Comment les matières scientifiques sont-elles enseignées aux jeunes bacheliers S, STI, STL? Quels sont les objectifs de nos enseignants ? Comment les élèves ingénieurs peuvent-ils réussir au mieux cette année décisive ? Deux de nos professeurs en 1ère année répondent à ces questions.
L’assimilation et l’approfondissement des bases scientifiques, pour tous les élèves
La 1ère année à l’ESIEA s’ouvre par plusieurs semaines de révisions intensives du programme du Lycée. Pour Pierre Schott, professeur de Physique à l’école, « l’idée est d’aider tous les élèves à bien assimiler les notions scientifiques, sans le "couperet" d’un examen ou d'un concours en fin d’année qui sélectionnerait les meilleurs ou sanctionnerait ceux qui n’ont pas bien compris. Notre objectif est de donner à chacun les outils pour réussir cette entrée dans l’enseignement supérieur ».
Abdelrhani Daoudi, Directeur du Cycle de Transition et professeur de Mathématiques, précise que « les matières scientifiques, telles qu’elles sont enseignées en 1ère année, servent de base à toute la scolarité. Un exemple, les matrices : ces outils mathématiques seront utilisés en informatique et en management. »
Des révisions, de la méthodologie, et un soutien individualisé dès les premières semaines
La première semaine à l’ESIEA est marquée par deux nouveautés pour les jeunes bacheliers : le projet Robotique et le séminaire de méthodologie. «La méthodologie de résolution de problèmes est LA notion à assimiler en arrivant à l’école», déclare P. Schott. « Ce séminaire que suivent tous les 1ères années, complète A. Daoudi, a des applications directes dans toutes les matières, y compris les disciplines scientifiques : savoir prendre des notes, gérer son temps, se créer un planning personnel, sont autant de moyens d’apprendre à s’organiser et à améliorer ses méthodes de travail ». Pour résumer, cette 1ère année à l’ESIEA est, selon P. Schott, une « année de méthodologie où on apprend à bien apprendre ! »
Par ailleurs, les étudiants suivent des Ateliers de Renforcement Numérique, condensés sur trois à quatre semaines dès le premier semestre, et reconduits ensuite sur le semestre suivant. Ce module a pour objectif de renforcer les notions de base en mathématiques, de « développer l’agilité de calcul et le bon sens, pour apprendre aux élèves à aborder des problèmes scientifiques avec la bonne démarche. Il sert véritablement de passerelle entre le lycée et l’enseignement supérieur » (A. Daoudi). « Ces ateliers sont des "maths pour l’ingénieur", une boite à outils utilisée ensuite par les autres disciplines scientifiques. Ils correspondent à un réel besoin des élèves ! » (P. Schott)
Un séminaire de prérentrée est également organisé pour les bacheliers STI / STL, ouvert à tous, pour une mise à niveau en mathématiques et en physique. « Nous accordons énormément d’attention à la réussite individuelle et à l’accompagnement des étudiants, précise A. Daoudi. Grâce aux heures de soutien hebdomadaires, et s’ils ont fourni le travail personnel que nous attendons d’eux, tous les élèves acquièrent les mêmes bases fondamentales. Nous constatons d’ailleurs chaque année une grande solidarité au sein des promos, qui échangent et s’entraident selon leurs capacités, notamment en électronique et en mathématiques. »
Une pédagogie très éloignée du Lycée, et des passerelles entre toutes les disciplines
Dès le 1er semestre, l'électronique et la physique sont enseignées en 2 modules qui s'enrichissent l'un l'autre, pour croiser les façons de voir et mieux faire comprendre les différentes notions. Pour ces deux disciplines, on est bien loin des enseignements relativement théoriques du lycée, avec une grande importance donnée aux démonstrations, à la pratique, à l'utilisation de l'ensemble des ressources à la disposition du professeur – équipements et étudiants compris, pour réaliser de petites expériences pratiques et appréhender les concepts physiques.
« L'objectif ici est de faire comprendre le phénomène physique concret, pour pouvoir le modéliser grâce à des équations mathématiques. En terminale, on applique un modèle mathématique "tout-puissant" sans le remettre en question. En 1ère année d'école d'ingénieurs, on réfléchit au choix du meilleur modèle, ce qui implique déjà une bonne maitrise des outils et un vrai travail d'affinage et de calcul. Le modèle choisi doit être le plus proche possible de la réalité », explique Pierre Schott.
