Réalisation d’un atelier de conception, de fabrication numérique et

d’expérimentation adapté à la pédagogie par problèmes et par projets

Projet retenu pour BIP 201320 juin 2013

Fabrice EVRARD (porteur du projet)Philippe MARTHON (membre du projet)

Plan

1. Plaidoyer pour une nouvelle pédagogie2. BIP 2013 : l’atelier, les robots, et les expériences de

navigation de robots3. La suite : la mise en œuvre de la pédagogie active

Ingénieur , Technologie, Société et Individu

• Objectif : introduire une nouvelle pédagogie en école d’ingénieur pour former des ingénieurs capables de créer et de promouvoir des nouvelles technologies qui soient au service de la société et des individus

• Un exemple : la robotique– Pourquoi des robots ? A quoi servent-ils ?– Quels robots ?– Quels sont leurs coûts de fabrication, leurs performances ?– Comment les robots peuvent-ils s’insérer dans le monde sans nuire à

la société et aux individus ?– Une question à se poser: comment expliquer le retard pris par la

France en matière de drones ?• J.Y. LeDrian : « La France ne produit pas de drones, ce qui est

invraisemblable pour une nation qui a un savoir-faire technologique, aéronautique, électronique considérable », 19 mai 2013

En école d’ingénieur• On apprend généralement aux élèves ingénieurs à résoudre

des problèmes « académiques » ou certaines techniques censées être utiles dans l’industrie.

• Pour cela, on leur présente les choses « sur un plateau »• A la sortie de l’école, les diplômés possèdent certes un bagage

technique incontestable mais il leur manque généralement– l’ esprit critique – le goût de l’innovation et de l’entreprise– le savoir des domaines d’application et des limites des connaissances

acquises

Pour une nouvelle pédagogie• permettant de– développer l’esprit critique des étudiants– favoriser leur esprit d’entreprise et d’innovation– favoriser une meilleure compréhension des

méthodes pour mieux discerner leurs domaines d’application et leurs performances réelles

Une première approche : la pédagogie par problème et par projet

• On se donne un problème (en langage naturel) et on cherche à le résoudre

• Méthodologie– Analyse du problème et reformulation en langage naturel– Traduction en langage formel – Résolution (analytique ou algorithmique)– Programmation sur ordinateur– Validation par simulation informatique– Validation par confrontation au « réel » . Expérimentation

Utilisation de l’atelier– …

Les robots LEGO

Le projet : Navigation de robots et évitement d’obstacles

Image numérique de la scène

Squelette de l’espace libre

Navigation et évitement d’obstacles

Représentation NURBS duchemin optimal

Passage au monde réel

Trajectoire idéale

Première expérience en atelier 3P

PédagogiesEn pédagogie traditionnelle, l’étudiant écoute et cherche à

comprendre ce que l’enseignant lui enseigne.En pédagogie active, il découvre en puisant dans ses

connaissances et en dialoguant avec d’autres étudiants

Pédagogie traditionnelle• L’enseignant, dépositaire du savoir, le transmet à ses étudiants• Critique de cette approche

– La quantité des connaissances acquises est importante MAIS– Le savoir dispensé y est peu ou prou sacralisé (contrairement à l’enseignement

de Socrate qui sait (ou feint de savoir) qu’il ne sait pas)– L’enseignant s’adresse nécessairement à un étudiant de référence (possédant

certaines connaissances).Or chaque étudiant est différent et aucun ne correspond totalement à un tel étudiant idéal. Son enseignement ne s’adapte donc pas totalement à son public

– L’enseignant privilégie une certaine approche et en délaisse nécessairement d’autres tout aussi valables (par manque de temps ou … de connaissance)

– L’enseignant fait nécessairement• des fautes de langage • des fautes de raisonnement • utilise des mots inconnus de l’étudiant ou• mal interprétés par l’étudiant (ambiguïté du langage naturel)• Va trop (ou pas assez) vite• …

Pédagogie active• L’étudiant, découvre en puisant dans ses connaissances. « Il est là pour faire

des découvertes, pas pour subir des démonstrations. » (Nicolas Wapler)• Il dialogue avec les autres membres de son groupe et avec l’enseignant • Le rôle de l’enseignant : un conseiller, un guide (discret)

– « Le tuteur doit mettre l’information à la disposition des élèves. – Il doit les aider à la traiter eux-mêmes de manière à pouvoir la comprendre et

l’assimiler.– Il n’est pas là pour imposer quoi que ce soit. – Son rôle n’est pas d’expliquer ou de parler, empêchant du même coup les gens de

réfléchir. Il est là, justement, pour leur permettre de réfléchir.– Bien sûr, rien ne lui interdit d’expliquer, lorsque c’est utile ». (Nicolas Wapler)

• Les inconvénients de l’approche traditionnelle disparaissent• Critique

– L’acquisition du savoir est plus lente que dans la pédagogie traditionnelle (de même que l’on va plus vite en voiture qu’à pied) mais plus solide (de même qu’un coureur d’occasion se fatiguera beaucoup plus vite qu’un coureur de marathon).

– La pédagogie active privilégie la qualité de la connaissance acquise à la quantité

Mise en œuvre de la pédagogie activeen 2013-2014

UE Graphe et Recherche Opérationnelle• Les étudiants sont en équipe de 6 avec, pour chaque

thème abordé, un (nouveau) chef de projet et un responsable qualité

• Apprentissage par problème et par projet– 3 séances de 1h45 pour analyser le problème et le

résoudre sur le papier– 3 séances de 1h45 de programmation du savoir– Expérimentation avec l’atelier

• L’enseignant répond à leurs questions et éventuellement les conseille ou les déconseille.

L’élève est là pour faire des découvertes, pas pour subir des démonstrations.

Nicolas Wapler