Un cours bloc de technique médicale remporte le prix de l'enseignement innovant
Des étudiants en médecine de l'ETH Zurich construisent une main préhensile pour exosquelettes de coude en une semaine seulement dans le cadre d'un cours intensif. Ce cours vient d'être récompensé par le prix KITE 2024, le prix de l'ETH pour un enseignement particulièrement innovant.
La main préhensile exosquelette développée et produite par les étudiants eux-mêmes s'agrippe. A ce moment-là, les étudiants en médecine de l'ETH découvrent sur leur propre corps comment fonctionne leur système et qu'ils peuvent aussi appliquer leurs connaissances théoriques dans la pratique.
Il s'agit du point culminant du cours bloc de cinq jours "Technique médicale 2" que suivent les étudiants au sixième semestre de leur bachelor. Ils s'y investissent corps et ?me pour développer et construire de A à Z, en petites équipes, un préhenseur pour un exosquelette de coude.
Les professeurs de l'ETH Roger Gassert et Olivier Lambercy et les deux doctorantes Giada Devittori et Lena Salzmann ont développé ce cours. C'est en particulier pour l'expérience d'apprentissage intensive que le cours vient d'être récompensé : La Conférence du corps enseignant de l'ETH a décerné aux enseignants le prix KITE 2024. Avec ce prix, l'ETH honore tous les deux ans un projet d'enseignement particulièrement innovant.
Le plan du projet est d? le premier jour
Pour maintenir la participation et la motivation des étudiants à un niveau élevé, le cours mise sur un rythme soutenu, comme c'est généralement le cas lors des "design sprints". A 18 heures le premier jour du cours, les équipes livrent déjà un plan de projet, et le lendemain, les premières visualisations 3D. Dans les équipes, les étudiants jouent le r?le de spécialistes de la conception et du prototypage, de la programmation, de l'électronique et des capteurs, de l'évaluation et de la présentation aux utilisateurs ou de chefs de groupe. Le matin du dernier jour de cours, ils présentent leurs pinces.
Entre-temps, les enseignants donnent des inputs sur le design et le prototypage, l'innovation, l'électronique et la sensorique. Des conférences d'entreprises de technique médicale et des entretiens avec des personnes handicapées font également partie du cours. Les étudiants doivent ainsi apprendre à s'orienter de manière conséquente vers les besoins des utilisateurs. Des mentors sont toujours présents pour répondre aux questions. Ils aident les étudiants à utiliser le lasercutter, les imprimantes 3D, à souder et à assembler la mécanique.
Le cours se termine par une compétition au cours de laquelle les équipes doivent effectuer des t?ches quotidiennes avec leurs préhenseurs. Le format s'inspire du Cybathlon, une compétition internationale où des personnes handicapées équipées de systèmes d'assistance s'affrontent dans différentes disciplines.
Avec la présentation finale des étudiants, la compétition fait office de relevé de prestations. Gr?ce à la comparaison directe avec les autres équipes, il permet également une auto-évaluation et a donc un effet d'apprentissage.
Outre l'expérience d'apprentissage intensive, les organisateurs du cours ont à c?ur d'éveiller l'intérêt des futurs médecins pour les sciences de l'ingénieur et d'encourager la collaboration avec les ingénieurs. C'est précisément pour cette idée et pour sa grande intensité que la Conférence du corps enseignant a fait l'éloge du projet.
Des projets tout au long des études
Les deux autres projets qui ont atteint la finale du prix KITE suivent une autre approche : Ils ont en commun de vouloir maintenir l'engagement des étudiants à un niveau élevé et constant sur une longue période.
Au Center for Project Based Learning du Département de la technologie de l'information et de l'électrotechnique (D-ITET), les étudiants peuvent acquérir une expérience pratique dans des projets.
Le centre a été créé en 2020 et comprend désormais une équipe de 32 Scientifique:s et d'employés administratifs. Ces derniers soutiennent les étudiants en plus de leurs activités de recherche.
Le centre propose des travaux de projet pour tous les niveaux, en commen?ant par de petits travaux pratiques de plusieurs semaines. Viennent ensuite des projets phares interdisciplinaires, dans lesquels les étudiants travaillent en équipe. Ceux-ci s'orientent sur des scénarios actuels de la vie quotidienne et des questions issues de la recherche et de l'industrie.
Les étudiants développent des algorithmes, des capteurs ou de la mécanique pour des robots à quatre pattes capables de guider des malvoyants ou travaillent sur des petites voitures de course autopropulsées.
Lors des projets, les étudiants apprennent entre autres à trouver des t?ches réalistes, à choisir une variante de solution et à la mettre en pratique. Ils doivent gérer des budgets serrés, diriger des équipes et communiquer.
La Conférence du corps enseignant juge positivement le fait que des projets soient proposés de manière ascendante du niveau Bachelor au niveau Master.
Exercices de mathématiques automatisés
Le troisième projet finaliste vient des mathématiques : les deux enseignants Meike Akveld et Andreas Steiger ont développé des séquences d'exercices automatisés en mathématiques. Car pour ma?triser les bases, comme l'intégration, il faut avant tout s'entra?ner. En même temps, il n'y a qu'un nombre limité d'assistants auxiliaires qui peuvent encadrer de tels exercices.
Gr?ce aux séquences d'exercices automatisées, les étudiants peuvent résoudre de manière autonome, quand ils le souhaitent, autant de t?ches qu'ils le souhaitent, et ils re?oivent immédiatement un feedback différencié.
Cela est possible gr?ce à un système d'algèbre informatique Stack, qui permet d'évaluer et de noter les t?ches mathématiques. Il est disponible sous forme de plug-in sur la plateforme d'apprentissage Moodle. Akveld et Steiger ont utilisé ce système pour élaborer une collection complète d'exercices pour leurs cours d'analyse destinés aux futurs ingénieurs.
Dans son évaluation, la Conférence du corps enseignant salue le fait que la nouvelle forme d'enseignement favorise un apprentissage autonome et actif. De plus, le concept est facilement modulable et transposable à d'autres domaines, ce qui est essentiel au vu de la croissance du nombre d'étudiants à l'ETH.
A l'avenir, des examens seront également organisés avec le système. Il a déjà été utilisé avec succès comme pilote. Le travail de correction a nettement diminué, tandis que la qualité des devoirs est restée élevée, écrivent les créateurs.
Innovation dans l'apprentissage et le salon de l'enseignement
La remise du prix KITE s'est déroulée dans le cadre de la deuxième "Innovation dans l'apprentissage et le salon de l'enseignement" aura lieu le 15 mai. A cette occasion, les enseignants de l'ETH échangeront leurs idées et projets d'enseignement innovants lors d'une grande exposition dans le hall principal.
Le prix KITE récompense des projets d'enseignement qui sont à la fois innovants, efficaces et durables, c'est-à-dire qui consolident durablement les compétences. Mais ils doivent aussi pouvoir être potentiellement transférés à d'autres matières et domaines. Le prix KITE 2024 s'est focalisé sur des formats d'enseignement qui activent particulièrement les étudiants et favorisent leur engagement dans les cours.