Lancer et maintenir un programme STIM dans une classe multi-niveaux

Vous rappelez-vous de cette démonstration ou de cette activité de science fantastique que vous avez faite avec vos élèves ? Les élèves de chaque niveau scolaire étaient engagés, concentrés sur l'apprentissage, et vous, vous étiez le héros STIM (science, technologie, ingénierie, et maths). Et si vous pouviez faire cela chaque mois, chaque trimestre et même toute l’année ? Lancer et maintenir un programme STIM est plus facile que vous le pensez.

Les projets d’un programme STIM rendent l’apprentissage plaisant et inoubliable¹. Ils intègrent le contenu de multiples sujets et, sur le long terme, ils sauvent du temps aux enseignants². Cela est particulièrement vrai pour l’enseignant multigrade qui est déjà pressé par le temps pour inclure toutes les matières et normes requises. STIM est une application des faits, des termes et des procédures qui renforce l'apprentissage au niveau supérieur de la pensée cognitive³.

Faisant preuve d’initiative, les élèves s’investissent rapidement dans leur propre projet qui devient l’élément central de leur temps et de leur attention. Il est étonnant de voir à quelle rapidité ils vont se mettre à inventer, construire et créer leur projet. Cela simplifie grandement la gestion de la classe et permet à l’enseignant de travailler avec chaque groupe pendant toute la période du cours. Un programme STIM aide les élèves à créer un objet qu’ils pourront partager avec leurs camarades de classe, leurs familles et la communauté⁴. En fait, les familles sont souvent plus proches de la classe et de l’école de leur enfant alors qu’ils encouragent et célèbrent la réalisation réussie des projets STIM.

La bonne nouvelle concernant le lancement et le maintien d'un programme STIM est qu’une bonne partie du travail peut être déjà en cours. Les élèves sont-ils déjà en train de prendre soin de plantes ou d’un jardin scolaire ? Voilà ce qu’est un projet STIM. Les étudiants peuvent mesurer et contrôler la croissance, les engrais, l'eau et l'ensoleillement que leurs plantes reçoivent pour les comparer ensuite avec les normes préconisées. Demandez aux élèves de documenter leur progrès avec des photos et d'organiser une fête de la récolte lorsque les plantes arrivent à maturité.

Si les étudiants ont fait du pain, des biscuits ou des gâteaux à l’école, c’est aussi une activité STIM (voir photo 1). Suivre les instructions de la recette, mesurer, mélanger, régler le temps et la température de la cuisson, voilà d'excellents moyens de couvrir plusieurs normes de contenu. En plus, toutes ces démonstrations de sciences, ces promenades dans la nature et les projets tirés de ByDesign Science (programme d’études des sciences de la Division nord-américaine/NAD) ou de Big Ideas (programme d’études de maths de la maternelle à la huitième année [K-8] de la NAD) présentent d’importants aspects d’un programme STIM et de l’application spirituelle intégrée. Vous pouvez aussi faire le travail essentiel de relier ces sujets STIM à des applications spirituelles. Ellen White a écrit : « Il faut que nos enfants apprennent à voir dans la nature l’amour et la sagesse divins ; que la pensée de Dieu soit pour eux indissociable de l’oiseau, de la fleur, de l’arbre ⁵. »

Une composante essentielle d’un programme STIM réussi ou même d’un simple projet STIM est de créer une atmosphère dans laquelle les élèves se sentent libres d’essayer quelque chose de nouveau⁶. Pour beaucoup d’entre eux, cela peut être la première fois qu’ils réalisent un modèle réduit d'avion, de bateau ou de robot – ou quoi que ce soit (voir photo 2). Bien sûr, il est inévitable que quelque chose ne fonctionne pas. Les étudiants rencontreront d’apparents défis insurmontables alors qu’ils travailleront sur leur projet. Mais comme Albert Einstein l’a dit : « L’échec est un succès en cours⁷. » Travaillez avec vos élèves pour comprendre ce qui n’a pas marché et ce qu’ils doivent faire pour le corriger ; avec vos élèves planifiez les ressources, les compétences et le temps requis pour mener à bien le projet. Cette activité de résolution de problèmes est un ensemble de compétences incroyablement précieux impossible à apprendre dans les livres, peu importe le niveau scolaire de vos élèves.

Pensez à conseiller à vos élèves de tenir un journal des problèmes rencontrés et de la manière dont ils les ont résolus⁸. Demandez-leur de partager leurs histoires de résolution de problèmes avec leurs parents et leurs camarades de classe lors de la présentation de leurs projets. Dans une atmosphère où ils sont libres d’échouer et d’apprendre de leurs échecs, les élèves choisiront probablement des projets toujours plus exigeants qui rendront leur apprentissage amusant et inoubliable⁹. (Voir photos 3 et 4)

Pour maintenir un programme STIM dans une école, il faut que les enseignants créent un temps et un espace à cette fin. Envisagez de mener un programme STIM une ou deux fois par semaine pendant une heure ou deux. Certains programmes STIM exigent plus de temps pour l’installation et le nettoyage. Il ne faut donc pas hésiter adapter le temps alloué pour STIM en fonction des disponibilités. L’élément important est de choisir le même créneau horaire chaque semaine (par exemple, chaque lundi matin ou chaque vendredi après-midi). Ainsi, les étudiants savent quand ils peuvent planifier de travailler sur leurs projets. Vous pouvez offrir à vos élèves l’option de travailler sur leurs projets STIM après avoir accompli leurs autres tâches quotidiennes. C’est une excellente façon d’utiliser ces minutes supplémentaires de la journée scolaire lorsque les élèves peuvent se sentir moins productifs.

