Memoire Online - La pratique réflexive comme levier du changement de posture dans l'enseignement de la modélisation multiphysique

Ce mémoire réalisé dans le cadre du CAFFA (Certification d'Aptitude aux Fonctions de Formateur Académique)a pour contexte la formation de l'enseignement de la modélisation multiphysique.

Le besoin de formation issu des réformes Chatel et Blanquer amène le cadre théorique bâti à partir des innovations, des résistances en formationpuis de l'analyse réflexive. Ce cadre théorique me conduit à émettre deux hypothèsespermettant de lever les freins liés à la résistance des enseignants.

La mise en place d'un nouveau dispositif montrera la nécessite d'articuler besoin de formation et commande institutionnelle. Ce dispositif présentera aussi la méthodologie de la démarche réflexive engagée ainsi quesesrésultats.

Les analyses conduiront às'interrogersur la validité des hypothèses et des perspectives de formation.

La conclusion de ce mémoire permettra dese décentrer des différents propos afin de prendre du recul sur ce dispositif, sur les analyses et sur les modifications internes du formateur.

PREMIERE PARTIE

1 Introduction :

Former les enfants à devenir acteur du monde économique de demain implique souvent de les confronter à ce qui se pratique au quotidien et à ce qui est attendu dans l'avenir. Les enseignants retrouvent dans les programmes par les réformes, les évolutions observables du secteur industriel ou scientifique comme par exemple l'utilisation des outils numériques.

Les réformes au sein de l'éducation nationale se succèdent à tous les niveaux. L'avant dernière réformeconcernant l'enseignement technologique STI2D^1(*) a eu lieu en 2011 et celle de l'enseignement général SSI^2(*) en 2010. Cette dernière réforme, « L'école de la confiance », concerne l'ensemble des sections du cycle terminal et est par conséquent appliquée à ces deux branches d'enseignement.

Comme pour les réformes précédentes, les enseignants SII^3(*) peuvent travailler à la fois en STI2D et en SSI ou dans une seule de ces deux sections. Ils disposent de deux programmes distincts avec des préconisations institutionnelles différentes. Ces deux programmes comportentles mêmes domaines desavoir puisque les contextes scientifiques et industrielssontidentiques.

Comme le précise le programme des STI2D (2019), « les enseignements technologiques ne peuvent s'effectuer sans un usage éclairé et responsable du numérique dont l'intégration dans les produits est une réalité et participe à l'innovation. Il est donc pertinent d'envisager dès maintenant la réalisation de « jumeaux numériques » lors des projets. », et également celui de la spécialité SI (2019) « Les sciences de l'ingénieur s'intéressent aux objets et aux systèmes artificiels, appelés de façon plus générique « produits ». Cette appellation de « produit » réunit sous un même terme l'objet matériel et son jumeau numérique. »

Le « jumeau numérique » est la représentation virtuelle, c'est-à-dire un modèle dynamiqued'un produit physique dont il reproduit les caractéristiques essentielles. Il s'agit là d'une innovation inscrite dans les programmes.

Ces deux programmes vont permettre de préparer les futurs étudiants et donc les futurs ingénieurs à intégrer les écoles et les entreprises en ayant dans leurs bagages l'outil conceptuel associé à la modélisation multiphysique( Annexe 4 : Modélisation multiphysique.).

L'explication de la plupart des phénomènes, qu'ils soient naturels ou provoqués, font intervenir de nombreuses branches de la physique. On qualifie de multiphysique un modèle dont le « comportement dépend de différents domaines des sciences physiques : mécaniques, thermiques, chimiques, électromagnétiques, etc... »^4(*)

L'étude de la modélisation passe souvent par une décomposition en monophysique plus simple à analyser avant d'être parfois considérée sous un angle plus global.

Si ce n'est l'apparition de « jumeaux numériques », l'évolution de ces deux programmes ne font pas évoluer considérablement celui de la spécialité SI qui était déjà bien étoffé, mais cette évolution rajoute beaucoup d'éléments au programme de la STI2D ( Annexe 2).

Par ailleurs, en analysant les compétences du programme STI^5(*) génie électrique du hors-série du 24 novembre 1992, abrogé en 2012 ( Annexe 1), on constate qu'il n'y a pas de compétences propres à la modélisation et à la simulation. Il est fait référence de la compétence « produire une maquette, ce qui nécessite [...] d'utiliser un outil informatique d'aide à la conception de câblage ».Une différentiation de la pratique informatique selon les différentes ramifications des STI pose déjà le problème de l'accommodation de l'outilinformatique mais aussi celui des logiciels.

Les programmes de formation qui ont succédé ceux de 2012, ont marqué le pas de la modélisation, d'abord dans la réforme du lycée impulsée par Luc Chatel en 2009 et dernièrement l'école de confiance^6(*)lancée par Jean-Michel Blanquer en 2018.

Le tableau suivant montrequelques exemplesde contenus des programmessur la modélisation multiphysique, en termes d'objectifs et de compétences. Programmes amenés par les réformes Chatel et Blanquer.

En STI2D, en plus de l'utilisation des modèles, les élèves sont amenés à préparer la simulation, c'est-à-dire consolider le modèle en le rendant plus fiable et dans la spécialité SI les élèves doivent pouvoir modéliser (ce qui n'était pas le cas dans le programme précédent) et caractériser les grandeurs physiques.

De plus,en 2011 la création du CAPET^7(*)SII et en 2012 l'agrégation^8(*)SII, les enseignants relevant d'une des quarante-deux valences STI sont affectés suivant quatre champs : architecture et construction (L1411), énergie (L1412), information et numérique (L1413), ingénierie mécanique (L1414).

Ces enseignants ont suivi une formation de spécialité propre à leur valence et doivent depuis la réforme Chatel dispenser en STI2D un enseignement transversal en classe de première et de terminale, et maintenant totalement transversal en première et en partie en terminal depuis la réforme Blanquer.

Pour les sciences de l'ingénieur, les enseignants sont susceptibles d'enseigner différents domaines des sciences depuis la loi Chatel.

Par ailleurs, on retrouve dans les programmes d'enseignement des notions sur la modélisation multiphysique qui recouvre comme son nom l'indique plusieurs domaines des sciences industrielles.L'enseignant SII est peu ou prou confronté d'une part à un domaine qu'il ne maîtrise pas toujours et d'autre part confronté à une mise en application du programme pour lequel il n'a pas forcément suivi de formation. Quoiqu'il en soit ces enseignants doivent dispenser des nouveaux contenus du programme en rencontrant parfois des difficultés. On voit apparaître ici un décalage entre les attendus des programmes et le niveau de maîtrise didactique de l'enseignant.

Me concernant, j'ai eu l'occasion de poursuivreune formation universitaireen2012, ce qui m'a permis en 2015 devalider mon master 2 en GEII^9(*) à l'université de Cergy-Pontoise. De ce fait, j'ai eu l'opportunité de travailler sur la modélisation multiphysique au sein du laboratoire SPIE^10(*) et de découvrir un logiciel dédié à la modélisation.

Dès la rentrée 2009, j'ai commencé à semersans grande difficulté la modélisation dans mon enseignement,de par l'obtentiondu master 2 et du travail personnel réalisé. Aujourd'hui je constate les bénéfices de cette innovation. Cela autant pour les élèves qui trouvent un sens dans leur apprentissage puisqu'elle intègre parfaitement ce qui est attendu pour le métier d'ingénieur.Ainsi que pour moi-même étant donné quele travail par ilot amène une souplesse de fonctionnement permettant de me rendre plus disponible pour ceux qui ont des difficultés.

Mon travail sur ce mémoire s'appuie sur la formation à l'enseignement de la modélisation multiphysique pour l'année scolaire 2019-2020. Celle-ci avait été mise en place depuis 2016 pour l'ancienne réforme et continue pour la réforme actuelle. Elle est également proposée pour les enseignants du cycle 4^11(*) qui ont vécus la mise en place de la réforme au collège de 2015.

C'est à l'occasion des différentes rencontres en 2016 avec Dominique Petrella IA-IPR (Inspecteurs d'académie - Inspecteurs pédagogiques régionaux) et Laurent Martin formateur académiqueque cette formation a été proposé au PAF (Programme Académique de Formation). A ce jour, deuxautres formateurs et moi-même dispensons cette formation sur l'académie de Versailles depuis la rentrée 2016.J'ai dispensé la formation aux FSTG et PSTG^12(*)issues de concours (CAPET et Agrégation) ou en reconversion, ainsiqu'aux enseignants titulaires et contractuels.Par ailleurs, étant chargé de mission d'inspection depuis deux ans,lors de mes visites-conseils des CTEN^13(*),je constateque la modélisation multiphysique n'est pratiquement pas abordée dans les enseignementset ce malgré l'achat du logiciel par les DDFPT^14(*).Ce constat m'amène à penser que les enseignants ont des difficultés dans la mise en place de la modélisation.

Ainsi,faisant frein à l'enseignement de la modélisation, la résistance des enseignants face à cette innovation se manifeste depuis la réforme Chatel et encore aujourd'hui.

Comment amener les enseignants à construire et utiliser les modèles multiphysiques dans leur enseignement ?

DEUXIEME PARTIE.

1. Cadre théorique de référence :

Mes différentes lectures débutent par des recherches sur l'innovation, puis sur les formes de résistances. Celles-cim'ont conduit vers la notion de contextualisation pour continuer sur les notions de praticiens réflexifs.

1.1. De l'innovation aux formes de résistance ...

Qu'est-ce que l'innovation ? Selon le Larousse, l'innovation c'est l'action d'innover et innover c'est « introduire quelque chose de nouveau pour remplacer quelque chose d'ancien dans un domaine quelconque ».

D'après Marsollier (2003), depuisles années 1960 l'innovation s'est manifestée par des postures différentes et aujourd'hui s'instaure un « dialogue entre enseignants et décideurs ». Une synthèse de ses recherches m'amène à construire un tableau ( Tableau 2) récapitulatif des changements:

Comme le souligne Marsollier (2003, p. 12) l'innovation s'est élargie et l'institution offre diverses pistes aux enseignants pour leur permettre de mettre en oeuvre les innovations. Néanmoins et malgré cela, le ministère rencontre des difficultés à irriguer les innovations, même avec la création de la DESCO^15(*).

Ainsi Jack Lang annonce la création du CNRS en 2001^16(*)(Centre National de Ressources Scientifiques) afin de promouvoir, soutenir et diffuser les pratiques innovantes.

Marsollier (2003) précise que malgré l'apparition de différents sites Internet depuis 1999, le guidage institutionnel reste balbutiant et se heurte à la résistance des enseignants. En faisant le lien avec les innovations des sections STI2D et SI par une translation temporelle, Marsollier(2003)m'amène donc à comprendre que l'institution souhaite intégrer les innovations du secteur industriel dans les pratiques des enseignants, et rencontre aussi des obstacles.

Il en va de même pour la modélisation multiphysique. Les sites internet, tels que les sites académiques,les sites d'association d'enseignants, les sitesprivés des professeursse multiplient et proposent aux enseignants de SII, une quantité de modèles prêt à l'emploi incluant parfois des modalités de mise en oeuvre.

Comme des marches d'escalier, en 10 ans, il y a eu deux sursauts de l'apparition de la modélisation dans l'enseignement.

Exactement comme le rapporte Marsollier (2003, p. 13),le terme « innovation » est flou et polysémique. En rapportantles propos de CROS (1998)ilindique que quatre propriétés caractérisentl'innovation :

- L'idée du nouveau : le nouveau peut se trouver dans la pratique restaurée (LASSERFORDER, 1972).

- Le phénomène de changement : ce qui est observable et consécutif à la création ou à l'appropriation de la nouveauté.

- Une action finalisée : les innovations se traduisent par une production nouvelle ou par des améliorations.

- Le processus : étape et temporalité dans lequel l'engagement de l'enseignant l'amène à vivre des difficultés et des découvertes.

En reprenant ces propriétés, l'apparition de l'enseignement de la modélisation est une innovation dans les cycles 4 et terminale, même si elle existait déjà dans les universités :

- Elle est observable, étant donnéqu'elle apparaît dans les programmes et dans les enseignements ;

- Elle constitue une action finalisée avec des productions nouvelles et également des améliorations ;

- Il est vraisemblable que l'innovation suit un processus chez l'enseignant qui rencontre des difficultés de sa mise en place au sein de la classe.

