Dans le corridor, on peut entendre le bavardage animé qui vient de la salle de séminaire où des enseignants jouent avec des ressorts semblables à des Slinky.

« Très joli! » [traduction], peut-on entendre alors qu’une onde en spirale se propage dans l’un des ressorts.

À la pause, tous éclatent de rire lorsque Philip Freeman, enseignant de Vancouver et animateur de la séance, agite les bras en cercles, faisant une démonstration de sa « marche ondulatoire gravitationnelle ».

Voici EinsteinPlus, atelier intensif annuel d’une semaine, organisé par l’Institut Périmètre et auquel participent plus de 40 enseignants en physique du secondaire venus du monde entier.

Cet atelier est conçu pour donner aux enseignants des idées et des outils concrets, dont des trousses pédagogiques de l’Institut Périmètre, afin d’éveiller la passion de la physique chez leurs élèves. De retour dans leur région, les participants sont encouragés à transmettre à leurs collègues ce qu’ils ont appris, élargissant d’autant le réseau des enseignants qui utilisent ces ressources.

Les séances de cette année mettent l’accent sur des sujets qui ont récemment fait les manchettes : la découverte d’ondulations de l’espace-temps que l’on appelle ondes gravitationnelles; la découverte, à l’origine d’un prix Nobel et réalisée au Laboratoire SNOLAB (Observatoire de neutrinos de Sudbury), que les neutrinos ont une masse; les découvertes attendues grâce au télescope EHT (Event Horizon Telescope – télescope horizon des événements), réseau mondial conçu pour obtenir les premières images des gaz et de l’énergie tourbillonnants qui entourent un trou noir.

Il faut faire preuve d’ingéniosité pour expliquer de tels concepts en classe à l’aide d’activités pratiques. Les participants à EinsteinPlus ont à leur disposition un arsenal d’objets faciles à trouver et peu coûteux, allant de gobelets en papier à des décorations de Noël.

Les ressorts peuvent servir à montrer toutes sortes d’ondes, y compris les ondes gravitationnelles, ainsi que la manière dont l’observatoire LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory – Observatoire d’ondes gravitationnelles par interférométrie laser) a permis de les découvrir. Des billes peuvent incarner des neutrinos. Une boîte de carton percée de trous peut jouer le rôle d’un détecteur de neutrinos. Une chute bricolée dans un contenant en plastique peut représenter l’environnement d’un trou noir. Des cannettes de métal attachées à des glaçons d’arbre de Noël peuvent servir à faire une démonstration de l’effet photoélectrique.

Les enseignants qui participent à EinsteinPlus sont déjà des mordus de la physique. Ils cherchent à échanger des idées. Yvonne Dietzenbacher, des Pays-Bas, était ingénieure spécialisée dans les systèmes à plasma avant de devenir enseignante en physique au secondaire. Mais connaître la physique et l’enseigner sont deux choses différentes : Mme Dietzenbacher dit que sa tâche actuelle, qui consiste à rendre la physique amusante et intéressante, est beaucoup plus exigeante.

« J’ai besoin de plus d’inspiration, déclare-t-elle, et j’ai besoin de savoir ce qui cause des difficultés aux élèves et comment je peux les aider à y voir plus clair. » [traduction]

Elle explique aussi que les Pays-Bas sont en train de modifier leurs programmes d’enseignement de la physique, en mettant davantage l’accent sur la physique moderne et les récentes découvertes. C’est pourquoi elle affirme que de venir à l’Institut Périmètre, où l’on fait de la recherche, de la formation et de la diffusion des connaissances en physique moderne, a été pour elle une occasion magnifique.

Le programme de physique est également en cours de modification en Saskatchewan, ce qui a amené un groupe d’enseignants de cette province à l’atelier EinsteinPlus de cette année. « Le programme ne met plus l’accent sur le XVII^e siècle, mais sur l’époque actuelle » [traduction], dit Rory Bergermann, enseignant de Saskatoon.

Amener l’enseignement de la physique au XXI^e siècle aide les élèves à se rendre compte que « la science n’est pas seulement quelque chose de connu et figé », ajoute Birgir Asgeirsson, qui enseigne à Reykjavik, en Islande. « C’est important pour eux de sentir qu’ils ont quelque chose à apporter, quelque chose à découvrir dans l’avenir. » [traduction]

Nyein Chan, qui enseigne à l’école internationale Yangon, en Birmanie, dit que certains élèves en savent autant sinon plus que leurs enseignants. « Un jour, dit-il, un de mes élèves m’est arrivé avec des questions sur le boson de Higgs. » [traduction]

Les participants discutent aussi des avantages et des limites des analogies qui peuvent éclairer certains concepts. Par exemple, des pièces de 1 et de 2 dollars que l’on met dans une machine distributrice peuvent-elles représenter des « valeurs » de paquets d’énergie?

« Nous donnons à 42 enseignants les outils qui leur permettent d’enseigner la physique moderne, ce qui est magnifique » [traduction], déclare Edel Vo, autre enseignante et animatrice venue de Vancouver.

Mais avant tout, pour Simon Lévesque, enseignant et animateur de Trois-Rivières, au Québec, EinsteinPlus doit inspirer la passion.

« Je crois que c’est important d’allumer la flamme, d’éveiller la passion, dit-il. C’est un peu ce que font les grands musiciens avec leurs élèves. Je veux que mes élèves apprennent des notions. Mais je veux aussi qu’ils soient curieux. Je veux qu’ils aiment les sciences. C’est une tâche difficile, mais c’est mon travail. » [traduction] 
– Rose Simone

Démonstrations de physique avec des objets de consommation courante