Réservez un espace dans la salle de classe pour le matériel STIM et les projets des élèves (voir photos 5 et 6). Utilisez des bacs et des boîtes pour organiser le matériel que les étudiants vont utiliser pour créer leurs projets. Placez une table en avant de ces espaces de rangement afin de donner aux étudiants un lieu où rassembler les fournitures dont ils ont besoin pour leurs projets. Pensez à décorer cet espace avec des graphiques ou des photos en couleurs des projets STIM que les élèves ont déjà réalisés.

Un espace STIM est aussi un endroit formidable pour y mettre du matériel si un espace de fabrication¹⁰ existe dans la classe ou est planifié pour d’autres projets. L’espace de fabrication STIM présenté sur la photo 7 coûte environ 200$ US en bacs et boîtes.

Le cœur d’un programme STIM réussi est de rassembler et d’identifier les ressources. Une excellente façon de penser à vos ressources est de les grouper en trois catégories :

• La catégorie 1 inclut les articles et matériaux durables qui coûtent un peu plus cher que les éléments des catégories 2 et 3. Les articles haut de gamme comprennent l’ensemble Spike Lego Robotics¹¹, une imprimante 3D, les kits électroniques, un système de culture hydroponique, des outils électriques (ingénierie) et des outils pour le travail du bois. Ces articles peuvent provenir du financement de projets spéciaux ou de parents ou membres d’église qui désirent acheter des articles particuliers pour votre classe. Le financement peut aussi provenir de Versacare¹² jusqu’à concurrence de 5000 $ par école.
• La catégorie 2 comprend des objets et du matériel qui s’achètent facilement dans les magasins de bricolage, les quincailleries ou en ligne : bâtonnets en bois, pistolets à colle , balsa, chevilles, ciseaux, peintures, piles, moteurs à courant continu, hélices, piles, lumières LED, fils à coudre et textiles.
• La catégorie 3 comprend les articles que l’on trouve généralement dans le bac de recyclage ou la poubelle mais qui sont de précieux articles pour STIM :  vieux ordinateurs et écrans, journaux, rouleaux d'essuie-tout, cartons, récipients à boisson en plastique ou en carton (voir photo 8). Invitez les étudiants à fouiller, avec la permission de leurs parents ou famille, dans les poubelles de la maison pour y trouver du matériel de construction STIM. De cette façon, les familles peuvent s’impliquer. Pensez aussi aux ressources en ligne telles que « How to Stock Your  Makerspace for 100  $¹³ » et « Teachers Pay Teachers »¹⁴.

Le programme de la NAD ByDesign : A Journey to Excellence Through Science¹⁵ et le programme de maths Big  Ideas¹⁶ présentent de bons projets de type STIM que les enseignants peuvent utiliser ou modifier. D’autre ressources utiles exigent de minimes dépenses ou sont gratuites. Le site web Instructables a de nombreux projets STIM classés par niveau scolaire ou par thème (voir photos 9 et 10). Le site donne la liste du matériel et les instructions, et contient aussi beaucoup de photos qui permettent aux élèves de voir comment leur projet progresse. Les ressources Scribble-Bot¹⁸ et Bristle Bots¹⁹ sont formidables et elles permettent de démarrer un programme STIM.  Les étudiants peuvent indépendamment transformer une brosse à dents en insecte et créer des robots à l'aide de moteurs et de piles bon marché, car ces activités sont accompagnées d'instructions. Tinkercad est un site web pour codage de l’ordinateur et l’impression 3D²⁰.  Nombre de ces ressources incluent des normes de contenu en sciences et mathématiques qui sont facilement identifiées dans les normes de mathématiques et de sciences de la NAD²¹.

Les enseignants devront travailler avec leurs élèves pour le choix de projets qui ne sont pas trop complexes ou qui prennent trop de temps. Le niveau scolaire, le niveau de compétences et les résultats obtenus lors de projets STIM antérieurs guideront enseignants et élèves dans le choix de leurs projets. Les enseignants peuvent réfléchir à la possibilité que les étudiants choisissent un ou plusieurs projets STIM individuels, puis inclure un autre projet à compléter en groupe. De cette façon, les élèves de divers niveaux scolaires peuvent participer et présenter leurs projets STIM. Big Dream²², 20 STEM Challenges Bundle pour les niveaux scolaires de la troisième à la huitième²³ et Steve Spangler Science²⁴ présentent de nombreux projets STIM qui peuvent être utilisés tels quels ou être modifiés pour répondre à des niveaux scolaires et à des compétences spécifiques (voir photos 11-15).