Les ingénieurs du secteur industriel utilisent la modélisation multiphysique. Comme le préciseMarsollier (2013, p. 15), ils sont motivés car innover rime avec « intérêt économique », tandis que l'enseignant lui, ne suit pas cette règle puisque « de par son statut il n'est soumis à aucune obligation d'innover ».

A partir de l'enquête menée parMarsollier(2003) sur 423 enseignants, j'ai élaboré un tableau ( Tableau 3)synthétique en ciblant les valeurs extrêmes et médianes.

Le premier constat de cette enquête démontre le peu d'intérêt de l'engagement des enseignants lors d'une demande ministérielle (20%) et d'une obligation institutionnelle (7,3%).

Ces deux chiffres justifient le constat énoncé dans l'introduction. L'innovation de l'enseignement de la modélisation multiphysique, insufflée par les programmes et par l'institution, est freinéedans sa mise en oeuvre.

Lesecond constat, inverse du premier, démontre que les enseignants songent à innover pour 72,5 % lors d'innovations individuelles et à 75,4 % lorsd'améliorationde leurenseignement. Dans ce dernier cas, il est aisé de dire que l'innovation prend naissance le plus souvent par l'enseignant lui-même.

Le contraste entre ces deux constats est éloquent. En effet,l'analyse des résultats de ce tableau met en évidence que les innovations conduites par l'institution ne peuvent être majoritairement mis en oeuvre qu'à la condition que l'enseignant souhaite améliorer son enseignement.

En reprenant les propos de Marsollier(2003,p. 15), « Le système de l'éducation nationale ne suscite pas l'innovation », je me rends compte qu'il réalise un contraste avec l'enseignant qui « jouit d'une certaine liberté » délimitée par les instructions officielles et par « l'obligation de résultats attendus selon des niveaux sociologiques (élèves, parents, membre de l'équipe pédagogique, monde du travail et la société). »

Marsollier (2003, p.16) précise égalementque l'enseignant dispose d'une « liberté sous contraintecar il est statutairement protégé et professionnellement exposé, et ainsi l'innovation ne rime pas avec imagination, création, invention, mais avec acceptation, exhortation, obligation ». De par ses propos, si innovation rime avec obligation, comment apporter une solution viable pour que l'obligation institutionnelle devienne une amélioration de l'enseignement ? Qui sont ces enseignants libres et contraints ?

1.2. Des formes de résistance à la contextualisation...

Avant de débuter mes formations je demande systématiquement à l'inspecteur concerné la liste des participants. Par courriel j'invite ensuite les stagiairesde cette listeà répondre au questionnaire que j'ai mis en ligne, identique à l' Annexe 13,via le site académique « édu-sondage^17(*) ».

Le recueil des résultats du questionnaire me permet ainsi d'établir un niveau de formation adaptée au groupe.En reprenant les données ( Annexe 12),issues de ces sondages depuis 2018sur 65 enseignantset en les concaténant,certaines conclusions se rapprochent du phénomène de résistance.

Pour illustrer ces résistances, j'ai établi un diagramme de Pareto ( Figure 1) permettant d'apprécier le niveau de connaissance autour de la modélisationsur 25 points au maximum (sans pondération).

Comme le montre ce graphique, sur les 65 stagiaires venus en formation depuis 2018, 61 % d'entre eux (soit 40 stagiaires) ont un score entre 0 et 5, soit près des deux tiers des participants. Parmi ces 40 stagiaires, 20 d'entre eux ont un score de zéro, soit près d'un tiers des participants.

Pour affiner ces interprétations j'ai pondéré certaines questions en fonction d'une caractérisation taxonomique allant de 1 (niveau de l'information) à 4 (niveau de la maitrise méthodologique). J'ai ensuite réalisé le graphique ci-dessous ( Figure 2).

- nesavent pas modéliser (21% pour le niveau 2et 20% pour le niveau 3) ce qui se traduit par une méconnaissance de l'outil,

- ne savent pas appliquer des principes de modélisation plus spécifique (15% pour le niveau 4).

Marsollier(2003, p. 20) proposetrois types d'attitudes caractéristiques face à la nouveauté:

- La prudence : la plus courante ; les enseignants observent avant de pratiquer ;

En reprenant le modèle de Ryan et Gross en 1942, Marsollier(2003, p. 24) observe que l'adoption des réformes suit « une courbe en S », et se rapproche du même type de courbe que les « courbes épidémiologiques » :

De plus ce graphique ne précise pas l'échelle de temps. Néanmoins, si je fais correspondre ce graphique à une décennie, la réforme Blanquer qui arrive juste après la réforme Chatel se retrouve au niveau des réfractaires. À la vuedes résultatsde la Figure 1, il semblerait que l'échelle de temps soit plus grande que la décennie.Ce qui montre le problème de résistance face à l'innovation induite par l'enseignement de la modélisation.

En résumant les propos deMarsollier (2003, p. 26), les réfractaires sont des personnes ayant une « éducation aliénante avec leurs relations affectives sereines mais réduites ». Les valeurs assimilées par pression à la conformité ont réduit les opportunités de comparaison critique ».Pour les innovateurs, « l'influence d'un parent associée à une relation affective privilégiée ont invité le sujet à s'opposer aux valeurs familiales et à s'intéresser à l'ailleurs ».

Les innovateurs ont développé leur résilience tandis que les réfractaires (de par leur enfance paisible) cherchent à se « préserver des risques de fragilisation ».

Dans ses écrits,Marsollier (1999, p. 14) fait une translation de « l'attitude à l'égard de l'innovation » vers le « rapport à l'innovation ». Il catégorise trois natures de comportement face à l'innovation. Les enseignants qui seront ouverts, réfractaires et ceux dont les attitudes « labiles » dépendent plus de la « motivation extrinsèque ».

Pour aboutir à la notion de résistance, Marsollier(1999, p. 13) évoque le statut de l'enseignant décideur et acteur, qu'il est « singulièrement protégé » et« libre d'agir », qu'il est « l'architecte et le maître d'oeuvre » des multiples choix qu'il opère, et que par souci d'efficacité il établit des routines.

1.3. De la contextualisation dans la pratique réflexive.

Comme l'indique Desjardins (2013, p. 33), les causes de résistance sont multiples. En résumant ses proposquatre phénomènes peuvent l'expliquer :

1) L'injonction de réfléchir : les approches réflexives font passer la réflexion d'abord intime à une réflexion prescrite, obligatoire et publique. Cettetransition est vécue difficilement car elle dévoile ses inquiétudes, ses inaptitudes, ses erreurs.

2) L'évaluation de la réflexion : si la réflexion est l'objet d'évaluation, les étudiants en quête de la réponse attendue pour atteindre le but du formateur adoptent une posture stratégique. Dans ce cas, ils ne sont pas parvenus à susciter un véritable engagement nécessaire dans les approches réflexives.Celles-ci supposent une autre logique dans le but d'une transformation interne profonde. Le formateur devra alors apporter une attention spécifique lors de l'évaluation de la réflexion.

3) Résistance à la réflexion ou à l'écriture : le choix de l'écriture comme médium de l'action réflexive amène une autre variable.Le rapport à l'écriture incluant des phénomènes d'attraction ou de rejet, d'envie ou de peur (Barré de Miniac, 1997, p.12). Le comportement de résistance ou d'engagement pourrait être influencé par le rapport de l'étudiant à l'écriture. Il importe donc de redonner du sens aux activités, accompagner le processus, associer l'orale et l'écriture, travailler explicitement le rapport à l'écritureen permettant tout de même aux étudiants de questionner leur représentation et la pratique.

4) La résistance au savoir : les étudiants sont souvent en quête de recettes et celles-ci peuvent revêtir le sens d'une demande de textualité. Après une définition du savoir scientifique par les recherches de Rey (2002), l'hypothèse retenue est que les étudiants sont à la recherche d'une contextualisation car peu familier des univers conceptuels proposés et ont peu d'expérience.

En m'appuyant sur le quatrièmephénomène expliqué par Desjardins (2013), il me semble intéressant d'intégrer la contextualisation dans mon dispositif de formation puisque c'est ce que recherchent précisément les étudiants stagiaires dans son explication. Elle précise également qu'il convient de favoriser des allers-retours entre conceptualisation et contextualisation. Le réel permet donc de requestionner les théories, de les nuancer ou de poser un regard critique plutôt que « d'adopter une posture de soumission » face à « La vérité ». Desjardins (2013, p. 38) précise que le plus récent courant de professionnalisation qui « marqué par la centration sur le développement de compétences est en soi un appel à la contextualisation », ce qui met en valeur le « retour de la complexité et du réel dans les situations de formation, puisque la compétence est un savoir-agir en contexte(Jonnaert, 2002 ; Roegiers, 2004) ».

Dans son texte, Desjardins (2013, p. 25) défile de manière historique la formation au Québec, où il y a plus de 40 ans la formation était assurée par les universités et la maîtrise d'oeuvre aux facultés d'éducation :

- La première vague de professionnalisation en 1960 recouvrait l'idée d'un enseignement de qualité assise sur des bases scientifiques solides (on retrouve ici le début de la chronologie décrite par Marsollier (2003)).

- Puis en 1980 l'accent est mis sur la complexité de l'acte d'enseigner et prépare les enseignants à faire face à des situations uniques et incertaines et souvent porteuses de conflit aux valeurs (Schön 1983).Il s'agissait de former des enseignants à agir en contexte (Desjardins, 1999) par des « approches réflexives, articulées à l'expérience pratique ».

- Pour la troisième vague (2000) la professionnalisation se poursuit en s'appuyant sur le savoir agir et le cadre de compétences qui préparera l'individu à « agir devant l'instabilité des situations et des contextes ». Ainsi, Desjardins met en avant la nécessité d'une contextualisation dans les formations afin de développer les compétences des enseignants.

En comparant les quatre phénomènes de résistance au descriptif chronologique, je remarque quela contextualisation serait une solution permettant de vaincre la résistance en formation.

En reprenant les phénomènes cités par Desjardins (2013): obligatoire, engagement, rapport à l'écriture, demande de textualité, ces termes sont des causes de résistance. Dans son texte Desjardins (2013)indique qu'il y a une diversité de pratique de formations et notamment dans le domaine de la pratique réflexive et cite différents cadres théoriques. Deux auteurs sont largement évoqués ainsi que leurs travaux (Devey, 1933, 1975 ;Schön,1983, 1987).Devey aborde lui, la pensée réflexive, et Schön la pratique réflexive.

SelonDevey, il est nécessaire de créer des conditions propices à la réflexion, de stimuler la curiosité, de présenter un défi véritable, de développer des capacités langagières et l'acquisition de connaissances préalables pour faire face à l'analyse et à la résolution d'une situation problème.

Quant àSchön, pour développer la pratique réflexive le professionnel doit être placé dans l'action. Devey tranche en 2004 et affirme qu'il « fallait éviter de plonger trop rapidement » le formé dans une situation réelle.

Ces éléments sont également repris par Altet (2013, p. 40).En reprenant ses propos, la pratique réflexive permet aux enseignants de « s'adapter dans différents contextes » et comme le précise Perrenoud (2008), elle pense aussi que la pratique réflexive est la clé de la professionnalisation.

D'aprèsAltet (2013), ce qui est fait en formation professionnelle se base sur la description de Devey (1947) : « c'est la posture et l'expérience réflexive développées initialement qui peuvent amener ensuite à une pratique réflexive ». Devey insiste sur les conditions nécessaires à la réflexion.Altet soutientquant à elle qu'il est nécessaire de mobiliser une théorie de l'activité humaine à deux dimensions (Rabarbel&Pactie, 2005) :

De surcroît,Desjardins (2013, p. 29)précise qu'il s'agit de porter une attention particulière aux objets « ciblés ». Il faudra à mon sens eten amont de ma formation, décrire ces objets afin que dans l'activité « constructrice », ils deviennent une préoccupation de la réflexion.

Par ailleurs, Altet(2013, p. 48)en rapportant les recherches de Le Mourillour et Hetier(2011) : la posture réflexive doit être réalisée à partir de ce qu'ont réellement fait les stagiaires.

A mon avis, ces deux propos sont deux points importants qui encadrent l'analyse réflexive car le premier va conditionner l'efficacité du second.