Les disciplines scientifiques ne sont pas isolées : au contraire, elles sont toutes interconnectées, et s’articulent même, avec une grande souplesse, à tous les enseignements et projets de 1ère année.
Les apprentissages de Formation Humaine, par exemple, trouvent pleinement leur application en cours de sciences : les étudiants sont très sollicités pour prendre la parole, ou aller présenter leurs travaux devant la classe. « Le but n'est pas tant de les "coller" ou de vérifier leurs connaissances que de leur permettre d'argumenter, de s'exprimer pour convaincre, de captiver l'attention de leur auditoire, et finalement de mettre en valeur ce qu'ils ont fait. Une démarche qu'ils auront nécessairement à maitriser et reproduire dans leur vie professionnelle à venir. » (P. Schott)
Un objectif commun à toutes les disciplines scientifiques : adopter la démarche ingénieur dès la 1ère année
« A l’ESIEA, comme dans toutes les écoles d’ingénieurs, nous n’avons pas vocation à former des chercheurs en mathématiques ou en physique, même si chaque année plusieurs étudiants rejoignent nos laboratoires », déclare P. Schott. « Nous cherchons à donner les clés aux étudiants pour aborder un problème scientifique : le comprendre, le modéliser, et utiliser des outils tirés de toutes les disciplines abordées pour le résoudre. Cette façon de penser les sciences exclut tout bachotage, et ne peut pas fonctionner avec les modèles enseignés en terminale, très cadrés et "normés". »
La Physique en 1ère année, telle qu’elle est enseignée à l’ESIEA, permet donc de commencer à adopter une démarche plus mature et professionnelle pour résoudre des problèmes, à penser la réalité sous un angle plus scientifique, « ingénieur », qu’au lycée, et à croiser les outils et les démarches.
L’enseignement des mathématiques a un objectif triple : éveiller d’abord la curiosité scientifique des élèves, au travers d’exercices de modélisation et de problèmes liés à la vie de tous les jours. « Ceux-ci constatent en cours qu’en modifiant les hypothèses d’un énoncé, on en modifie son résultat, avec un impact qu’il faut ensuite mesurer ». Les maths permettent aussi d’apprendre à argumenter : les élèves doivent expliquer la démarche qu’ils ont choisie pour résoudre un problème donné, en utilisant différents types de raisonnements (par induction, par l’absurde…). Enfin, elles contribuent à former l’esprit des futurs ingénieurs, grâce à leurs dimensions conceptuelles et applicatives, et à leur prolongement dans les autres matières : « la théorie des ensembles, par exemple, sort de la théorie mathématique pure pour trouver une application concrète en électronique, via les circuits électriques ».
De manière générale, la 1ère année à l’ESIEA demande aux étudiants de commencer à faire preuve de souplesse intellectuelle et d’adaptabilité, qualités nécessaires pour un bon ingénieur. « L’ingénieur ESIEA, c’est celui qui sait faire passer une information d’un point A à un point B, indique P. Schott, grâce aux ondes, au réseau informatique, au signal, avec toutes les problématiques qui en découlent, de sécurité, de stockage de l’information, d’optimisation, de logique formelle… »
Pour réussir, modifier en profondeur sa façon de travailler
« L’entrée dans l’enseignement supérieur se fait vraiment sentir dans la façon de travailler en 1ère année, avertit A. Daoudi. Le rythme de travail doit être plus soutenu, avec davantage d’investissement personnel. Mais nous sommes capables d’accompagner les élèves et de soutenir ceux qui pourraient avoir des difficultés, dès le début de l’année. »
Pour que l’étudiant de 1ère année puisse réussir, il doit revoir en profondeur sa façon de travailler, avec un travail personnel régulier sur l’année. Avant la traditionnelle réunion parents-professeurs (fin novembre, début décembre), un premier bilan individuel est fait chaque année à la mi-novembre, pour détecter les éventuels problèmes : les élèves sont reçus un à un par leur Responsable d’année, qui fait le point avec eux et leur donne des pistes pour rebondir.
« Même si nous leur donnons les clés pour réussir cette année de transition, conclut le Directeur du Cycle de Transition, les étudiants doivent être moteurs, et amorcer eux-mêmes le changement, d’état d’esprit et de méthode de travail, qui garantira leur succès en école d’ingénieurs. »