Projet Science in Wonderland

Le projet « Science in Wonderland » s’inscrit dans le programme « Enseigner la physique autrement ». Il a accompagné le développement de la démarche d’apprentissage par problèmes (APP) et a permis de modéliser les problèmes posés aux élèves à l’aide de simulations 3D.

Le projet « Science in Wonderland » est né du constat commun de l’école d’ingénieurs du CESI et de l’Université de Portsmouth :

Il est urgent de trouver des solutions pour rendre l’enseignement des sciences à la fois plus attractif mais aussi plus innovant pédagogiquement parlant, au vu de la désaffection des carrières scientifiques mais aussi de la difficulté éprouvée par les étudiants dans ces domaines. Au sein du CESI, c’est la région Nord-Ouest, partenaire naturel frontalier des Britanniques qui a porté le projet, partiellement financé par l’Europe via les fonds FEDER et la coopération Interreg IVA France-Manche.

Fortes de leurs compétences respectives en Sciences de l’éducation et en technologies de l’Information et de la Communication appliquées à l’éducation, les institutions partenaires ont  proposé de rendre plus concret l’enseignement des Sciences, grâce à l’utilisation de simulateurs 3D.

Le projet s’est achevé en juillet 2014. Une démonstration des simulations a été faite lors de la remise des diplômes de l’établissement de Rouen, en présence de représentants de l’université de Portsmouth, partenaire du projet.

Au total, 5 simulations ont été développées et testées sur des groupes d’étudiants anglais et français, à Rouen et à Portsmouth, au travers de la méthode APP (Apprentissage par projets) ou PBL (Problem Based Learning) que le CESI utilise et développe depuis de nombreuses années.

Ces simulations font aujourd’hui partie des ressources permettant de résoudre les situations problèmes proposées en première année de physique dans le cursus Ingénieur généraliste du CESI. Ces ressources sont accessibles en téléchargement en cliquant sur lien suivant: drive.google.com.

Les simulations sont présentées ci-dessous.

La gare de triage :

Les étudiants disposent de 3 wagons différents qui dévalent une pente, et doivent aller au bout de la voie tout en ralentissant suffisamment pour ne pas défoncer les butoirs. Ils doivent donc calculer l’énergie cinétique du wagon et la force de freinage nécessaire pour les faire ralentir.

Le frein de vélo :

Dans cette simulation, il s’agit de trouver la valeur de la force nécessaire pour serrer les freins du vélo et l’arrêter dans une forte descente, en fonction des caractéristiques du frein et de de la jante.

Le carrousel :

Il y a eu un accident de manège, une des nacelles d’étant détachée avec la vitesse. Il s’agit ici pour les étudiants de déterminer les conditions de l’accident, et de calculer la force nécessaire pour arracher la nacelle en fonction de divers paramètres (vitesse de rotation du manège, hauteur de la nacelle, etc.).

L’hélicoptère :

Les étudiants doivent choisir un jeu de pales de rotor adapté à l’hélicoptère. Ils peuvent essayer leur jeu de pales à différentes vitesses de rotation avec des inclinaisons différentes. Si le jeu de pales choisi est correct, l’hélicoptère peut voler. Sinon, il ne décolle pas, ou décolle de quelques mètres et retombe, ou encore, il décolle puis se crashe.

Le siège de bébé :

Il s’agit, dans cette simulation, de calculer la force s’exerçant sur un siège  d’enfants fixé dans un véhicule au moment d’un choc frontal, et de vérifier  si les spécifications du modèle correspondent aux normes en vigueur.