Dans un des trois dispositifs rapportéspar Altet (2013, p. 55), cette dernière précise qu'un formateur « a à mettre en place les conditions pour permettre le développement de la réflexivité » et qu'il y a trois niveaux d'objectifs qui ont été traduits sous forme de principes organisationnels.

En reprenant les propos de Altet (2013, p. 55) et selon Vacher,c'est ainsi qu'il devient possible de développer une posture réflexive qui répond aux trois objectifs suivants :

- La compétence de travailler en équipe favorisant l'apparition de la réflexivité ;

Pour construire les capacités du praticien réflexif, Vacher (2010) énoncealors quatre conditions :

- La priorité donnée au questionnement et à l'hypothèse sur la réponse ou la solution toute prête.

1.4. Hypothèses :

L'analyse bibliographique apporte diverses pistes pour comprendre et résoudre ma problématique.

Je formule donc deux hypothèses qui permettrait delever les freins liés à la résistance des enseignants.

Comme énoncé dans l'introduction en page 6, les enseignants de SII se retrouvent à enseigner des matières qui ne font pas partie de leur culture professionnelle. Ces enseignants ont suivi une formation de spécialités dans leurs domaines et doivent dispenser un enseignement transversal. Comme le conçoitDesjardins (2013), à partir d'une contextualisation de formation, je souhaite vérifier que l'enseignant serait à même d'apprécier l'intérêt de la contextualisation de la modélisation dans la pratique de l'enseignementpar le biais d'une analyse réflexive.

Par ailleurs, la plupart des enseignants qui n'ont jamais modélisé se confrontent d'une part au logiciel et d'autre part au concept de modélisation.

Dans un premier temps les stagiaires auront la vision du modèle sous forme de « boite noire », puis dans un deuxième temps ils devront réaliser une modélisation pour la faire évoluer en acte d'enseignement. Ils sont alors dans l'action, dans l'agir. Comme le précise Altet (2013), « la pratique réflexive permet aux enseignants de s'adapter dans tous les contextes ».Par conséquent, il s'agira de vérifier par les « activités productrices » attenduesque la dimension « activités constructrices » soulevée par Altet conduit au changement de posture des stagiaires. Ici les « activités productrices » concernent une production sous forme d'activité « élève ».

La définition que je donne aux deux objets « ciblés », permettant d'amener les stagiaires à une analyse réflexive est d'une part l'intérêt de la contextualisation et d'autre part le changement de posture des stagiaires.

TROISIEME PARTIE.

2. Modification du dispositif de formation

- La première permet de circonscrire les objectifs de la formation et d'adosser mon dispositif à des pans de théorie sur l'analyse réflexive,

- et dans la seconde,j'apporte des éléments sur sa mise en oeuvre par un descriptif de la formation.

Les dispositifs que j'ai mis en place depuis la rentrée 2016 ont évolué autant dans la forme que dans le fonds, en fonction de plusieurs paramètres : le temps disponible, l'hétérogénéité et la spécialité des stagiaires, les nouveautés issues de la modélisation, l'évolution des programmes.

Le nouveau dispositif que j'ai mis en place en février 2020 afin de répondre à la problématique, articule les paramètres précédents et tient compte des hypothèses émises précédemment.

Plusieurs documents proposent des formalismes pour concevoir^18(*) une formation. Il ne s'agira pas ici d'être exhaustif mais plutôt d'inscrire l'analyse réflexive dans le dispositif.

2.1. Etapes préliminaires à la construction du dispositif.

2.1.1. Quels principesmettre en oeuvre ?

Houpert (2005), énonce quatre principes à mettre en oeuvre dans la formation. Elle précise que la formation continue doit rendre les stagiaires acteurs et leur faire prendre en charge leur propre formation. « Il faut ainsi les responsabiliser : c'est leur permettre d'être à l'origine, à négocier à priori les contenus, voir au moment même de la formation, c'est enfin leur permettre de s'évaluer dans la pratique comme dans le stage pour faciliter la prise de conscience. »

Concrètement, il s'agira de réaliser un dispositif mixte laissant la place aux souhaits des stagiaires,ainsiqu'au besoin de pilotage. Cette place répondant aux demandes des stagiaires permettra de tracerle« désir et la nécessité ressentie de formation » (Houpert, 2005).

Par conséquent,en appliquant les recommandations de Houpert (2005), ce que je fais déjàavant le stage ( Annexe 13),il convient de faire connaître les modalités, les contenus, les objectifs et susciterun retour en amont de la formation,de façon à faire une véritable réponse à la demande.

Houpert (2005)justifie cette recommandation du fait que « la rigidité des contenus et des modalités n'est sans doute pas la méthode la plus efficace »pour les enseignants titulaires.

Il faut aussi, selon elle, tenir compte des projets personnels dont les attendus sont « précis et hétérogènes ».C'est pourquoi il faut tenter d'articuler, de réserver de l'attention à chacun, de mutualiser et hiérarchiser.

De même, responsabiliser c'est aussi pratiquer et faire pratiquer l'évaluation (Houpert, 2005) : l'évaluation diagnostic (au commencement), puis formative et formatrice (pendant), sommative (mesure de l'impact), en différé pour mesurer les effets. L'enseignant pourra ainsi apprécier les efforts accomplis et ceux qui restentà accomplir.

2.1.2. Mieux analyser la commande institutionnelle.

Actuellement le dispositif se stabilise sur deux vagues de formation, la première est destinée aux titulaires en poste et la seconde aux fonctionnaires stagiaires. Autant la dénomination de la première formation est claire, que la deuxième n'est pas définie dans le titre.

La formation PEES est destinée aux fonctionnaires stagiaires (18 heures). Ces derniers disposent de deux jours de formation contrairement aux professeurs titulaires qui en ont trois. L'intitulé de cette formation ne précise pas son contenu, étant donné que les stagiaires doivent obligatoirement suivre des formations dans le cadre de leur stage et du fait que la formation de la modélisation a été mise en place de façon verbale, après une discussion avec MonsieurPétrella (IA-IPR).

Au regard de la formation des titulaires, l'intitulé est sans nuance, il faut amener les enseignants à construire des séquences pédagogiques par le biais d'activités incluant l'utilisation de la modélisation par le logiciel Matlab.

En reprenant les propos de Altet (2013, p. 40), elle explique que les recherches francophones montrent que les stagiaires apprennent vraiment à partir « d'expériences pratiques et d'analyses de leur pratique » et en reprenant les écrits de Desjardins (2013, p. 35), les stagiaires sont en demande d'une contextualisation. Ces propos se retrouvent également chez Houpert (2005)qui dit qu'il est probable que l'intérêt porté à une formation de type apport théorique, « s'étiolera » au fur et à mesure. « Mais sans projet personnel, la motivation interne est faible et la formation continue rate souvent sa cible ».

La formation programmée en février 2020 concerneles professeurs stagiaires. Il s'agira alors de contextualiser les éléments de la formation dans la pratique de l'enseignant.

2.1.3. Mieux cerner les besoins des enseignants stagiaires

Par le biais des questionnairesque j'ai mis en lignedepuis 2018, je demande systématiquementaux stagiaires de se positionner sur leurs souhaits de modélisation. Dans la plupart des cas,les choix des stagiaires s'oriententmajoritairement sur les domaines énergétiques des sciences de l'ingénieur.

En effet, les choix exprimés par les stagiaires concernentdavantage les champs disciplinairestel que la mécanique (39%), l'électrique (33%) et le thermique (28%). ( Figure 5).

Comme l'ont déjà évoqué certains stagiaires, « il aurait fallu plus de temps, trois jours c'est insuffisant » et comme choisir c'est renoncer, j'ai priorisé le domaine énergétique au détriment du domaine informationnel.

Figure 5: Pourcentage des réponses aux demandes des stagiaires avant la formation.

Alors, j'ai construitle programme de formation afin d'aborder la modélisation « mécanique », « électrique », « thermique » et le pilotage par « Arduino ».

2.1.4. Intégration de l'analyse réflexive.

Comment mettre en place l'analyse réflexive dans mon dispositif de formation où la mise en pratique porte tout son intérêt ?

Dans différentes bibliographies de Lenoir (2012) ou de Houpert (2005) on retrouve quatre étapeset quatre phasesqui se succèdentnotéesrespectivement « P »et « E ». Une représentation graphique ( Figure 6) permet de voir le principe illustré ci-dessous.

Dans cette étape Lenoir (2012, p. 16) précise qu'il faut décrire la pratique, l'activité.

Les enseignants de ce dispositif n'ont pour la plupart d'entre eux jamais enseigné avec la modélisation et n'ont pas d'expériences concrètes dans ce domaine. En revanche, ils ont des expériences issues de leur vécu d'enseignant qui peuvent s'extrapoler dans cette formation.

En effet, l'enseignement des sciences industrielles se base sur la pratique et l'utilisation de logiciels divers qui ne sont pas multiphysiques mais qui appartiennent au domaine de spécialités propre à ce qui est enseigné.

En reprenant ce que Desjardins (2013, p. 36) a démontré à la fin de son document, elle précise que les enseignants stagiaires sont en demande de contextualisation« car peu familier des univers conceptuels proposés et ont peu d'expérience ».Il s'agira de mettre les stagiaires en situation de création d'une activité dans un contexte donné.

Comme l'écrit Houpert (2005), les enseignants disposent peu de temps en formation, « il faut ancrer la formation dans la pratique » afin d'apporter plus d'efficacités.Ainsi, les stagiaires devront produire une activité en fil rouge permettant de mettre en action les élèves à partir de modèles et de produits réels se trouvant dans la salle.

En outre, pour aider les stagiaires qui n'ont jamais enseigné avec la modélisation, je leur exposeraiauparavant une séquence complète de ma pratique professionnelle,en insistant sur l'activité liée à la modélisation.

Dans cette phase, Lenoir (2012, p. 16)décrit une succession d'actions à mettre en oeuvre pour amener à l'observation réflexive. Les enseignants verbalisent leurs propositions d'activités et devront ensuite les présenter au tableau avec un diaporama sommairement construit.

De plus dans cette phase, Lenoir (2012, p. 16)prévoitde demander aux stagiaires de décrire le contexte dans lequel l'intervention s'est produite et d'établir un diagnostic en identifiant les intentions, les difficultés rencontrées, les éléments perçus comme positifs, les aspects inattendus, les malaises, les insatisfactions et les satisfactions, les questions.

Pour identifier et me permettre d'établir des éléments d'observation pour l'étape 3, je vérifie lors des présentations et des discutions après l'analyse de chaque diaporama que certains éléments soient mis en exergue, notamment les intentions et les différentes questions que soulève l'intervention.

Dans cette étape, il faudra amener les enseignants à analyser de manière distanciée et à critiquerleur activité.

Lenoir (2012, p. 8) qui cite Perrenoud (2001a, p. 50) : « Réfléchir et débattre sans s'appuyer sur certains savoirs ne mène pas très loin. L'expérience singulière ne produit d'apprentissage que si elle est conceptualisée, reliée à des savoirs qui la rendent intelligible et l'inscrivent dans une forme ou une autre de régularité ».

L'orientation que je cherche donner à l'analyse réflexive doit permettre aux enseignants stagiaires d'aborder dans leur activité la notion de contextualisation, de problématisation et de démarche de l'ingénieur.

Comme cité dans l'introduction, l'innovation majeure porte sur le jumeau numérique. Il est donc important dans la première étape que les enseignants manipulent à la fois les produits réels et les produits numériques pour leur permettre ensuite dans l'étapeE3 d'analyser et critiquer leurs actions et leurs activités dans le but de créer un lien entre ces deux entités.

4 - Transition entre l'observation réflexive et la conceptualisation abstraite :

Dans la quatrième phase, Lenoir (2012, p. 16) précise qu'il faut donner du sens, identifier des motifs explicatifs permettantd'expliquer les résultats découlant de l'analyse réflexive.

Il s'agira alors de faire comprendrel'importance de la problématisation placéedans une contextualisation afin que les activités produites apportent un véritable intérêt à l'élève.

Après les analyses des activités de l'étape E3, il découlera des réflexions issues de questionnements du groupe ainsi quede ma part. On pourraitvoir apparaitre dans chaque groupe,plus ou moins les mêmes « motifs » permettant d'identifier les résultatssemblables.

