Quand des élèves trouvent des solutions durables à la gestion des déchets : zoom sur un projet STEM
La rentrée s’est faite sur les chapeaux de roue pour les étudiants en physique du lycée Martinus dans la ville néerlandaise de Grootebroek. Après plusieurs mois de confinement, ils ont pu avec plaisir travailler en équipe durant 4 intenses semaines pour concevoir un projet de gestion durable des déchets, comptant pour leurs examens.
C’est dans l’urgence et aidés par la méthodologie SCRUM (agile) et la technologie TI –Nspire™ CX programmable en Python que ces étudiants ont relevé ce défi. « Nous devions les forcer à rentrer chez eux à la fin de la journée, s’amuse la chef d’établissement Hanneke Doodeman, c’est dire leur enthousiasme ! ».
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Résoudre les problèmes par soi-même
Qu’il s’agisse d’isoler le métal pour le recycler, développer des moyens plus efficaces de collecter les déchets, débarrasser les eaux des détritus en plastiques ou encore de compresser les ordures ménagères et nettoyer le verre, la palette des solutions durables de gestion des déchets sur laquelle les étudiants ont travaillé est vaste.
L’utilisation de la méthode SCRUM (méthode agile) leur a permis de travailler indépendamment et de résoudre les problèmes eux-mêmes. « C’est un défi tant pour les enseignants que les élèves », a déclaré leur professeur de physique Cathy Baars, qui a supervisé le projet, « car le résultat produit n’est pas déterminé à l’avance. »
Lune, étudiante, et son équipe, ont ainsi cherché des solutions pour séparer le métal des déchets. Un travail qui ne s’est pas déroulé sans stress, d’autant que « nous avons eu pas mal de revers », déclare-t-elle, « et il y avait systématiquement quelque chose qui ne fonctionnait pas à chaque leçon. Mais maintenant tout marche impeccablement. Nous avons programmé l'aimant pour qu'il soit actif pendant huit secondes. Il enlève le métal des déchets et une bande transporteuse évacue ce qui reste ».
Coder & réfléchir
Plusieurs points du programme scolaire ont été intégrés par la professeure de physique dans le projet, comptant pour 9% dans l’examen final des élèves.
« Le design technique, l’automatisation, la physique, le climat mais également l’orientation professionnelle font partie de ce projet. » dit-elle. En termes de technologie, les étudiants ont utilisé leur propre calculatrice Texas Instruments, le microcontrôleur TI-Innovator™ Hub et le véhicule robotisé Rover, ainsi que des servomoteurs, des capteurs et des platines d’essai ».
« Ce qui aide, c'est que les élèves associent cet équipement au jeu », dit Hanneke. « Et cela signifie qu'ils s'impliquent. Les sciences physiques deviennent moins abstraites. Les étudiants programmaient chez eux à la maison puis testaient leurs programmes en classe. Ici, ils sont tout à la fois occupés physiquement et mentalement : ils réfléchissent. »
Encourager les étudiantes à programmer
Les élèves ont rapidement pris le pli de programmer en Python. Marijke a ainsi écrit le code pour un projet de camion poubelle, ce qui supposait de placer un réceptacle à déchets sur le véhicule Rover. Le robot circulait d’avant en arrière tandis que ses bras récupéraient toutes sortes de déchets. « Ecrire le code était facile », déclare Marijke en souriant, « nous avons eu plus de problèmes avec la construction proprement-dite ! ».
Les élèves avaient été familiarisés à Python lors du confinement, avec des leçons à distance. « Le travail à la maison s’est plutôt bien déroulé », déclare Cathy. « S’ils étaient bloqués, ils pouvaient partager leur code via le chat et nous pouvions regarder cela ensemble. Beaucoup de filles ont apprécié ma proposition de faire des arts graphiques et cela les a aidés à se motiver à apprendre Python. C’est la raison pour laquelle, pendant le projet, c’était souvent les filles qui programmaient. »
Résoudre des problèmes environnementaux
Les étudiants ont apprécié de trouver des solutions à des problèmes liés au climat. « J’aime ces cours car nous travaillons sur des innovations et nous faisons des choses concrètes », déclare un étudiant impliqué dans la recherche de solutions au plastique. « Beaucoup d’entre eux pensent que « d’autres personnes » ont en charge de résoudre les problèmes de durabilité », déclare Cathy.
Ce projet leur a démontré qu’ils pouvaient eux aussi
trouver des solutions utiles par eux-mêmes. Pour moi, c’est
l’une des réussites de ce projet.
L’espoir d’un effet boule de neige
Cathy recommande aux autres enseignants de se pas hésiter dans l’organisation de projets STEM interdisciplinaires. « En se plongeant dans les programmes scolaires », dit-elle, « on voit bien qu’il y a toujours de la place pour des projets de ce type. Et ne vous inquiétez pas si vous n’avez pas toutes les compétences. J’ai deux mains gauches et pas particulièrement douée en construction, mais les élèves y arrivent par eux-mêmes ! Essayez ! ». La chef d’établissement est également enthousiaste sur ce projet.
« L’implication des enseignants a été cruciale dans le succès des projets », dit Hanneke. « Nos salles de classe ont de grandes fenêtres au travers desquelles beaucoup d’enseignants ont pu observer l’enthousiasme de tous pendant les cours de sciences physiques. J’espère générer un effet boule neige positif. »