Immersion scientifique
Le principe
Nous avons testé à deux reprises une nouvelle façon d’enseigner la physique expérimentale : l’immersion-fiction. Nous avons proposé à une vingtaine d’étudiants en licence de science de vivre une fiction pendant 3 jours non stop. Ils devaient assister à distance un vaisseau explorant une comète. Cette nouvelle façon d’enseigner a permis de développer chez les étudiants la créativité, la gestion de groupe, l’autonomie, et de leur permettre de confronter leurs connaissances à des situations « réelles » hors des habituelles salles de travaux pratiques. Nous vous proposons un retour d’expérience et de quoi faire vous-même cet enseignement si vous êtes intéressé.
L'immersion en 4 minutes
La fiction proposée
Suite à un problème au centre de l’agence spatiale européenne, une procédure d’urgence est déclenchée et les étudiants, ici des ingénieurs en session « team building », doivent soudain tout arrêter et prendre le relais des communications pour aider un vaisseau spatial à distance. Ce vaisseau est justement en train d’atterrir sur une comète étrange et inconnue qu’il doit l’explorer. Mais ce vaisseau n’a, suite à des problèmes techniques, qu’un équipement scientifique de base très réduit. Les ingénieurs sur Terre (les étudiants) ont le même équipement : ils communiquent avec le vaisseau pour l’aider à explorer la comète, en lui suggérant quoi fabriquer et comment après l’avoir testé eux-même. S’en suivent une succession de missions courtes pour aider le vaisseau, et d’analyse des datas qui reviennent du vaisseau.
Le scénario prévoit différentes évolutions selon ce que proposent les ingénieurs sur Terre, jusqu’à un final pour le peu surprenant !
Les objectifs pédagogiques
Cette immersion vise d’abord au développement de compétences en physique expérimentale : usage de capteurs via des smartphones et des cartes Arduino, création d’expériences de zéro, tests, analyse de données, production de protocoles. Elle permet aussi de développer plusieurs compétences transversales : travail en groupe et en auto-gestion, travail en autonomie avec contrainte de temps, créativité et design, communication.
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Quelques retours des étudiants
Nous avons interrogé les étudiants sur différents points en leur demandant de donner leur sentiment sur une échelle de 1 à 7 (enquête anonymisée menée auprès de tous les participants).
- Qu’avez-vous pensé de l’immersion ? Les étudiants ont fortement apprécié l’expérience (moyenne de 6.6 sur une échelle de 1 à 7). « J’espère juste que d’autres groupes d’étudiants auront l’occasion de vivre cette fabuleuse expérience », « J’ai adoré ces 3 jours, on recommence quand ??! ».
- Qu’avez-vous pensé du fait de ne pas attribuer de notes ? Les étudiants ont plébiscité cette absence de note (moyenne de 6.5/7) malgré des réticences initiales.
« ça nous permet simplement de nous concentrer sur l’essentiel : apprendre, comprendre, résoudre. On peut essayer et rater sans se soucier des conséquences, et ça marche », « Pas de peur de l’échec », « Moins de stress, plus de naturel, plus de prise d’initiative, plus de collaboration », « Ça a permis d’être plus créatif et tenter de faire des trucs qui peut-être vont pas nécessairement marcher mais peuvent ». - Qu’avez-vous pensé du fait que les profs ne jouent jamais leur propre rôle ? Les étudiants ont là encore loué ce choix (moyenne 6.3/7). « Il y a une liberté liée au fait que les profs ont des rôles. Ça nous oblige à se remettre en cause », « Frustrant mais bien. Ça nous pousse à nous dépasser, à trouver l’info par nous mêmes ».
Les clés du succès
- La fiction : tous les éléments de « décors », audio, vidéo, badges, convocations, participent à vraiment créer un univers fictif vraisemblable. On y croit et on joue donc le jeu à fond.
- Un lieu hors des bâtiments habituels renforce l’immersion (un autre bâtiment ou même gîte à la campagne).
- Des questions et problèmes ouverts sans solution unique laissant les étudiants complètement libres.
- Pas de notes : les étudiants ne sont pas notés, mais par contre ils sont évalués par plusieurs retours au cours de l’immersion et à la fin. L’absence de notes « déstresse » les étudiants, leur permet de créer et d’innover sans peur de l’échec, et permet aussi de relâcher certaines contraintes et crispations entre étudiants dans les groupes.
- Les profs ne jouent jamais le rôle de profs : là encore, cela montre aux étudiants qu’il n’y a pas une « bonne solution » et que leur travail est vraiment ouvert.
Vous souhaitez vous-même mener un enseignement analogue ? Contactez-nous, nous vous fournirons le kit complet : scénario, documents, vidéos, audios, liste du matériel à prévoir, et conseils.
Contact : julien.bobroff@u-psud.fr
Ce projet a été conçu et enseigné par Julien Bobroff et Frédéric Bouquet (Univ. Paris-Sud) et Ulysse Delabre et Philippe Barberet (Univ. Bordeaux).
Il a bénéficié du soutien « Pédagogie Innovante » de l’IDEX Paris-Saclay. Merci au soutien de Bénédicte Humbert et Franck Brouillard de l’Institut Villebon, de Patrice Hello de la double Licence Math-Physique de l’université Paris-Sud, aux conseils précieux de Fabrice Jouvenot (CRI), Hervé Dole (Univ. Paris-Sud) et Gilles Lejeune, et à la participation de Frédéric Restagno. Merci à Nathanaël Esnault et Fauzia Sghiouar (UF Physique, Bordeaux) et au réseau FIGURE (« Initiatives d’excellence en formations innovantes », IDEFI 2011).
Enfin et surtout, merci à la participation de tous les étudiants, de Bordeaux, de l’Institut Villebon, et de la double licence math-physique de l’Université Paris-Sud Paris-Saclay.
Auteurs:



Ce dispositif propose une façon nouvelle de donner à voir un contenu et de la science contemporaine. Il est composé de neuf cubes, les neuf pièces d’un musée, qu’on découvre l’une après l’autre dans un rapport intime et interactif. La première exposition, «Matière Quantique», donne à voir et comprendre la matière et les atomes qui la composent, les recherches récentes dans le domaine et les applications concrètes. Il utilise entre autres des créations de jeunes designers produites dans des collaborations avec des physiciens pour donner à voir cette matière quantique et ses spectaculaires propriétés, comme la lévitation supraconductrice.
Mais ce musée est surtout conçu pour pouvoir présenter plusieurs expositions, et chacun peut lui-même remplacer une expo par une autre de façon très simple, et devenir ainsi un véritable curateur !
Le trailer

Fabriquer son expo soi-même :
BONUS : Un musée de 10 cm2 à fabriquer soi-même !


Si vous êtes intéressé par utiliser ce mini-musée, n’hésitez pas à nous contacter.
Ce projet est le fruit d’une collaboration entre le designer Alexandre Echasseriau et les physiciens Julien Bobroff et Frédéric Bouquet de l’équipe « La Physique Autrement » (CNRS et Université Paris-Sud/Paris-Saclay).
Graphisme : DaFox.
La scénographie et la médiation ont été réalisées par Lou-Andreas Etienne (Ecole Boulle). Images : photothèque CNRS.
Ce projet a bénéficié du soutien du Labex PALM (Idex Paris-Saclay) et d’Air Liquide via la Fondation Paris-Sud.
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L'expo SUPRA!
Du 9/10/2018 au 7/11/2018 au Quai des Savoirs à Toulouse, s’ouvre l’exposition SUPRA !
Issue de notre collaboration avec des designers, cette expo offre une visite étonnante et sensible où le design vulgarise, s’amuse, imagine le futur et met en scène le monde de la physique et de la supraconductivité. Les visiteurs s’approprient des notions de physique, participent à un surprenant atelier sur la lévitation, découvrent de nombreuses créations issues de la rencontre entre physiciens et designers.