Dans cette étapeen lien avec des connaissances théoriques,la généralisationdoit permettre de dégager une représentation théorique personnelle et d'interpréter (comprendre ou expliquer) les résultats de l'analyse, en identifiant des choix possibles d'action.

Les stagiaires devront alors entendre que dans toutes activités une contextualisation est nécessairepour amener les élèves à paramétrer les modèles. Ces derniers devront par la suite calculer, analyser et réduire les écarts. Ce cheminement fait partie d'un concept théorique issu de la démarche de l'ingénieur qui cherche à réduire les écarts entre les performances attendues, mesurées et simulées d'un produit technique.

Les enseignants stagiaires sont sensés connaitre la démarche de l'ingénieur ( Annexe 3). En revanche, il me sera nécessaire de la présenter en début de la formation afin que les stagiaires aient le même schéma théorique pour leur permettre de conceptualiser plus rapidement.

6 - Transition entre la conceptualisation abstraite et l'expérimentation active :

Selon Lenoir (2012, P. 8), il s'agit ici d'identifier une solution, une modalité (intention, stratégie, dispositif, etc.) à mettre en oeuvre dans la pratique ou à la maintenir.

Comme précisé dans ma seconde hypothèse, les stagiaires devront non seulement produire une modélisation d'un produit simple, ils seront de surcroit confronté à l'outil de modélisation, aux notions scientifiques s'y rapportant et par la suite produire et présenter une activité « élève » en incluant les éléments de la conceptualisation issue de la première mise en pratique.

Les stagiaires devrontdès que possible transférer cette modalité ou cette solution dans une nouvelle intervention.

Ils sont donc mis en activité juste après ma présentation de la modélisation à réaliser.

Ils devront alors avoir fini la modélisation le même jour, de sorte que je puisse leur donnerles tâchesà réaliser pour la prochaine séance et leur proposer un travail en binôme.

Il s'agit ici de planifier la nouvelle intervention pour tester la solution ou la modalité.

Les stagiaires devront produire une activité autour de la modélisation et me l'envoyer par mail avant la deuxième journée. Je leur fourni toutes les conditions nécessaires pour cette production : licence du logiciel, le modèle qu'ils ont eu à réaliser auparavant ainsi que les consignes de la mise en oeuvre.

J'analyserai en amont leur production etvérifieraique le niveau de détail apporté soit suffisant de manière à bien comprendre le travail de l'élève.De surcroît, au début de la deuxième journée et après un bref rappel de l'objectif, les enseignants stagiaires par groupe de deuxauront à analyser les activités des autresbinômes.

1 - Expérience concrète : mettre en oeuvre expérimentalement la solution et recommencer le cycle.

De manière à mettre en oeuvre cette dernière étape du processus, je demande aux stagiaires d'analyser une activité conçue par un autre groupe. Ils présenteront ensuite l'activité puis leur propre analyse.

Le cycle reprendra ainsi jusqu'à l'étape 3, dans laquelle il sera question de la validation de ma deuxième hypothèse, c'est-à-dire la mise en oeuvre de la généralisation de l'étape 5.

Comme l'a dit Houpert (2005), « responsabiliser s'est pratiquer et faire pratiquer l'évaluation ». L'évaluation diagnostic a déjà été réalisé avant les deux jours de formation, je proposerai donc une évaluation formative de pair à pair suivi d'une évaluation formatrice. Et de façon à avoir les retombés rapides de ces évaluations j'utiliserai l'outil informatique Plickers (en ligne) et je proposerai des questions simples sur l'intégration dans les activités, de la contextualisation, de la problématisation, de la démarche de l'ingénieur, et sur l'opérationnalité de l'activité.

- Les stagiaires n'ont pas acquis la généralisation de la contextualisation dans la démarche de l'ingénieur, auquel cas il conviendra de le faire remarquer, puis d'analyser « le pourquoi et le comment », et enfin de rappeler les éléments de la généralisation.

- Les stagiaires ont intégré en totalité la contextualisation et il sera important de valoriser et de féliciter le groupe pour l'adoption des éléments et le début d'encrage.Je pourrais alors constater le changement de posture de l'enseignant.

- Un mixte des deux cas,il conviendra donc de faire questionner les groupes de binôme entre eux vis-à-vis des productions attendues.

A la suite de ces présentations et analyses, une modélisation dans un autre domaine physique sera proposée pour la mettre en oeuvre par les stagiaires.

2.2. Description du dispositif de formation

La structure du dispositif de formation que j'ai mis en place pour la session 2020 est proposée à l' Annexe 8. Le programme de formation est toujours présenté en début de journée, cependantdepuis le début de ce dispositif mis en place en 2016 ( Annexe 7),c'est la première fois que je l'intègre dans le document du stagiaire ( Annexe 8).

Les stagiaires de ce jour ont des spécialités différentes et enseignent soit au lycée soit au collège. Ainsi j'accueille un public hétérogène, du collège au cycle terminal. Cette contrainte est surtout l'opportunité de montrer que la modélisation intervient depuis le collège et s'étend au-delà, au travers des objectifs de formation.

Après une brève présentation des objectifs pour les deux jours de formation, je propose aux stagiaires de balayer les compétences au programme du cycle 4 et du cycle terminal afin de faire connaître le prescrit.

La plupart des stagiaires connaissent l'existence dans les programmes de la modélisation et de la simulation par des modèles multiphysique mais très peu l'utilise. En effet, au regard des réponses données au questionnaire de pré formation, dans l' Annexe 13 (ou Figure 2 p. 12), moins de 50 % des stagiaires connaissent le logiciel permettant la modélisations multiphysique. Je demande oralement s'ils connaissent d'autres logiciels et ceux qui connaissent la modélisation balbutient à donner des noms de logiciels. Le constat est posé, les enseignants se rendent compte de l'écart qu'il y a entre ce pan de programme qui est attendu et leur enseignement. Un enseignant du collège se montre réfractaire à l'utilisation de la modélisation argumentant que le logiciel est trop complexe pour les élèves. Certains disent que c'est un problème de temps, d'autre de compétences, et d'autre de manquent d'accompagnement. Ces constats ne sont pas laissés en l'état, je propose aux enseignants présents d'apporter d'abord des réponses, puis également complétées par les miennes.

Ces discussions me permettent de rebondir sur la suite de la formation et pour montrer aux stagiaires comment j'amène les élèves à utiliser la simulation lors d'activités du groupe.

Dans un premier temps je présente la démarche de l'ingénieur ( Annexe 3) qu'a priori les stagiaires connaissent. L'objectif étant de diminuer les écarts entre les performances attendues simulées et mesurées d'un produit. Cet objectif de diminution des écarts est commun au cycle trois et au cycle terminal STI2D et SI).

J'ai mis en exergue lors de la présentation des programmes, ce qui est attendu des élèves du cycle terminal, d'une part pour amener les enseignants du collège à mettre en place des activités de simulation, et d'autre part pour amener les enseignants du secondaire à rester dans le continuum de formation lorsque les élèves arrivent au lycée. J'ai aussi posé la question, de savoir si les ingénieurs utilisent la modélisation. La plupart des stagiaires ont répondu positivement et comprennent tout l'intérêt de la modélisation avant la réalisation d'un prototype.

Il s'agissait ici de faire comprendre indirectement que la commande institutionnelle suit une logique de besoin industriel et scientifique.

Dans un second temps je présente l'exemple contextuel qui montre l'organisation de ma séquence et en particulier j'explique l'articulation entre la simulation du modèle et l'activité. Les élèves dans cette activité doivent répondre à une problématique propre à leur contexte ( Annexe 9). Les stagiaires doivent comprendre par le biais de cet exemple que le modèle n'a de sens que seulement s'il est placé dans un contexte qui amène les élèves à répondre à cette problématique en modifiant des paramètres.

Pour faire suite à la présentation de cette activité, je passe à mon expérimentation permettant d'utiliser l'analyse réflexive comme levier de la résistance. L'expérimentation est décrite dans l' Annexe 21 en suivant les étapes et phase décrite par Lenoir (2012).

Après le premier tour du cycle, afin de vérifier et de poser des constats au groupe je réalise une évaluation.

A la suite de l'analyse de ces évaluations mis en exergue via le tableau numérique, j'amène à nouveau les enseignants stagiaires à conceptualiser en leur parlant d'une contextualisation engageante dans la démarche de l'ingénieur en proposant une problématique réalisable par les moyens mis à dispositions dans les laboratoires des sciences industrielles de l'ingénieur.

Puisje continuela formation comme prévu initialement. J'amène les stagiaires à « didactiser » le modèle qu'ils ont réalisé afin d'apporter plus de souplesse dans l'utilisation par les élèves. Il s'agit de passer d'un modèle montrant des composants ou d'éléments physiquesdont les élèves ne comprennent pas ou peu le sens, à une représentation qui permet de comprendre plus rapidement le contexte de l'activité ( Annexe 6).

Les objectifs de cette évaluation( Annexe 17) sont d'abord de vérifier si la formation a permis de répondre à la commande institutionnelle et aux besoins des stagiaires, puis de rapporter des traces de perspectives de formation actuelle ou à venir.Depuis cette année je propose cette évaluation en présentiel car le taux de retour n'est jamais de 100% après la formation, ce qui par ailleurs pourrais laisser la porte ouverte à l'interprétation.

QUATRIEME PARTIE.

3. Evaluationet analyse du nouveau dispositif.

3.1. Rappel des éléments d'évaluation.

Avant d'évaluer les résultats du nouveau dispositif, je fais un retour sur la problématique de formation qui s'est formulée à partir de la résistance des enseignants à construire et à intégrer la modélisation dans leur enseignement. A la lecture des références théoriques, j'ai formulé deux hypothèses et relevé deux objets « ciblés » pour me guider dans l'analyse réflexive.

La première hypothèse permettait à partir de la « contextualisation » (J. Desjardins, 2013)de la formation, de faire adhérerles enseignantsà l'intérêt d'une contextualisation de la modélisation dans l'enseignement.

De manière indirecte, il s'agit pour moi d'évaluer le nouveau dispositif qui inclue l'analyse réflexive, contrairement aux anciens qui correspondaient à une approche transmissive.

3.2. Mise à l'épreuve des hypothèses.

Pour éclaircir mes propos, dans la première hypothèse la contextualisation se trouve dans deux registres : l'un appartenant à la formation c'est-à-dire celle de Desjardins(2013), et l'autre à l'activité de l'élève. La plupart des enseignants stagiaires ont évoqué la contextualisation dans leur activité, celle du registre de l'élève. Celle-ci est à différencier de la première contextualisation, celle de « l'agir » (Desjardins, 1999) c'est-à-dire la mise en contexte de l'action des enseignants en formation.

3.2.1. Première hypothèse.

Pour me permettre d'évaluer cette hypothèse, j'ai réalisé une transcription d'un enregistrement audio ( Annexe 18) lors des présentations des productions.Ce qui a conduit les stagiaires à échanger entre eux et me laissant peu de temps pour intervenir et les orienter vers l'étape 5 (conceptualisation) de l'analyse réflexive.

Dans la présentation de la première activité ( Annexe 11) les enseignants stagiaires abordent la démarche de l'ingénieur mais à aucun moment la problématisation et la contextualisation.

A la ligne L16 de la transcription je les questionnesur la difficulté de l'utilisation du logiciel. Il s'ensuit une réponse négative « Ben non [...] » et une multitude de questions sur le logiciel et de la présence des modèles dans les bibliothèques. Ma question posée au départ, qui certes n'était pas anodyne permet d'une certaine manière de démontrer aux stagiaires la simplicité de l'utilisation de ce logiciel par les élèves du fait de la « didactisation » du modèle. Ensuite, les stagiairesont embrayé sur les modalités matérielles du logiciel et sur la présence des modèles intégrés à l'achat.

A la ligne L37, un stagiaire contextualise l'activité présentée ce qui me conduit à les amener en vain vers la contextualisation et la problématisation (L38).

Je tente de nouveau (L44) en partant cette fois de la vision de l'élève puisque l'activité leur est destinée. C'est alors (L49) qu'un stagiaire fait remarquerau groupe : « les élèves sont à la recherche d'une bonne note, ils ne comprennent pas vraiment la simulation car le démarrage de l'activité ne pose pas de contextualisation ». Je prends alors la parole et leur demande de donner un exemple de contexte, toujours en vain.Cependant,les deux réponses à ma dernière question ont mis en évidence la nécessité d'utiliser le matérielen classe ce qui revient à illustrer un exemple de contexte.