Les conférences STIM sont d’excellentes sources d’activités STIM. La conférence EXSEED de l’université Loma Linda²⁵ a lieu en juin annuellement, et l’atelier Ingénierie et Invention²⁶ de l’université Andrews abonde en bonnes idées et démonstrations de projets STIM. De plus, de nombreuses conférences STIM d’État et régionales ont lieu tout au long de l’année en présentiel ou sur Zoom à un coût minimal pour les participants.

L’adhésion de la famille est un élément essentiel de la pérennité de votre programme STIM. Comme nous l’avons déjà dit, parents ou familles et même membres d’église, retraités, magasins de bricolage et de fournitures, organismes ou entreprises locales, peuvent vouloir s’impliquer financièrement dans le nouveau programme STIM de l’école. Souvent les parents préfèrent acheter des articles individuels plutôt que donner simplement de l’argent à un programme STIM général. Ils peuvent aussi participer volontairement à la construction de projets STIM comme un jardin hors sol, un système hydroponique pour les plantes, le recyclage de l’eau de pluie, ou même un four solaire à réaliser soi-même. Certains peuvent avoir une formation et des compétences spécialisées et même des idées formidables pour des projets STIM qu’ils seraient heureux de partager si on les sollicitait. Des parents plus impliqués s’investissent plus fortement dans le succès de leurs enfants, le programme STIM et l’école.

Organiser un événement STIM à la fin d’un trimestre est une bonne façon de célébrer le temps et les efforts que les étudiants ont investis dans leurs projets. Lancez une invitation aux familles, amis et membres d’église pour qu’ils viennent voir les projets STIM et interagir avec les élèves. Ces derniers peuvent, un à la fois, présenter leur projet à un public assis ou se tenir devant leurs posters et répondre aux questions des visiteurs.  Étant donné qu’une classe multigrade présente des âges et des intérêts diversifiés, ses projets varieront grandement dans leur conception et leur complexité. L’important est de célébrer le projet de chaque élève individuellement.

Les projets STIM offrent de multiples moyens d’intégrer la foi et l’apprentissage. Les étudiants peuvent consigner dans leur journal leurs réponses aux questions directrices comme : « Qu’avez-vous appris sur la création de Dieu alors que vous construisiez votre projet ? » ou « Dans quelle mesure le temps et l’attention que vous avez investis dans votre projet reflètent le temps et l’attention que Dieu partage avec sa création ? » Guidez les élèves vers les innombrables textes bibliques qui font le lien entre STIM et le Créateur Dieu comme : « Le ciel raconte la gloire de Dieu, la voûte céleste dit l’œuvre de ses mains » (Psaumes 19.1, NBS²⁷).

Les enseignants de primaire peuvent commencer et soutenir un programme STIM en créant une atmosphère de classe où les étudiants sont encouragés à apprendre et à essayer de nouvelles choses et à tirer leçon de leurs échecs. Voici quelques suggestions :

• Prévoir du temps et un espace pour un centre STIM.
• Identifier les ressources financières et matérielles dont vos élèves ont besoin pour des projets STIM.
• Travailler avec les parents pour identifier comment ils peuvent aider leurs enfants avec les projets.
• Célébrer le succès de chaque élève avec des photos, vidéos et une soirée STIM pour les parents.
• Aider les élèves à voir la connexion entre le contenu STIM et le Créateur.

Le livre Éducation partage cette pensée : « Les esprits sensibles, au contact de l’univers, de ses miracles et de ses mystères, ne peuvent que reconnaître une puissance infinie à l’œuvre²⁸. » En mettant sur pied et en soutenant un programme STIM, on fournit aux étudiants de tous les niveaux scolaires une opportunité de jouir d’une expérience  d’apprentissage plaisante, inoubliable et basée sur la foi. Cela apportera de riches récompenses en termes d’enthousiasme et d’engagement.

Cet article a été revu par de pairs.

Gary Bradley

Gary Bradley, Ph.D., est professeur agrégé de formation des enseignants à la Southern Adventist Adventist University (Collegedale, Tennessee, États-Unis). Professeur certifié de mathématiques et de physique, G. Bradley est titulaire d'un master en enseignement des mathématiques de la Western Caroline University (Cullowhee, Caroline du Nord, États-Unis), et d'un doctorat en pédagogie de l'Université Andrews (Berrien Springs, Michigan, États-Unis). Il a enseigné les mathématiques et les sciences pendant 21 ans aux niveaux moyen et secondaire et neuf ans dans l'enseignement supérieur. Il a créé et dirigé des camps d'été scientifiques pour les élèves du primaire. Il est déterminé à incorporer la technologie et à intégrer des leçons spirituelles dans les cours de mathématiques et de sciences.

Norma Collson

Norma Collson, B.S., enseigne la quatrième année à l'école primaire Arthur W. Spalding à Collegedale, Tennessee. Elle est titulaire d'une licence en enseignement élémentaire de la Southern Adventist University (Collegedale, Tennessee). Elle a enseigné et exercé les fonctions de directrice/enseignante principale pendant plus de 30 ans dans diverses écoles adventistes.