, c’est que sa tâche est plus ardue dans les classes du secondaire que dans celles de la maternelle.

« Les jeunes enfants, dit-elle, sont des scientifiques nés. Ils n’arrêtent pas de poser des questions. Lorsqu’ils arrivent au secondaire, le système d’éducation a chassé les scientifiques en eux. Ils sont blasés, et il faut trouver une nouvelle manière de les intéresser. » [traduction]

Grâce à EinsteinPlus, les enseignants ont maintenant à leur disposition une série d’activités qui suscitent une curiosité d’enfant et captivent les élèves — et les enseignants eux-mêmes. Selon Jon Clarke, c’est un puissant stimulant.

« Les animateurs sont admirablement dynamiques et enthousiastes, dit-il. Ils veulent vraiment nous transmettre quelque chose. Et cela m’incite à vouloir faire de même avec mes élèves. » [traduction]

– Tenille Bonoguore

Institut Périmètre de Physique Théorique

L'Institut Périmètre est le plus grand centre de recherche en physique théorique au monde. Fondé en 1999, cet institut indépendant vise à favoriser les percées dans la compréhension fondamentale de notre univers, des plus infimes particules au cosmos tout entier. Les recherches effectuées à l’Institut Périmètre reposent sur l'idée que la science fondamentale fait progresser le savoir humain et catalyse l'innovation, et que la physique théorique d'aujourd'hui est la technologie de demain. Situé dans la région de Waterloo, cet établissement sans but lucratif met de l'avant un partenariat public-privé unique en son genre avec entre autres les gouvernements de l'Ontario et du Canada. Il facilite la recherche de pointe, forme la prochaine génération de pionniers de la science et communique le pouvoir de la physique grâce à des programmes primés d'éducation et de vulgarisation.

 

http://www.perimeterinstitute.ca/

 

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(519) 569-7600 x5071
« Cela m’aide vraiment de reprendre contact avec les parties les plus difficiles et les plus intéressantes de la physique. » [traduction]
Jon Clarke, UK