A partir de L53, un deuxième groupe présente leur activité ( Annexe 11) qui met une fois de plus en évidencela démarche de l'ingénieur, néanmoins ils n'abordent toujours pas les notions de problématique et de contextualisation.

Une questiond'un stagiaire (L56) amorce le sujet de la nécessité de la simulation en classe. Aussi, la réponse d'un autre stagiaire qui présentait son activité au tableau se fait d'un point de vu de l'ingénieur et non de l'élève. Puis un stagiaire propose de « faire varier un paramètre de la batterie » pour montrer l'intérêt de la simulation.

Les échanges continuent et s'oriententpetit à petit vers la contextualisation, terme qui n'est pas encore verbalisé. Puis dans la continuité de leurs échanges les élèves sont mis au centre de leurs préoccupations.Ce qui a permis de faire basculer la discussion (L67, L69, L71) : « Si je me mets à la place de l'élève », « Mais l'élève il fait quoi ? », « l'élève est devant le pc : quelle est la plus-value, quel est l'intérêt d'utiliser le logiciel pendant une heure ? ».

En reprenant l'intégralité de la réflexion d'un stagiaire « [...], j'ai utilisé le logiciel, j'ai vu qu'il y avait une vitesse, ok génial, je fais quoi maintenant ? C'est plus ça le truc. », ou d'un autre « On se retrouve devant le pc à tester or il faudrait plus contextualiser. Imaginez que vous êtes un ingénieur, que vous avez l'aspirateur. », le groupe arrive alors à prendre conscience de la nécessité de contextualiser.

Puisqu'un stagiaire propose d'ajouter une troisième partie à l'activité afin de problématiser (L78), du coup je leur propose de scinder l'activité proposée en deux activités distinctes (L80), et un autre stagiaire fait remarquer « Justement il faut lancer une problématique » (L81).

Par conséquent, les présentations ainsi que les échanges entre les différents stagiaires ont duré environ quarante-cinq minutes, situation que je n'avais pas prévue.

Le temps est nécessaire pour questionner,pour faire immerger ce que je cible et cela me permet de valider ma première hypothèse :

- (L86) : « Il y a beaucoup d'élèves à qui cela sert très vite surtout s'ils ne comprennent pas à quoi sert à la simulation ».

- (L85) : « Moi je trouve ça génial, car on a des retours d'anciens élèves des écoles d'ingénieurs.Ils disent qu'ils utilisaient les mêmes outils ».

- (L82) : « Quelle est la place du modèle justement dans l'enseignement. Doit-on le mettre en oeuvre ou pas ? ».

- (L83) : « Moi j'ai l'impression qu'on nous demande de le pratiquer de plus en plus ».

Pour résumer mon analyse de la mise à l'épreuve de ma première hypothèse, les stagiaires ont construit dans les premières étapes de l'analyse réflexive, la certitude de l'existence de la démarche de l'ingénieur, de la problématisation dans un contexte mais des artéfacts semblent mettre en évidence la résistance de deux enseignants.

3.2.2. Deuxième hypothèse.

Afin de me permettre de valider la seconde hypothèse, j'ai dans un premier temps, analysé séparément les activités que les stagiaires ont développées. C'est à direla transcription des présentations des analyses ( Annexe 19), puis dans deuxième temps j'ai agrégé les différents éléments en fonction de chaque activité.Et enfin j'ai concentré mon attention sur les évaluations formatives et formatrices.

La première activité a pour problématique « Comment évaluer la puissance thermique ? ». De mon point de vue il s'agit plutôt d'une question que d'un problème à résoudre. Au premier abord, l'analyse réalisée par les enseignants montrent « une problématique clair » (L2), mais dans la présentation (L8) l'enseignant qui a réalisé l'analyse précise « je pense qu'il faut bien écrire la mise en situation et la problématique ». La discussion qui suit la présentation de l'analyse du stagiaire est centrée sur les calculs d'écartqui ne sont pas clairement (L13, L14) définis dans le texte de l'activité.

La deuxième activité,« confort et habitat » ( Annexe 20), les enseignants présentent une contextualisation, une problématique suivie de quatre questionsdestinées aux élèves. Cependant, cette activité est construite en fil rouge, ce qui également a été évoqué dans les analyses des autres enseignants (L26).Or ma demande était de construire une activité avec l'ensemble des détails nécessaires pour permettrede réaliser une analyse complète. Néanmoins, la notion de démarche de l'ingénieur est bien présente sur le document de présentation,ellese résume à une simple phrase. Les échanges d'analyses des stagiaires sur cette activité se sont centrés sur la multitude de compétences (L31)et non sur les éléments de la conceptualisation comme je le souhaitais. Etant donné que ces éléments ont été abordés mais non discutés, je suppose qu'un transfert s'est opéré et que les enseignants ont changé de posture.

L'analyse d'une troisième activité est présentée par un autre groupe d'enseignants. Ils annoncent leurs difficultés à juger le niveau de l'activité puisqu'ils ne connaissent pas les exigences du cycle 4 (L37).Cependant,ils pensent que la proposition est exigeante pour les collégiens (L38). Par contre les analyses montrent la présence d'une contextualisation, « situation déclenchante qui est plutôt pas mal » (L38). Par la suite, la discussion est orientée vers le niveau d'exigenceau collège pour la réalisation de cette activité, et qui selon les enseignants serait plus adaptéepour des élèves de terminal (L40).

Concernantlesrésultats des évaluations formatives et formatrices ( Annexe 16), la variation de perception que portent les enseignants sur leur activité et celles des autres est faible. Cela signifie que leurs différents jugementsse ressemblent plus ou moins. Dans les trois activités analysées précédemment, les enseignants valident d'abord l'existenced'une contextualisation et d'une problématique, puis l'absence de la démarche l'ingénieur dans les activités. Ce qui n'est pas constaté dans les analyses des activités mais cependant remarqué par un seul enseignant pour sa propre activité. Sur l'évaluation formative quatre des enseignants estiment que le contexte est « correct », et sur une autre quatre enseignantspensent que la problématique est « à refaire ».

D'après les résultats de l'analyse effectuée dans cette dernière partie, il est possible d'évoquer le changement de posture de certains stagiaires.En effet, les enseignants ont eux-mêmes évoqué les éléments de la conceptualisation sans que j'aie eu besoin de le faire lors des analyses des activités.

3.3. Evaluation d'ensemble.

3.3.1. Pratique réflexive et résistance à la formation.

Le titre de ce mémoire évoque la pratique réflexive comme levier de la résistance en formation. Or, la pratique réflexive est déjà en elle-même un frein à la formation.Dans ce cas comment les stagiaires ont-ils vécu cette pratique?En reprenant les causes de résistances de Desjardins (p. 13 de ce mémoire) j'analyse mon dispositif.

Tout d'abord, pour réaliser l'étape « E1 » de la pratique réflexive, je demande aux stagiaires d'analyser une activité et de réaliser un diaporama. Il s'agit donc des causes numéro une et trois décrites par Desjardins (2013), c'est à dire « l'injonction de réfléchir »et « résistance à la réflexion ou à l'écriture ». Les stagiaires n'ont pas émis de résistances visibles puisqu'ils ont eux-mêmes organisé leurs groupes( Annexe 21, L2) et commencérapidement le travail demandé ( Annexe 21, L4) et ( Annexe 10). Au début je leur ai apporté mon aide ( Annexe 21, L3), et me suis déplacéensuite parmi les groupes pour veiller à l'avancement.

S'agissant de la cause numéro une, la« réflexion intime »des stagiaires est « devenue publique » (Desjardins, 2013) étant donnéqu'ils ont présenté leur activité face au groupe. Même si le jeu de questions-réponses a été animé avec beaucoup d'entrain ( Annexe 21, L6), certains stagiaires ne sont pas venus au tableau en laissant la place à un autre membre du groupe le soin de présenter le travail d'analyse. Ce qui me laisse supposer que ces derniers n'ont pas souhaité exposer leur réflexion face au groupe. De concert ils ont néanmoins répondu aux sollicitations des autres stagiaires.

Pour le deuxième point, étant donné que je n'ai pas donné de consignes particulièressauf de proposer une activité, je n'ai pas constaté dans cette phase de « posture stratégique » (Desjardins, 2013) parmi les stagiaires. Par ailleurs il est fort possible que les stagiaires aient adopté une posture suscitant une évaluation de ma part,ce que j'en doute.D'autant plus que je suis intervenu de façon sporadique pendant leurs échanges. D'eux-mêmes ils ont reconstruit ce qui manquait dans leurs activités ( Annexe 21, L8).

Enfin le quatrième et dernier point concerne la résistance au savoir. Ici, on retrouve la genèse de la première hypothèse. Comme analysé précédemment les enseignants ont réussi à caractériser les éléments à privilégier afin d'apprécier l'intérêt de la contextualisation (p. 25 de ce mémoire).Néanmoins, deux enseignants perçoivent certaines difficultés et se questionnent sur la modélisation dans l'enseignement.Si leurs questionnements peuvent démontrer une forme de résistance, ils sont alors le résultat de la conscientisation du prescrit, mais ne peuvent cependant être considérés comme une résistance au savoir.

3.3.2. Contextualisation et compétences.

L'analyse de l'effet de la contextualisation de l'enseignement sur les stagiaires n'a pas montré de résistance (paragraphe précédent). Par ailleurs et afin d'évaluer le résultat de ce nouveau dispositif intégrant la contextualisation, j'analyse les résultats liés aux trois objectifs présentés par Lenoir (2012, p. 3) c'est-à-dire, la compréhension de sa pratique, le changement de ou dans sa pratique, le développement des compétences professionnelles.

Concernant la compréhension de sa pratique, les stagiaires ont compris que la problématique, la contextualisation et la démarche de l'ingénieur font partiesdes modalités qu'ils doivent mettre en oeuvre dans leur enseignement. En effet, lors des évaluations formative et formatrice, les enseignants ont repéré l'existence et le manque d'éléments pour les activités analysées.

Même s'ils n'ont pas intégré tous les éléments dans leur propre activité, ils ont malgré tout identifié ce qu'ils devraient changer par la suite : cela permet de valider le deuxième objectif, c'est-à-dire le changement de leur pratique. Néanmoins le mot « pratique » est à nuancer car le travail de l'enseignant ne se résume pas seulement à la création d'activités, ils doivent également la mettre en pratique par les élèves.Aussi, après ces deux jours de formation, les enseignants vont-ils intégrer la modélisation dans leurs séquences ? J'ai réalisé un questionnaire de fin de formation ( Annexe 14) et ainsi le résultat de la question 3 de l' Annexe 15 montre que les stagiaires investiront au « besoin » cette formation. Un prochain sondagepermettrait de valider ce deuxième objectif.Par ailleurs, une comparaison de mes deux analyses réalisées sur les deux journées de formation démontre que certains enseignants ont changé de posture au regard de la modification consciente et fondéede leurs pratiques enseignantespuisqu'ils ont verbalisé les intentions de départ et aussi corrigé leurs erreurs.

Mes objectifs de départ n'étaient pas de développer une posture réflexive mais plutôt de l'utiliser comme levier à la résistance en formation. Ainsi, une fois la résistance vaincue, ce qui est le cas dans ce mémoire et selon mes analyses, en reprenant les propos de Altet (2013, p. 55)il devient possible de développer une posture réflexive qui répond àtrois objectifs si le formateur met en place les conditions nécessaires.En reprenant la définition proposée par de Vacher (2011, p. 74), « Nous définissons la pratique réflexive comme une capacitégénérale (Rey, Carette, Defrance et al., 2006) à analyser des pratiques de façonsystématique, reproductible, durable et autonome. », je relève que sur deux jours de formation seulement il est impossible de constater le développement de cette posture ce que précised'ailleurs Vacher (2011, p. 74), « Ces composantes imposentde ce fait, une formation inscrite dans la durée ».

Au cours des analyses des activités, les stagiaires ont mis en évidence la difficulté d'interprétation des compétences liées à la modélisation. En effet, lorsqu'ils ont développé davantage les secondes activités, ils ont été amenés à analyser les compétences pour les intégrer dans leur activité. On retrouve la difficulté d'interprétation de ces compétences dans les échanges de la deuxième journée : ( Annexe 19, L7, L27, L33).

