Le "Magic Cube" fait entrer l'électrotechnique dans les salles de classe

"Avant de conna?tre 'Magic Cube', je ne pouvais pas vraiment m'imaginer l'électrotechnique. Et pourtant, on la rencontre partout dans la vie quotidienne", déclare une élève de l'école de maturité gymnasiale R?mibühl (MNG R?mibühl), où le nouvel outil pédagogique a été testé pour la première fois dans une classe à la mi-octobre de cette année. Le Magic Cube a été développé par l'ETH Zurich en collaboration avec l'entreprise technologique ABB et mint & pepper, le projet de promotion de la relève du Wyss Zurich, de l'ETH et de l'Université de Zurich.

Rien ne va plus

Tout commence par un orage : la foudre s'abat sur le Magic Cube, un mystérieux corps géométrique, et toute l'alimentation électrique du monde parallèle "Elektron" est coupée. Voitures solaires, usines, microscopes, lampadaires - tout est défectueux et à l'arrêt.

Après avoir vu la situation de départ dans le film, les élèves peuvent maintenant résoudre des t?ches concrètes et physiques dans leur salle de classe afin d'aider les habitants d'Elektron. Pour ce faire, ils doivent traiter des thèmes tout à fait fondamentaux : Qu'est-ce qu'un circuit électronique ? Comment l'énergie est-elle transformée, distribuée et stockée ? ? quoi servent les capteurs ? Le Magic Cube fait office de "ma?tre du jeu" : Lorsqu'une équipe a résolu correctement un module, certains panneaux du cube s'allument. Si toutes les équipes ont réussi, le Cube entier s'allume et s'ouvre - Elektron est sauvé et il y a une surprise pour tous les participants.

Un enseignement différent

Mais avant que le Magic Cube ne fonctionne à nouveau, on discute, on rit et on bricole, on élabore des bases, on effectue des tests et on programme des processus. Il existe par exemple des modules pour mettre en réseau les sources et les consommateurs d'un réseau électrique intelligent, pour programmer un processus de tri dans une usine, pour assembler un réseau de voies ferrées et réguler la vitesse de circulation d'un train, pour piloter une voiture via une interface cérébrale et pour construire un pont avec un robot.

Dans le module "Voiture électrique", une voiture doit parcourir un trajet défini à l'aide de l'énergie solaire. Pour cela, il faut calculer le besoin en énergie et en déduire le temps de trajet avec la commutation correspondante des cellules solaires ainsi que le rapport de transmission.

Dans un autre module, les jeunes montent entièrement eux-mêmes un microscope pour l'utiliser afin d'identifier des échantillons. Ils ajustent les lentilles et leur distance les unes par rapport aux autres, règlent l'éclairage et connectent une puce de caméra. Une t?che passionnante !

Susciter la fascination pour l'électrotechnique

L'idée derrière le développement du Magic Cube est claire : il s'agit d'éveiller chez les enfants et les jeunes l'envie de bricoler et de résoudre des problèmes techniques afin qu'ils puissent prendre confiance en leurs propres capacités techniques. Les jeunes femmes en particulier sous-estiment souvent leurs compétences mathématiques et techniques, ce qui contribue à ce qu'elles s'imaginent plus rarement un avenir professionnel dans le domaine MINT que les jeunes hommes. "C'est formidable de voir à quel point les élèves sont enthousiastes et veulent résoudre les problèmes ensemble", estime Axelle Krayenbühl-Tapponnier, enseignante à l'école de maturité gymnasiale R?mibühl, "Ils apprennent presque en passant, de manière ludique, des bases importantes en électrotechnique et en physique. C'est un formidable enrichissement pour l'enseignement".

Un nouvel outil pédagogique

Le Magic Cube est un nouveau moyen d'enseignement adapté au plan d'études21 sur le plan méthodologique et didactique, qui doit soutenir les enseignants dans le domaine de la nature et de la technique. Les premières idées ont été développées par le Département de la technologie de l'information et de l'électrotechnique (D-ITET) en collaboration avec des stagiaires d'ABB. Les deux institutions sont intéressées par des étudiants et des dipl?més de master talentueux. "Nous sommes tributaires de spécialistes bien formés sur le site suisse de haute technologie - notamment au regard des grands défis de notre époque comme le changement climatique ou la digitalisation", déclare Nicole Kamm, Country Human Resources Manager ABB Suisse.. "Nous devons donc communiquer clairement la diversité des domaines qui se cachent derrière le mot 'électrotechnique' et l'importance de leur utilité pour la société", ajoute Christian Franck, professeur de technique haute tension au D-ITET. "Avec l'outil pédagogique Magic Cube, nous faisons un pas de plus vers cet objectif".

La relève en ligne de mire

Avec mint & pepper, le projet de promotion de la relève du Wyss Zurich (ETH Zurich/Université de Zurich), on a trouvé un partenaire qui complète parfaitement le savoir-faire en matière de recherche au D-ITET et l'expertise pratique dans les domaines de l'industrie, de la mobilité et de l'infrastructure d'ABB. L'équipe de mint & pepper sait comment construire des outils pédagogiques axés sur l'expérience et se charge également de la mise en réseau dans l'environnement scolaire et de loisirs. C'est sous la direction technique et didactique de mint & pepper que le Magic Cube a re?u son nom et ses fonctionnalités "magiques". Pour les modules, des étudiants de l'ETH et des spécialistes du domaine pédagogique ont préparé des contenus techniques et scientifiques complexes de manière à ce qu'ils puissent être mis en ?uvre de manière attrayante, robuste et économique en fonction de la tranche d'?ge.

Disponible à partir de février 2021

Magic Cube, qui comprend 12 modules différents dans le domaine de l'électrotechnique, sera prêt à être utilisé dans les écoles et les offres de loisirs à partir de février 2021. Les enseignants peuvent d'ores et déjà effectuer des réservations pour le prochain semestre. Magic Cube convient aux classes ou aux groupes de 24 jeunes maximum ?gés de 12 à 15 ans. Des étudiants de l'ETH et des stagiaires ABB, formés par mint & pepper pour le projet Magic Cube, apportent le matériel sur place. Ils transmettent les notions techniques et aident à trouver des solutions. Mais ils partagent aussi leur enthousiasme pour leur choix d'études et donnent un aper?u pratique et passionnant du domaine professionnel. Ils peuvent ainsi peut-être motiver plus d'un jeune à s'engager également dans cette voie.