Une exposition co-réalisée avec La Rotonde, la CCSTI de L’École des Mines Saint-Étienne et la Cité du Design de Saint-Étienne, cette exposition s’appuie sur la rencontre entre des physiciens et les étudiants des écoles d’art et de Design : ENSCI – Les Ateliers et l’École Estienne et sur leurs réalisations.
Commissariat d’exposition : Raphaëlle Jarrige, Corinne Poinas, Julien Bobroff
Scénographie et production graphique : Océane Juvin
Conception du mobilier : Eric Bourbon
Les projets présentés ont été menés par l’équipe « La Physique Autrement » du Laboratoire de Physique des Solides (Université Paris-Sud, Université Paris-Saclay et CNRS). Les projets de l’ENSCI-Les Ateliers émanent d’une collaboration avec l’atelier « Design Recherche » encadré par François Azambourg, Véronica Rodriguez, Elena Tossi Brandi, Clémentine Chambon, Baptiste Viala, Laurent Milon, et pour les photos, Véronique Huygue.
Auteurs:


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Une nouvelle façon d'aborder la physique
S’inspirant des pratiques d’écoles de design ou d’écoles d’art, cet enseignement propose à des étudiants physiciens de fabriquer eux-mêmes leur propre TP. Après une initiation sous forme de défis et de jeux, ils doivent concevoir et fabriquer durant 5 jours leur expérience, puis en analyser les résultats. C’est une initiation proche de la démarche de recherche dans les laboratoires, qui renouvelle la vision que les étudiants ont de l’expérience de physique : plus créatrice mais également plus risquée et inattendue !
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Articles liés à cet enseignement
Nous avons publié différents articles en lien avec cet enseignement, des articles qui présentent l’enseignement en lui-même, et des articles qui détaillent certains projets d’étudiants.
Description de l'enseignement
"Project-based physics labs using low-cost open-source hardware"
F. Bouquet, J. Bobroff, M. Fuchs-Gallezot, L. Maurines, Am. J. Phys Vol.85 216 (2017)
Description de projets étudiants
"A study on kinetic friction : the Timoshenko oscillator"
R. Henaff, G. Le Doudic, B. Pilette, C. Even, J.M.Fischbach, F. Bert, J. Bobroff, F. Bouquet, M. Monteverde, Am. J. Phys. Vol. 86 174 (2018)
Site pour les étudiants qui suivent cet enseignement
Ce site permet aux étudiants de connaitre les modalités et les objectifs de cet enseignement.
Projets liés
Ces autres projets sont reliés à cet enseignement :
Auteurs:

Optique frugale ? Le contexte
Au cours d’un workshop en collaboration avec un physicien, des étudiants en design et création numérique ont dû concevoir quatre microdispositifs utilisant des smartphones ou des tablettes et mettant en jeu de l’optique « traditionnelle ». Leur objectif était de faire découvrir des effets de physique au grand public tout en s’essayant à une sorte de science à l’économie (frugale), à savoir mettre en place un dispositif simple, efficace et surprenant.
Multi-visions: le projet de Alice, Solène et Alice
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Optique frugale ? Le contexte
Au cours d’un workshop en collaboration avec un physicien, des étudiants en design et création numérique ont dû concevoir quatre microdispositifs utilisant des smartphones ou des tablettes et mettant en jeu de l’optique « traditionnelle ». Leur objectif était de faire découvrir des effets de physique au grand public tout en s’essayant à une sorte de science à l’économie (frugale), à savoir mettre en place un dispositif simple, efficace et surprenant.
Réflectorium : le projet de Marion, Grégoire et Théo
Le tuto pour fabriquer l'objet soi-même
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Optique frugale ? Le contexte
Au cours d’un workshop en collaboration avec un physicien, des étudiants en design et création numérique ont dû concevoir quatre microdispositifs utilisant des smartphones ou des tablettes et mettant en jeu de l’optique « traditionnelle ». Leur objectif était de faire découvrir des effets de physique au grand public tout en s’essayant à une sorte de science à l’économie (frugale), à savoir mettre en place un dispositif simple, efficace et surprenant.
Totem : le projet de Nicolas, Nathan, Charlene
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Auteurs:

Optique frugale ? Le contexte
Au cours d’un workshop en collaboration avec un physicien, des étudiants en design et création numérique ont dû concevoir quatre microdispositifs utilisant des smartphones ou des tablettes et mettant en jeu de l’optique « traditionnelle ». Leur objectif était de faire découvrir des effets de physique au grand public tout en s’essayant à une sorte de science à l’économie (frugale), à savoir mettre en place un dispositif simple, efficace et surprenant.
Luminisme : le projet de Sylvie, Bernadette et Clara










Et en vidéo !
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Le tuto pour fabriquer soi-même la boîte (luminisme)
Sylvie Nguyen, Bernadette Kalaj, Clara Schoenlaub
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