Les objets « ciblés » pour l'analyse réflexive ont mis en évidence des disparités d'interprétation des compétences. Cela me laisse donc penser que chaque stagiaire avait une représentation différente du prescrit et puisqu'ils avaient la parole, ils ont abordé naturellement cette difficulté leur permettant d'amener des éléments de réponse.

Par ailleurs, les modalités pédagogiques en SII doivent favoriser une problématisation dans une contextualisation de l'activité, tandis que le programme lui, impose la lecture, puis l'écriture des compétences dans l'activité pour arriver à la démarche de l'ingénieur. Afin d'éviter ces différentes interprétations des compétences lors de la deuxième journée, il aurait peut-être été souhaitablede faire d'analyser en amont ces compétences. Néanmoins et en prenant du recul, cela aurait certainement surchargé le nombre d'éléments à prendre en compte entre les étapes E1 et E5 de l'analyse réflexive.

Ainsi et pour la suite, il me semble nécessaire de placer l'analyse de ces compétences après l'étape E5 et avant l'étape E8. Je privilégierai alors la phaseP6 qui aborde les modalités à mettre en oeuvre, puisqueles compétences influencent directement le modèlemultiphysique, tant dans sa présentation (didactisation) que dans la modélisation (résultats souhaités).

3.4. Perspective de formation.

Dans le prolongement de mon analyse,je vais pouvoir maintenant déconstruire mon dispositif pour le faire évoluer.

Il serait préférable de reculer la deuxième journée de formation de façon à laisser le temps aux enseignants pour exploiter avec leurs élèves les activités de modélisationet cela avant de reprendrela formation pour la suite de l'analyse réflexive avec leurs propres expériences. Et ils pourraient éventuellement proposer le visionnage de vidéos de leur activité en classe.

Par ailleurs, il me semble plus efficace de proposer des séquences vidéo d'activités d'élèvesau début de la formation, de façon à placer les enseignants dans une posture d'observateur. Et leur faire ainsi découvrir les éléments de la conceptualisation de l'étape E5 du processus réflexif.Tout d'abord, je proposerai des vidéos de mes activités etensuite celles des stagiaires de dispositifs précédents.

La contextualisation de l'enseignement de la modélisation a permis aux stagiaires de faire évoluer leurs compétences didactiques propres à la modélisationmultiphysique, ainsi queles compétences pédagogiques propres aux modalités de formation des élèves. Ayant suffisamment de recul sur la modélisation, je pense qu'il est nécessaire que les enseignants s'investissent personnellement afin d'améliorerleurs pratiques d'enseignement de la modélisation.Aussi, des journées de formation plus espacées serait aussi une solution pour leur en donner le temps.

Ce dispositif est à mon sens plus intéressant que ceux d'avantétant donné que celui-ci permet aux stagiaires d'être dans la posture de praticiens réflexifs. Avec ce dispositif ces derniers sont placés dans un contexte professionnel de développement d'activités, ils sont dans l'agir, ce qui permet de faire évoluer leurs compétences. Mes prochaines formations prendront l'allure de ce dispositif.Il sera donc important pour moi de la faire encore évoluer, comme par exemple, l'intégration de l'explicitation des compétences dans la phase P6.

Par ailleurs, l'analyse réflexive que j'ai mis en place dans ce dispositif a pris la place des autres activités de modélisations. Comme déjà indiqué dans ce mémoire et selon André Gide « choisir c'est aussi renoncer ». En effet, j'ai renoncé à la formation de la modélisation multiphysiqueconcernant les domaines électrique et mécanique, sans compter les autres domaines que j'ai dû mettre de côté.

En début d'année scolaire 2019 j'ai fait part à Monsieur Gilles CAYOL (IA-IPR)d'un besoin académique de formation hybride de niveau expertpour les enseignants afin de les faire monter en compétences professionnelles. Les différents moments de ce type de formation donneront aux enseignants le temps pour une mise en pratique de l'enseignement de la modélisation.

CINQUIEME PARTIE.

2 Conclusion :

En prenant du recul sur l'analyse précédente et en la décontextualisant, le travail réalisé pour ce mémoire m'a permis à partir d'une exploration théorique de concevoir autrement mes différentes formations. En effet,jusqu'à présent je n'avais pas mesuré la résistance des enseignants en formation. Aussi, je me rends mieuxcompte aujourd'huilors de mes observations, que cette résistance se manifeste de différentes manières, à des âges et des contextes différents.Et cela partout dans le monde professionnel.

L'ensemble des réflexions menées pour m'appuyer sur un levier de la résistance en formation m'amène donc à me questionner sur le métier de formateur.

En effet, lors de mes différentes lectures j'ai pu constater mon égarement dans les ramifications que la recherche propose m'obligeant parfois à rebrousser chemin. Néanmoins,ces lectures m'ont été bénéfiqueset m'ont finalement guidé vers la notion de « praticien réflexif »ainsi que vers la découverte d'un outil conceptuel de mise en oeuvre.

Par conséquent, je me questionne non seulement sur l'intégration de cet outil dans les autres formations^20(*) que j'anime ainsi que dans le tutorat de professeurs stagiaires dont j'ai la charge.Afin de développer mes compétences en tant que formateur, je me questionne également sur les multiples outils qu'il me reste à découvrir et à expérimenter.

Ces réflexions centrées sur la résolution de ma problématique m'ont également permis de mettre en conscience les apprentissages réalisés que l'on retrouve parsemés dans ce mémoire.En effet, la conception et l'élaboration d'un dispositif ne se fait pas à la légère et nécessite une réflexion continue en prenant en compte l'analyse de la commande institutionnelle mais également le « désir » des formés, ainsi que la progression,les évaluations, la conception des ressources, l'anticipation des outils.

De plus, lors de mes analyses et pendant la formation, les artéfacts ont contribué à l'enrichissement de mon apprentissage. Par conséquent j'ai dû accompagner les groupes à distance lors de la réalisation de leurs activités, ce qui m'a amené à réfléchir à l'utilisation d'une plateforme collaborative de travail en ligne. Par ailleurs,lesdifférentes interprétations de compétences par les stagiaires m'ont amené à reconsidérer l'importance de la lecture du prescrit et de sa reformulation.

De part ce travail,je suis monté en compétences professionnelles et observe chez moi un déplacement, un changement de posture de formateur. Ce travail m'a conduit vers l'analyse réflexive en formation,il m'aégalement montré le chemin à entreprendre afin d'améliorer mes formations et m'a aussi donné envie de continuer les explorations théoriques.

Pour m'éloigner davantage de ce mémoire, je constate que j'ai pris le même chemin que mes formés par le biais de l'analyse réflexive.

Ainsi, comme dans une contextualisation, j'ai appris à concevoir, analyser, évaluer et faire évoluer un dispositif de formation. Puis j'ai décontextualisé ma formation dans la conclusion afin d'extraireles apprentissages. Il s'agira alors de recontextualiser pour une nouvelle formation.

En conclusion, les formations disciplinaires visant à « une simple transmission de savoirs sont loin d'être suffisantes pour lever les obstacles^21(*) ».Ainsi et partant de l'étymologie du mot formateur, la démarche du praticien réflexif permet d'être comme celui qui déforme, transforme et reforme.

3 BIBLIOGRAPHIE

Bulletin officiel spécial n°4, du 29 avril 2010, enseignement d'exploration, programmede personnels enseignants et éducatifs en ligne

Altet, M., Desjardins J., Etienne R., Paquay L., Perrenoud P., Former des enseignants réflexifs.Obstacles et résistances, Bruxelles, De Boeck, 2013.

Cros F. L'innovation en éducation et en formation. In: Revue française de pédagogie, volume 118, 1997. L'écoleélémentaire. pp. 127-156;

Desjardins, J. « Des étudiants résistants ? Mais qu'en est-il des dispositifs de formation ? » inMarguerite Altet., Former des enseignants réflexifs, De Boeck Supérieur, 2013.

Lenoir Y. Réfléchir dans et sur sa pratique, une nécessité indispensable - Outil n° 1.Université de Sherbrooke.2012.

MarsollierC. Innovation pédagogique et identité professionnelle : le concept de « rapport à l'innovation ». In: Recherche & Formation, N°31, 1999. Innovation et formation des enseignants. pp. 11-29.

Marsollier, C. L'innovation pédagogique : ses figures, son sens et ses enjeux. IUFM de la Réunion. 2003.

Vacher Y. La pratique réflexive : Un concept et des mises en oeuvre à définir. 2011. Recherche et formation. pp. 66-78.

Centre ALAIN-SAVARY : Concevoir des formations pour aider les enseignants à faire réussir tous les élèves. 2017. IFE, Université de Lyon.

Houpert, D.2005 : En quoi la formation continue des enseignants contribue elle au développement des compétences professionnelles ? Cahier pédagogique N°435 - Dossier « Enseigner, un métier qui s'apprend ».

4 ANNEXES :

Annexe 1 : Extrait de la liste des compétences du baccalauréat STI Génie électronique parus dans le BO numéro hors-série du 24 septembre 1992, tome 3

Pour obtenir le baccalauréat génie électronique, le candidat doit faire la preuve qu'il est capable :

A. De définir le système technique ou le système mixte dont l'objet technique support de l'étude est l'un des éléments.

- de vérifier que toutes les grandeurs d'entrée et de sortie présentes sur le schéma fonctionnel, sontdisponibles dans l'environnement de l'objet technique;

- d'identifier, pour chaque fonction, la nature (énergie, matière ou information) des données présentes aux entrées;

- de distinguer les éléments pertinents, caractéristiques des grandeurs d'entrée et de sortie de chaquefonction ;

- d'expliquer comment l'agencement des fonctions contribue à la réalisation de sa fonction d'usage.

C. D'analyser le processus de fonctionnement du système et/ou de I `objet technique afin :

- de décrire l'enchaînement de ces différentes phases en suivant une démarche algorithmique ;

- de représenter le processus de fonctionnement de tout ou partie du système, en utilisant l'outil dedescription le plus pertinent.

D. D'identifier à une fonction la ou les structures participant à sa réalisation.

- d'établir les relations entre grandeurs d'entrée et grandeurs de sortie qui caractérisent tette fonction ;

F. De rechercher pour ce qui concerne les fonctions conçues de manière mixte (matérielle et logicielle),l'adéquation entre les solutions technologiques structurelles et les segments de programme associés afin:

- de distinguer, en relation avec les variables, la (ou les) parties se rapportant à la fonction mixte étudiée ;

- d'établir les liens de cause à effet entre un élément de la partie concernée du logiciel et les relations entre les grandeurs d'entrée sortie de la structure matérielle qui caractérise cette fonction mixte.

G. De proposer la réorganisation structurelle (et ou logicielle) partielle ou totale d'une fonction.

- de choisir une méthode de mesurage et/ou de test et les appareils nécessaires;

afin d'évaluer que la (ou les) fonction(s) requise(s) sont assurées avec les caractéristiques prévues par lesspécifications du cahier des charges.

- de proposer I `ensemble des spécifications qui pourront permettre une sous-traitance de la fabrication ;

afin de la mettre en conformité avec les spécifications du cahier des charges.

La démarche de l'ingénieur mesure et analyse les écarts entre performances attendues, performances mesurées et performances simulées. Les conclusions de l'analyse conduisent à optimiser les performances pour réduire les écarts afin d'obtenir les valeurs attendues.

L'étude de la modélisation passe souvent par une décomposition en monophysiques, plus simples à analyser, avant d'être parfois considérés sous un angle plus global. Cette manière d'agir est ancrée dans nos schémas intellectuels et résulte d'une volonté de simplifier des phénomènes déjà très complexes pris séparément. Ainsi, les enseignements considèrent des disciplines bien établies telles que l'électronique, la thermique, la mécanique des milieux continus, la chimie, l'optique ou encore le magnétisme. Les mathématiques lient entre elles ces disciplines. Elles apportent un support élégant et efficace à la résolution de problèmes mis en équations.

Par exemple, une voiture de par sa fonction va faire intervenir différents domaines scientifiques pour pouvoir se déplacer.

