La Casemate (Centre de Culture Scientifique, Technique et Industrielle de Grenoble), la Fondation Orange et l’Académie de Grenoble ont mis en place le 8 octobre 2014 un projet innovant en direction de collèges : Fab Labs Solidaires

Il s’agit d’une expérimentation à destination d’enseignants et d’élèves de différents collèges de l’académie, bénéficiant d’un financement et d’un mécénat de compétences de la Fondation Orange (figure 3). Cette expérimentation a fait l’objet d’une étude visant à évaluer l’impact de la mise en place d’un projet interdisciplinaire autour de l’impression 3D au sein d’un établissement scolaire, à la fois sur les pratiques des enseignants et sur les apprentissages des élèves. Cet article en présente les résultats.

L’évaluation réalisée en 2016 lors de la deuxième édition du projet s’appuie sur les travaux de Kirkpatrick (1959) et d’Engeström (2001). Elle aborde la dimension du travail collectif avec les travaux de Rogalski (2004) et intègre les enseignements de Grangeat (2015) en sciences de l’éducation.

Elle porte sur deux populations : les enseignants et les élèves. La problématique est la suivante : Quel est l'impact de la mise en place d’un projet interdisciplinaire autour de l’utilisation d’une imprimante 3D dans un établissement scolaire, sur les pratiques des enseignants et sur les apprentissages des élèves ?

L’analyse est orientée vers la vérification de 4 hypothèses :

1. La mise en place d’un projet interdisciplinaire autour d’une imprimante 3D modifie les approches des enseignants pour le travail collectif
2. Le projet influence le répertoire d’actions et les pratiques professionnelles des professeurs
3. Le projet enrichit le répertoire d’actions des professeurs et insuffle de nouveaux buts personnels
4. Le projet autour d’une imprimante 3D influence positivement la satisfaction des élèves

L'imprimante 3D suscite la curiosité. Le premier modèle (la Darwin) est mise en open source à destination du grand public en 2007. Huit ans plus tard en 2015, 80% des enseignants interrogés avant leur participation au projet n'en avaient jamais vu (figure 6 : extraite du mémoire "Évaluation du projet Fab Labs Solidaires").

Parmi les enseignements des participants on dénombre 14 matières différentes (figure 10). On remarque que de nombreux enseignants sont polyvalents et enseignent plusieurs disciplines (Classes : Français Langue Etrangère, SEGPA ou ULIS).

Sur les 44 enseignants ayant participé au projet et ayant renseigné leur sexe (figure 9) le pourcentage de participation féminine est supérieur au nombre de participants masculins.

La répartition homme/femme selon les disciplines est la suivante :

Au cours des interviews réalisées dans les 14 établissements les enseignants ont soulevé des modifications dans leurs approches du travail interdisciplinaire (figure 16).

On observe que 55% des participants ont ressenti une modification de leurs approches pour le travail avec les autres enseignants (figure 17).

"La mise en place d’un projet interdisciplinaire autour d’une imprimante 3D modifie les approches des enseignants pour le travail collectif"

Les enseignants ayant bénéficié d’une formation aux imprimantes 3D au sein du Fab lab de la Casemate ont-ils été plus sujets à un changement dans leur pratique ? Oui - On observe chez ces participants une tendance plus forte à ressentir un changement dans leur répertoire d’actions (figure 18).

"Le projet influence le répertoire d’actions et les pratiques professionnelles des professeurs"

Les résultats présentés sur la figure 19 tendent à valider la deuxième hypothèse. Près de la moitié des professeurs participants au projet ont ressenti un changement dans leurs pratiques.

La hauteur de l'investissement engagé par les enseignants est-elle proportionnelle aux évolutions ressenties dans leurs pratiques ?

"Une participation au projet implique une modification des approches du travail interdisciplinaire et ce quel que soit l’investissement."

Les résultats laissent apparaître qu’une participation au projet implique une modification des approches du travail interdisciplinaire (figure 17) et ce quel que soit l’investissement (figure 20).

