Une élève de première année à Waterloo, dans l'Iowa, décrit les étapes qu'elle a suivies pour construire son projet Ramps and Pathways, une tâche qui la transforme en ingénieur. Photo de Beth Van Meeteren
Pensez aux «étudiants ingénieurs» et vous avez probablement des visions d'élèves du secondaire ou du collège. Mais jetez un coup d'oeil dans un nombre petit mais croissant de salles de classe à travers le pays, et vous verrez l'enseignement de l'ingénierie dans les écoles maternelles et élémentaires à l'aide d'une méthode appelée Ramps and Pathways.
Dans les classes de Ramps and Pathways, les enfants explorent les propriétés et les possibilités inhérentes à quelques matériaux simples: blocs, marbres et bandes de moulures en bois, un matériau de construction long et mince utilisé pour la finition des armoires et des plafonds. Les enseignants poussent les bureaux et les chaises à l'écart pour laisser la place aux montagnes russes parfois tentaculaires qui émergent. En construisant et en ajustant des pentes maintenues par des blocs, les enfants expérimentent des marbres se déplaçant le long de divers chemins. Leur travail consiste à tester et retester différents angles, à trouver de nouvelles façons de prendre leurs billes dans une course folle.
«Nous voyons toujours de petites étincelles» parmi les étudiants, explique Rosemary Geiken, professeur d’éducation à l’East Tennessee State University, qui assiste des enseignants du primaire qui n’ont jamais utilisé cette méthode d’enseignement auparavant. Une fois, dit-elle, elle a regardé une petite fille avec trois garçons qui avaient du mal à faire tomber une bille dans un seau. La fille a chuchoté aux garçons. Bientôt, ils montèrent tous la rampe différemment et la bille tomba aussitôt. «Maintenant, vous savez que je suis un scientifique», dit la fille à Geiken.
Les rampes et les sentiers ont commencé à Waterloo, Iowa, à la fin des années 1990. Les enseignants du programme Freeburg Early Childhood de l’University of Northern Iowa, une école de labo destinée aux enfants de la maternelle à la deuxième année du primaire, souhaitaient savoir quel type d’enquêtes les enfants pourraient mener par eux-mêmes. Ils ont fourni aux enfants des blocs de moulage de criques et de blocs d'unité de un, deux, trois et quatre pieds.
Beth van Meeteren, alors enseignante de 1ère année à Freeburg, a filmé ces moments en plaçant des caméras dans les salles de classe et en documentant leurs apprentissages. Elle a été frappée par la façon dont le projet a retenu l’attention des étudiants et les a poussés à s’efforcer de créer des structures plus stimulantes.
Une fois, par exemple, van Meeteren a vu un élève de première année construire pendant plusieurs jours une structure composée de 13 rampes de trois pieds dans une rampe en forme de labyrinthe qui descendait jusqu'au sol. Le marbre a parcouru une hauteur de 39 pieds sur une structure qui occupait seulement neuf pieds carrés. C'était entièrement l'idée de l'enfant, dit-elle.
Deux élèves de première année de l'Iowa travaillent ensemble pour créer une série de chemins en zigzag qui transporteront une bille de haut en bas. Photo de Beth Van Meeteren
Aujourd'hui, Ramps and Pathways est utilisé dans les classes des écoles primaires de 18 écoles réparties dans quatre comtés du Tennessee, où les enseignants reçoivent une formation sur l'utilisation du programme pour l'enseignement de l'ingénierie et des sciences. Le programme est financé avec une subvention du département américain de l’éducation, Race to the Top.
D'autres sites d'écoles élémentaires se trouvent dans l'Iowa, le Maryland et la Virginie, dans des clubs d'instruction en classe et parascolaires.
Mais Van Meeteren, qui est actuellement professeur à la University of Northern Iowa et a rédigé sa thèse sur le sujet, affirme que la méthode s’enracine principalement dans les salles de classe préscolaires où l’enseignement est plus multidisciplinaire et où les enfants ne sont pas toujours assis dans des sièges. .
Au niveau élémentaire, les sciences et l'ingénierie pratiques vont à l'encontre du désir des éducateurs et des décideurs politiques de faire en sorte que les enfants de troisième année possèdent des compétences en lecture. Les directeurs veulent voir des preuves que des enfants apprennent des lettres et des chiffres.
Van Meeteren, Geiken et d’autres enseignants en sciences ont l’intention de montrer que ces activités peuvent également promouvoir les mathématiques et la lecture. Regardez des vidéos de ces projets et observez des signes d'enfants apprenant des techniques de comptage et de tri afin de savoir comment adapter leurs constructions. Van Meeteren dit qu'elle a encouragé les enseignants à intégrer les sciences à la lecture en demandant aux enfants d'écrire sur leurs objets et sur les problèmes qu'ils ont résolus pour les faire fonctionner. Elle et Betty Zan, directrice du Regents 'Center for Early Developmental Education à l’University of Northern Iowa, sollicitent une subvention du département de l’éducation des États-Unis pour investir dans l’innovation, afin d’expliquer comment les leçons de sciences, telles que les approches utilisées dans Ramps and Pathways, pourrait être intégré aux périodes de lecture de 90 minutes qui prévalent dans les écoles primaires.
Les projets incitent les enfants à penser comme des ingénieurs, à découvrir des liens entre actions et réactions et à ajuster leurs plans en conséquence.
Un enfant, par exemple, tenait tellement à faire fonctionner sa rampe qu’il a passé plus de sept minutes à contempler les options et à faire des ajustements, jusqu’à ce qu’il ait finalement réussi à faire rouler la bille à travers quatre rampes différentes sous quatre angles différents.
«J'aimerais beaucoup que cela se retrouve dans plus de salles de classe», déclare van Meeteren. «Il semble que seules les classes surdouées soient autorisées à suivre cet enseignement de qualité. Tous les enfants en bénéficient.
Bonus vidéo: pour voir des clips vidéo d'enfants travaillant sur des projets Ramps and Pathways, faites défiler l'écran vers le bas pour les pages centrales de cet article de la revue of Early Childhood Research and Practice .
Lisa Guernsey est directrice de la Early Education Initiative de la New America Foundation et auteure de Screen Time: Comment les médias électroniques - des vidéos pour bébés aux logiciels éducatifs - affectent votre jeune enfant.