L'outil logiciel de modélisation pour cette formation est distribué par la société Mathworks et se nomme Matlab. Les différentes boites à outils associées à Matlab sont appelées des Toolbox.

En prenant par exemple une entreprise utilisatrice de la modélisation multiphysique, GDTECH^22(*), on constate qu'il ne s'agit pas uniquement d'une recherche de rentabilité, mais d'une recherche de conformité à plusieurs niveaux. Les contraintes règlementaires et environnementales imposent aux nouveaux systèmes d'être de plus en plus optimisés. Cela induit une connaissance et une maîtrise quasi parfaites du comportement et des performances statiques et dynamiques du système à développer. D'où l'intérêt de la modélisation multiphysique qui permet de prendre en compte l'ensemble des contraintes, reproduire les phénomènes physiques influents et ainsi simuler les performances du système dans son intégralité. Ce modèle, utilisé tout au long du cycle de développement, sera la base de nombreux travaux, dont : l'étude de sensibilité et recherche de marges, la cartographie des performances, la simulation de cas de panne, le dimensionnement ou spécification des composants et sous-systèmes, la validation et optimisation multicritère de l'architecture système.

Proposer en fil rouge une activité pédagogique incluant le modèle et le produit.

C - Exemple de modèle « didactisé » et du résultat de simulation de la vitesse.

En utilisant le modèle multi-physique, indiquer quels sont les paramètres aÌ modifier afin que le drone augmente sa portance, Vitesse ?

ï A l'aide du modèle multi-physique, analyser la variation de l'intensiteì et la vitesse du drone en fonction de la portance.

Q1N1. Je sais quelle est l'icône qui lance Simulink ?	1	0	1	1	1	1	0	0	0	0	0	0	0	31
Q1N2. Je sais quelle est l'icône qui permet de créer un nouveau modèle.	1	0	1	1	0	1	0	0	0	0	0	0	0	21
Q2N1. Je sais à quel domaine multiphysique cette modélisation fait référence ?	2	0	1	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	15
Q2N10. Je sais à quoi correspond ce symbole ?	2	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	6
Q2N11. Je sais fabriquer un circuit logique ?	1	0	1	1	1	1	0	0	0	0	0	0	0	28
Q2N12. Je connais ce symbole ?	2	0	1	1	0	1	0	0	0	0	0	0	0	11
Q2N13. Je sais fabriquer cette représentation ?	3	0	1	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	8
Q2N14. J'ai des notions sur les scripts ?	1	0	1	1	1	0	0	0	0	0	0	0	0	22
Q2N15. Je sais utiliser la bibliothèque « Arduino/multibody» sous Simulink ?	3	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	8
Q2N2. Je sais à quel domaine multiphysique cette modélisation fait référence ?	1	1	1	1	1	0	0	0	0	0	0	0	0	32
Q2N3. Je sais comment arriver à cette fenêtre ?	2	0	1	1	1	1	0	0	0	0	0	0	0	21
Q2N4. Je sais ce que cela représente ?	2	0	1	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	15
Q2N5. Je sais le rôle de PS->S et S->PS ?	1	0	1	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	14
Q2N6. Je sais à quoi sert ce symbole ?	2	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	14
Q2N7. Je sais ce que signifie le chiffre 10 ?	2	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	10
Q2N8. Je sais mettre sous forme schématique une équation du type :	3	0	1	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	20
Q2N8N2. Je sais mettre sous forme schématique une équation du type :	3	0	1	1	1	0	0	0	0	0	0	0	0	14
Q2N9. Je sais fabriquer une MLI ?	3	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	8
Q3N1. Je sais comment obtenir ce symbole ?	2	0	1	1	1	0	0	0	0	0	0	0	0	12
Q3N2. Je sais construire un masque ?	4	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	10
Q3N3. Je sais identifier les paramètres influents d'un système ?	1	0	0	1	1	1	0	0	0	0	0	0	0	25
Q3N4. Je sais utiliser les outils de lecture des scopes ?	3	0	1	1	1	1	0	0	0	0	0	0	0	25
Q4N1. Je connais la différence entre un système causal et acausal ?	3	0	0	0	1	1	0	0	0	0	0	0	0	15
Q4N2. Je sais à quoi sert ce symbole ?	2	0	1	1	1	0	0	0	0	0	0	0	0	16
Q4N3. Je sais paramétrer le solveur ?	3	0	1	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	8
Note		1	23	14	12	11	0	0	0	0	0	0	0
Identification stagiaires		1	2	3	9	58	59	60	61	62	63	64	65

Annexe 13 : Réponses des stagiaires au sondage pré formation du dispositif 2020.

Q0N1. Je connais matlab.	1	1	1	0	1	1	0	0	0	0	0	0	42
Q0N2. Je connais Simulink.	1	1	1	0	1	1	0	0	0	0	0	0	42
Q0N3. J'ai déjà utilisé matlab ou simulink.	1	1	1	0	1	0	0	0	0	0	0	0	33
Q1N1. Je sais quelle est l'icône qui lance Simulink ?	1	1	1	0	1	0	0	0	0	0	0	0	33
Q1N2. Je sais quelle est l'icône qui permet de créer un nouveau modèle.	0	1	1	0	1	0	0	0	0	0	0	0	25
Q2N1. Je sais à quel domaine multiphysique cette modélisation fait référence ?	0	1	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	17
Q2N2. Je sais à quel domaine multiphysique cette modélisation fait référence ?	1	1	1	1	0	0	0	0	0	0	0	0	33
Q2N3. Je sais comment arriver à cette fenêtre ?	1	1	1	0	1	0	0	0	0	0	0	0	33
Q2N4. Je sais ce que cela représente ?	1	1	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	25
Q2N5. Je sais le rôle de PS->S et S->PS ?	1	1	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	25
Q2N6. Je sais à quoi sert ce symbole ?	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	8
Q2N7. Je sais ce que signifie le chiffre 10 ?	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	8
Q2N8. Je sais mettre sous forme schématique une équation du type :	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	8
Q2N8N2. Je sais mettre sous forme schématique une équation du type :	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Q2N9. Je sais fabriquer une MLI. ?	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Q2N10. Je sais à quoi correspond ce symbole ?	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Q2N11. Je sais fabriquer un circuit logique ?	1	0	1	0	1	0	0	0	0	0	0	0	25
Q2N12. Je connais ce symbole ?	1	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	17
Q2N13. Je sais fabriquer cette représentation ?	1	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	17
Q2N14. J'ai des notions sur les scripts ?	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	8
Q2N15. Je sais utiliser la bibliothèque « Multibody » ?	1	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	17
Q3N1. Je sais comment obtenir ce symbole ?	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	8
Q3N2. Je sais construire un masque ?	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	8
Q3N3. Je sais identifier les paramètres influents d'un système ?	1	0	1	0	1	0	0	0	0	0	0	0	25
Q3N4. Je sais utiliser les outils de lecture des scopes ?	1	0	1	0	1	0	0	0	0	0	0	0	25
Q4N1. Je connais la différence entre un système causal et acausal ?	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	8
Q4N2. Je sais à quoi sert ce symbole ?	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	8
Q4N3. Je sais paramétrer le solveur ?	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	8
Score	18	11	14	2	14	2	0	0	0	0	0	0
Identification stagiaires	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12

Annexe 19 : Transcription des exposés des analyses des activités - journée 2.

F : Formateur ; S : Stagiaires (sans identification).			Tps
1	F	C'est parti.	11:38
2	S	Donc situation et contexte. Là on n'avait pas de remarques particulières à faire là-dessus. La problématique elle est claire. Comment évaluer la puissance thermique. Donc faire attention à la puissance thermique, pour nous ça peut être familier mais pour les élèves parfois ils ne savent pas trop où aller. Soit puissance de chauffe ou la quantité de chaleur cela peut être mieux que ça.
3	S	On verra tout à l'heure qu'il y a peut-être des choses à rajouter. Donc en fait, la façon dont il écrit la fiche ...
4	S	Centres d'intérêt. C'est plus de la mise en situation et problématique. Il faut plus s'appuyer là-dessus et voir aussi les thématiques. Parce que dans les nouveaux programmes de STI on ne parle plus vraiment de centres d'intérêt c'est plus situations déclenchantes, problématiques, des domaines d'application. Thème sociétal c'est bien : confort et énergie dans l'habitat. Après au niveau des compétences c'est bien mais peut-être précisé CO, CO.6
5	S	Maintenant dans le BO n'est plus marqué les CO
6	F	Oui ce n'est plus identifié avec des lettres.
7	Discutions sur les compétences du BO.
8	S	Donc il a bien listé effectivement les domaines de savoir. Donc progiciels de simulation, paramétrage avec le modèle Matlab, il y a des choses à dire sur l'analyse des résultats. Alors comme c'est en STI2D il faut aller à l'essentiel, il le met à la fin des STI2D parce que c'est de la modélisation cela paraît cohérent par rapport au niveau taxonomique donc en fait nous on pense qu'il faudra plus que 2h00. Donc on l'a mis en commentaire en I2D c'est 3h00 les activités expérimentales donc c'est mieux de le faire en 3h00. Alors maintenant c'est sur le résumé de l'activité qu'on n'a pas mal de commentaire à faire. Si on regarde bien en fait il détermine la puissance de chauffe d'un radiateur. Pour tenir dans les 3h00 il faudrait fournir le modèle Matlab, le modèle de calcul théorique aussi. Parce qu'on pense que les élèves de première ne savent pas forcément calculer par rapport au volume et aux caractéristiques d'un radiateur. Donc l'idée c'est de bâtir quelque chose pour eux avec lequel ils peuvent changer un paramètre et puis faire le calcul théorique. Donc là ça permettrait d'enrichir l'activité. Donc ensuite on voit qu'il va plus loin finalement que le calcul de la puissance de chauffe. Il veut étudier le changement de matériaux, donc là effectivement c'est de l'efficacité énergétique, donc c'est là je pense qu'il faut bien écrire la mise en situation et problématique. Donc là on dit qu'il vaut mieux un modèles Matlab, un modèle Matlab pour faire démarrer les élèves sur la puissance de chauffe et un autre avec tous les paramètres : la température extérieure, la paroi, le mur et les différents matériaux vers lesquels on veut faire converger les élèves au niveau du choix, les faire faire changer les caractéristiques à l'intérieur du modèle.
9	S	La puissance.
10	S	Oui voilà, l'idée c'est de faire changer la puissance donc ça parait pertinent de faire changer ça.
11	S	Donc aussi au niveau de... Donc quand on regarde l'activité on se retrouve avec deux partis. Il faudra bien faire le lien entre le calcul théorique c'est-à-dire le calcul de la puissance de chauffe du radiateur et la partie modélisation ou on part finalement sur un mur : faire le lien entre les deux, en modifiant les paramètres extérieurs
12	S	Nous on n'a pas bien vu le lien
13	S	Ce n'est pas du calcul d'écarts là le lien ?
14	S	Donc tu vas analyser les écarts entre quoi et quoi
15	S	Dans la puissance trouvée dans le calcul théorique...	18:00
16	S	... si on a bien compris dans le calcul théorique on détermine la puissance de chauffe d'un radiateur, c'est ça ? Et dans la modélisation ont fait une simulation sur les matériaux, leur pourvoir isolant en quelque sorte
17	S	Donc c'est pour trouver la puissance de chauffe aussi la modélisation ?
18	S	Donc il y aura un modèle par rapport à ça, donc là à ce moment-là il y aura un calcul de écarts possible entre le résultat théorique et le résultat Matlab mais après par contre on se disait qu'on aura plus de calcul théorique dont on n'aura pas d'écarts sur le deuxième modèle Matlab qui lui serait le calcul de l'efficacité énergétique sur la paroi...
19	S	J'ai mis en bas pour aller plus loin. On fait ça. Si les élèves sont en avance ils peuvent continuer cette partie.
20	S	Alors moi je te donne mon avis, j'ai fait du SSI et du STI2D. Cela ne me paraît pas gênant que dans la deuxième partie on ne fasse pas de calcul théorique parce que les élèves de STI2D, le calcul des murs, je ne suis pas sûr qu'ils ... par rapport à l'objectif qui est de tenir 3h00 je ne suis pas sûr que ... leur montrer jusqu'où on peut aller et montrer que l'on peut transférer cela à l'efficacité thermique.
21	S	Oui
22	S	Par contre l'analyse des écarts c'est plutôt les « S » qui sont plus à l'aise. Je ne dis pas qu'il ne faut pas faire c'est juste un problème de temps et d'objectifs.	19:58
23	Discutions sur le calcul théorique
24	F	On change de groupes ? Merci, je ne porte pas plus de commentaires à tout cela. On verra ça après.	21:51
25	Changement de groupe
26	S	Donc ici nous avons eu une activité vraiment en fil rouge il n'y a rien qui est précisé, on a compris que par rapport aux compétences on a vu que c'était en STI2D et l'activité est assez censée, et quelque chose nous a gêné c'est de faire faire aux élèves un modèle sur Matlab et on a estimé que en cycle terminal c'est très compliquée pour eux d'autant plus ce qu'il faut passer énormément de temps pour pouvoir créer un modèle et pour pouvoir comprendre déjà comment fonctionne le Matlab, même si on maîtrise un peu c'est compliqué de faire un modèle par les élèves de cycle terminal.	23:50
27	Echanges sur le terme « expérimental » écrit dans l'activité du stagiaire, vis-à-vis des compétences au programme.
28	S	Pour continuer un peu, on ne sait pas combien de temps la séance va durer. On trouve également que le nombre de compétences est important, que c'est ambitieux.	32:03
29	F	On peut se poser la question : s'agit-il de compétences travaillées, évaluées. Est-ce que c'est un début d'appropriation de la compétence ?
30	S	Pour moi c'est juste un début d'appropriation bien sûr. On commence une compétence pour l'approfondir un peu plus tard. Donc il y a des choses qu'on peut faire en même temps.
31	S	En gros ça c'est une activité élèves, pour moi trois compétences s'est un peu beaucoup pour une séquence
32	S	Les compétences que j'ai mises là sont des compétences qui sont balayés dans la séquence
33	Discutions autour des compétences au regard des question. Puis changement de groupe.
34	F	Donc là il s'agit d'une séquence que tu proposes déjà au collège.	35:50
35	S	Tout à fait, mais qui n'a pas été expérimenté.
36	S	Dont on est d'accord avec un « X », on veut les mêmes élèves qui sortent de ce collège.
37	S	La difficulté pour nous c'est que ni l'un ni l'autre on a enseigné au collège. Donc c'est un peu difficile de porter un jugement en connaissance de cause sur une activité collège.
38	S	On a lu l'activité en diagonale, on l'a faite même pour le coup, la partie activités et tout ça c'est pas mal mais ce qui nous a fait peur c'est quand on a lu la situation déclenchante qui est plutôt pas mal, on s'est dit on souhaite que les élèves aient le vocabulaire et la culture technique parce que [...] ce serait plutôt difficile pour eux.	36:50
39	S	Oui mais le vocabulaire il le voit en début 6^ème encore une fois ce sont des prérequis.
40	S	Pour moi cela pourrait être à un extrait de projets de terminal ETT. En volume ce n'est pas çà mais cela pourrait être un extrait. Quand je vois pour en avoir fait 4 ans, les difficultés que les élèves on a travaillé en projet à comprendre les tenants et les aboutissants des projets, ben si les collèges ils font ça cela veut dire qu'ils ont tous oublié arrivés au lycée	38:18
41	S	Mais sinon après, au niveau des compétences associées cela se tient, ainsi que les déroulés de l'activité, STI2D d'accord, mais collège ?
42	Discutions sur le collège, sur le niveau de difficultés techniques et sur le contenu technique.
43	F	Questions ?	48:44
44	F	Merci.