L'axe en ordonné de la figure suivante représente (de 1 à 5) l'investissement dans le projet interdisciplinaire. Plus le chiffre est élevé (proche de 5), plus l'investissement est "fort". Le diamètre des formes rondes et colorées (orange ou bleu) représente le nombre de professeurs.

On constate une répartition quasiment "symétrique" ce qui témoigne qu’il n’y a pas de corrélation entre l’investissement et les modifications ressenties par les professeurs dans leur répertoire d’actions.

Il semblerait de plus que les enseignants n’ayant pas tendance à réaliser des projets interdisciplinaires tous les ans soient plus enclins à ressentir un changement dans leur pratique professionnelle (figure 21: même code couleur que pour la figure 20).

• Parmi tous les enseignants ayant participé aux interviews, 90 % déclarent avoir déjà effectué une démarche de projet avec d’autres disciplines. Cela signifie que 58 % participent à un projet interdisciplinaire au moins une fois par an.
• Les professeurs expérimentés dans le domaine de la réalisation des projets en interdisciplinarité ressentent peu ou moins de modifications dans leur répertoire d’actions par rapport à ceux qui sont moins expérimentés.
• La majorité des professeurs ayant modifié leur répertoire d’actions se situe dans la catégorie des professeurs réalisant des projets interdisciplinaires de manière occasionnelle.

Les professeurs participant pour la première fois à un projet interdisciplinaire sont-ils des enseignants en début de carrière ? Non - Pas nécessairement, on observe dans l’échantillon des individus âgés entre 26 à 45 ans et disposant entre 3 et 13 ans d’ancienneté (figure 22).

"La moitié des enseignants déclare avoir modifié leur pratique professionnelle. Cette modification apparaît préférentiellement chez les professeurs participant occasionnellement à des projets interdisciplinaires et ce indépendamment de l’investissement. "

Le projet Fab Labs Solidaires a-t-il influencé positivement la motivation des élèves ? Oui - Si la Casemate l'avait remarqué lors des visites organisées dans le Fab Lab, 68% des professeurs le confirment. La motivation des élèves est ressentie plus élevée lors d’un projet interdisciplinaire autour d’une imprimante 3D (figure 24).

Parmi les 164 élèves présent lors de l’événement du 17 juin (sur les 420 élèves ayant participé au projet lors de l’année 2015-2016) on observe que 89% de ces élèves participants estiment que faire un projet avec une imprimante 3D est génial (51%) ou mieux (38%) par rapport aux projets des autres classes.

L’étude des résultats laisse apparaître que les enseignants ont modifié leur approche du travail interdisciplinaire. Les interviews témoignent d’une modification des pratiques dans le travail collectif (figure 17), ce qui penche en faveur d’une validation de la première hypothèse.

Si le répertoire d’actions de plusieurs professeurs a été modifié (hypothèse 2), peu d’entre eux semblent avoir investi ou identifié pendant l'étude de nouveaux buts personnels (hypothèse 3). Au dire des professeurs et en récoltant les avis des élèves on peut valider l’hypothèse (hypothèse 4).

"On relève une motivation plus importante de la part des élèves en comparaison à une classe n’ayant pas de projet."

L'objectif de départ du projet semble atteint, dans le sens où l’utilisation d’un nouvel outil numérique dans la classe dans un contexte d’interdisciplinarité a un impact bénéfique sur la motivation et la participation des élèves d’une part et sur les pratiques et échanges entre enseignants d’autre part.

Les résultats de cette évaluation alimentent les réflexions en cours sur la rénovation des enseignements en technologie, sur la mise en place d’un enseignement d’exploration d’informatique et de création numérique. Par son caractère innovant, le projet s’inscrit à la fois dans le plan numérique et le plan académique de formation. Il est précurseur dans l’élaboration des enseignements pratiques interdisciplinaires de la réforme des collèges de 2016.