Donner du sens aux apprentissages en technologie en faisant vivre des situations-problèmes

Des critères qui définissent une situation-problème

La technologie nous permet de créer des objets pour répondre à nos besoins. Cela nécessite d’énoncer un problème technique, qui peut être construit à partir d’une situation-problème.

À partir d’une observation, d’un constat, d’un fait, d’un résultat, la situation-problème conduit les élèves à se poser des questions qu’ils ne se seraient pas posées sans elle. Elle vise à favoriser la curiosité et à motiver les élèves.

Gérard DE VECCHI et Nicole CARMONA-MAGNALDI proposent, dans Faire vivre de véritables situations-problèmes (2015), un ensemble de critères qui permettent à l’enseignant de construire une véritable situation-problème :

• donner du sens en captivant l'attention de l'apprenant et en le poussant à penser plutôt qu'à suivre des instructions ;
• être liée à un obstacle identifiable, défini et considéré comme surmontable, dont les apprenants doivent prendre conscience à travers l’émergence de leur conception ;
• susciter un questionnement chez les élèves, les poussant à chercher des réponses et à développer leur pensée critique ;
• créer des ruptures dans les modèles explicatifs initiaux des apprenants, en les amenant à remettre en question leurs hypothèses et leurs connaissances préalables ;
• correspondre à une situation complexe, si possible liée au réel, pouvant ouvrir sur différentes réponses acceptables et différentes stratégies utilisables ;
• permettre l’acquisition d’un savoir général qui pourra être transféré à d'autres contextes ;
• faire l’objet de moments de métacognition, permettant aux apprenants de réfléchir sur leur propre processus d'apprentissage et de mieux comprendre leurs propres stratégies de résolution de problèmes.

Pour que la situation ait du sens, elle doit être ancrée dans la réalité des élèves.

Exemples de pratiques en classe

Les travaux académiques mutualisés 2022 proposent des scénarios pédagogiques autour de l’intelligence artificielle (IA) et les enjeux sociétaux associés. Par exemple, l’académie de Toulouse propose des séquences sur l’intelligence artificielle en lien avec la santé (IA et isolement, émotions, alimentation saine, aide au diagnostic médical, prévention de l’alcoolisme, etc.).

Dans le cadre du programme Startups à l’École des défis ont été proposés aux élèves. Une start-up spécialisée dans le diagnostic médical a, par exemple, lancé le défi à une classe de créer un outil de diagnostic aussi performant que le sien pour détecter la fracture de l’humérus. Cette situation-problème présentée sous forme de défi soulève une question liée à une problématique sociétale et de santé, qui a du sens pour les élèves et qui peut être reliée à l’objectif 3 de développement durable.

Dans une séquence produite par l’académie de Bordeaux, l’enseignant part d’une situation-problème liée à la sécurité routière : 21 % des cyclistes sont renversés par des automobiles à la tombée de la nuit ou pendant la nuit. L’élève est amené à déterminer le problème technique associé et, pour y répondre, il doit programmer un feu arrière de vélo avec une carte programmable. Les documents pour mener la séquence sont disponibles.

Le dispositif Luciole est une expérimentation de Limoges Métropole réalisée pour réduire la consommation d’énergie de l'éclairage public tout en garantissant la sécurité des usagers. En effet, Luciole est un dispositif constitué d’un éclairage intelligent qui s'allume lorsqu'une présence est détectée. Cet exemple peut être utilisé pour construire une situation-problème en lien avec l’objectif de développement durable 11 « Faire en sorte que les villes et les établissements humains soient ouverts à tous, sûrs, résilients et durables ».

Autour du concept de situation-problème, cet article proposé sur le site éduscol-STI propose une série de définitions des différents termes liés aux situations-problèmes et présente leur intérêt pédagogique.