Partie 1 : Expérience concrète.
1	Afin que les stagiaires puissent utiliser les modèles à leur disposition, je leur montre la méthode de simulation (ouverture du logiciel, ouverture du fichier et lancement). Il s'agit d'étape simple permettant de construire rapidement l'activité, mais surtout permet à ceux qui utilisent le logiciel pour la première fois de diminuer leurs craintes vis-à-vis de sa complexité.
2	Puis je propose aux stagiaires de réaliser en fil rouge l'activité élève à partir de quatre systèmes mis à leur disposition (un drone, une voiture radiocommandée, un robot aspirateur, un sphéro). J'attendais une constitution des groupes plus ou moins en fonction des affinités crées depuis le matin, avant l'arrivée de l'ensemble des stagiaires, ce qui a été le cas. Pour me prémunir de cet obstacle j'ai pour habitude de faire des groupes avec des d'enseignants de spécialités différentes afin de faciliter les échanges conceptuels sur les modèles. Les groupes formés ce matin ont été réalisé par les stagiaires eux-mêmes et ont été hétérogènes.Il a été nécessaire de les accompagner dans cette démarche.
3	En effet, mon expertise en tant que CMI m'a amené à constater que les produits techniques sont très peu mis en services dans les lycées. La plupart sont soit obsolètes, soit placés dans des placards dans un état de détérioration plus ou moins avancés ou laissés à l'abandon. Par conséquent certains enseignants n'ont pas le réflexe de manipuler et donc de faire manipuler. C'est pour cette raison que les produits que je mets à dispositions des stagiaires sont faciles d'utilisation. Je leur propose donc de mettre en service les produits dans un premier temps afin d'avoir une représentation de l'objet qu'ils vont manipuler par la suite au travers de la simulation.
4	Certains stagiaires n'hésitent pas à réaliser des mesures (Annexe 10-A). Ils arrivent sans peine à avoir des résultats et à les exploiter rapidement au travers de proposition d'activité. Le travail d'élaboration commence (Annexe 10, D), sans peine pour certains qui entrevoient une finalité dans leur activité, tandis que d'autres discutent de l'utilisation des résultats. Cela me permet de rappeler le contexte d'utilisation du produit et ainsi de les accompagner dans ce qu'ils ont vécu lors de sa manipulation.
2 - Transition entre l'expérience concrète et l'analyse réflexive.
5	Je demande aux groupes de présenter leur activité au tableau. Ils observent à la fois la pratique des autres et par la suite présenter la leur. Après chaque présentation, je demande aux autres stagiaires s'ils ont des questions, des difficultés.
6	Le jeu de questions-réponses, lancé surtout par les stagiaires tournent autour de l'activité de l'élèves et certains stagiaires énoncent des éléments d'une problématique sans verbaliser ce mot. Certains répondent aux questions en parlant de la mise en oeuvre, d'autre des mesures ou des résultats de simulation, etc... Ainsi pour faire la transition vers l'étape 3, je leur ai demandé ce qu'ils pensent de la vision du modèle par les élèves (Annexe 19, L44).
3 - Analyse réflexive :
7	A la suite de ce débat, par des questions j'ai amené les stagiaires à faire un pas de côté pour qu'ils analysent leur pratique de construction de leur activité. Les groupes ont proposés à chaque fois dans leur activités (Annexe 11) la démarche de l'ingénieur attendu dans le prescrit, mais à l'inverse les activités ne montrent pas de problématisation, ni de contextualisation, ce qui a provoqué un débat pour chaque passage de groupe.
8	En plus, les questions posées par les stagiaires amènent chaque groupe à verbaliser oralement ce qui manque en termes de tâches pour les élèves et en termes d'objectif de l'activités, c'est-à-dire à contextualiser et à problématiser. Le groupe arrive à reconstruire ce qui manque dans leur proposition d'activités.
4 - Transition entre l'observation réflexive et la conceptualisation abstraite :
9	Pour la phase 4 j'amène le groupe vers une conceptualisation de leur réflexion en leur posant différentes questions : pourquoi est-il nécessaire de faire calculer des écarts dans un contexte ?
10	A la fin de cette étape je reprends les éléments des stagiaires pour d'une part rassurer le groupe dans leurs questionnements et réflexions et d'autre part pour ancrer le concept abordé.
5 - Conceptualisation abstraite :
11	Je rappelle par les activités que je mène dans mon enseignement et par le biais du diaporama, ce qui est prescrit, c'est-à-dire le calcul des écarts et la démarche de l'ingénieur (Annexe 3). Ceci me permet de rappeler le cadre conceptuel dans lequel devra s'articuler leurs prochaines activités.
12	Aussi, la contextualisation qui est à la fois prescrit dans les programmes et les guides d'accompagnement, fait partie de la généralisation.
6 - Transition entre la conceptualisation abstraite et l'expérimentation active :
13	Lors de cette phase, je propose aux stagiaires la réalisation d'une modélisation pour construire par la suite une activité entre les deux semaines de formation.
14	Cette modélisation représente le modèle thermique d'une pièce d'une maison (Annexe 6), amenant les principes de base (utilisation de l'outil, découvertes des bibliothèques de composants, ...) mais également des éléments plus complexes (solveur) qui seront expliqués lors de la deuxième journée (Annexe 8).
15	Aussi je rappelle les notions scientifiques utiles à la compréhension du modèle que je leur soumets avec un déroulé permettant l'appropriation des concepts tout en les questionnant.
16	Ainsi les stagiaires se mettent sur leur poste informatique et commence la modélisation avec plus ou moins de facilité pour certains. Je m'attarde avec les enseignants qui ont plus de difficultés afin de faire progresser le groupe en synchrone. L'ensemble des stagiaires terminent la modélisation avant la fin de la journée.
7 - Expérimentation active :
17	Afin de réaliser le transfert de ce qui a été abordé dans la conceptualisation, 15 minutes avant la fin, je propose aux stagiaires de se retrouver face au tableau afin de leur proposer la suite des activités dont l'objectif initial était de les faire modéliser un chariot de marché électrique qui se trouve dans le laboratoire (Annexe 5).
18	Cependant, j'avais fait le constat en fin de matinée du retard pris dans mon dispositif car lors de la programmation de la formation je n'ai pas suffisamment donné de temps à la réalisation de l'activité « élève », à leur présentation et au débat qui s'en est suivi pour la démarche du réflexive.
19	Mais comme le dit Houpert (2005), « Il faut ainsi les responsabiliser : c'est leur permettre d'être à l'origine, à négocier à priori les contenus, voir au moment même de la formation ... », il m'a semblé plus opportun de proposer aux stagiaires de les faire choisir afin de les amener à se responsabiliser sur leur choix.
20	Ainsi ils ont choisi de continuer sur le même modèle (thermique). Je présente l'activité attendue pour la fois prochaine et en ayant pris soin de valider leurs adresses électroniques, je leur dis que je leur enverrai le modèle qui fonctionne et le travail qu'il y aura à faire.
21	Aussi, j'ai identifié les stagiaires qui avait besoin du logiciel et donc d'une licence. Avant qu'ils quittent la salle, je les ai inscrits sur le site Mathworks et validé avec eux, qu'ils avaient bien reçu un lien de téléchargement.
8 - Transition entre l'expérimentation active et l'expérience concrète :
22	Ce deuxième jour, j'accueille les stagiaires et je procède à la description du planning de la journée, et intentionnellement je n'aborde pas ce qui a été vu la dernière fois de façon à constater le transfert conceptuel. Je recueille les activités, et les place dans des répertoires informatiques accessibles à tous.
23	Puis je leur propose la répartition établie en amont, et je leur demande d'analyser le travail de production d'un autre groupe. Certaines personnes étant absentes, j'ai alors procédé à un ajustement des groupes. De cette manière les enseignants revivent une expérience similaire à une expérience concrète de pratique d'enseignement en se mettant à la place de l'élève et en analysant les activités à leur disposition à partir du modèle proposé.

* ¹ STI2D : Sciences et Technologies Industrielles et du Développement Durable.

* ⁴ https://theconversation.com/multiphysique-une-discipline-pour-mieux-predire-et-comprendre-les-phenomenes-complexes-73811

* ¹² FSTG : fonctionnaire stagiaire (poste à temps complets) ; PSTG : professeur stagiaire (stagiaires à mi-temps).

* ¹⁶https://www.vie-publique.fr/discours/197513-declaration-de-m-jack-lang-ministre-de-leducation-nationale-sur-les

* ¹⁸ Par exemple : Centre ALAIN-SAVARY : Concevoir des formations pour aider les enseignants à faire réussir tous les élèves. (2017). IFE, Université de Lyon.

* ²⁰ Formation à l'intégration des néo-titulaires. Dispositif 19A0251689 - Module 62192

* ²¹ Céline DARDE. Professeur et formatrice à l'INSPÉ. Université Cergy Pontoise.