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03 octobre 2022

Jérémy Riousset (ECL 2005) : Chercheur en planétologie comparée et professeur de physique et sciences de l’espace
Embry-Riddle Aeronautical University, Daytona Beach, Floride

Installé depuis 18 ans aux États-Unis, Jérémy Riousset (ECL 2005) partage son temps entre, d’un côté, ses travaux de recherches sur les plasmas atmosphériques, ionosphériques et interplanétaires, et de l’autre l’enseignement en physique et mécanique à Embry-Riddle Aeronautical University. Une façon pour l’ancien élève devenu aujourd’hui professeur de mettre en pratique sa vision méthodique, enthousiaste et interactive de l’enseignement.


Philosophie et objectifs de l'enseignement

Apprendre, comprendre et se souvenir : Pendant toutes les années où j'ai suivi des cours, je me suis souvent amusé à la fin de chaque semestre à jouer au jeu des choses à faire et à ne pas faire. Que j'aie aimé ou non le cours, je pensais à ce que j'avais particulièrement apprécié en tant qu'étudiant et à ce que j'aurais fait différemment en tant qu'enseignant. Ces réflexions ont façonné ma philosophie de l'enseignement et construit ma méthodologie de partage des connaissances.

Je me suis rendu compte qu'il existe une différence majeure entre apprendre et mémoriser. Il est d'autant plus facile de se souvenir d'un concept si on le comprend vraiment. Globalement, j'ai une approche plutôt socratique de la méthodologie de l'apprentissage, car mes premières expériences en tant qu'instructeur et tuteur m'ont appris qu'un processus d'apprentissage commence par la reconnaissance de son ignorance.
J'ai identifié quatre phases dans mon propre processus d'apprentissage : (1) la reconnaissance de la nouveauté d'une idée, d'un concept ou d'une méthode, (2) la saisie de son sens et de ses implications (3) la compréhension de son fonctionnement interne, et (4) son ancrage dans ma boîte à outils personnelle via l'application à des problèmes spécifiques.

Transférer les connaissances : En commençant par mettre l'accent sur la nouveauté et les singularités d'un nouveau sujet, la tâche de l'enseignant est d'aider les élèves tout au long du processus d'apprentissage. Il faut pour cela fournir à la classe un énoncé clair des nouveaux résultats et de leurs implications (phase (2)), accompagnés de leurs démonstrations rigoureuses (phase (3)). Je préfère ainsi le tableau noir pour les démonstrations mathématiques, car il encourage l'enseignant à insister sur les points cruciaux d'une preuve particulière tout en donnant à l'étudiant le temps de les assimiler. Idéalement, les étudiants reçoivent le matériel didactique avant chaque cours et on leur laisse le choix de prendre des notes ou de se concentrer sur la dérivation. Je pense que cette combinaison de supports est adaptée à la plupart des types d'apprentissage basés sur la mémoire auditive, visuelle, écrite ou photographique. Enfin, l'enseignant doit fournir à la classe du matériel pour les devoirs qui l'aideront à comprendre et à se souvenir de ce qu'elle a appris pendant les cours.

Encourager la pensée critique et créative : Si le rôle de l'enseignant est principalement axé sur les phases (2) et (3), le travail des élèves est plus important durant les phases (1) et (4).

En effet, je crois que l'enseignement et l'apprentissage sont les deux faces d'une même pièce. Pendant la première phase, l'enseignant peut montrer ce qu'il y a de nouveau par rapport à ce que l'étudiant a appris lors des cours précédents et/ou des connaissances pré-requises, mais c'est à chacun d'entre eux d'identifier les idées qui ne lui sont pas familières. Grâce à une discussion interactive en classe, l'enseignant peut adapter le cours aux étudiants. Il peut choisir d'insister sur certaines techniques ou adopter une approche plus détaillée, ou encore fournir une aide individuelle et personnalisée aux étudiants pendant les heures de disponibilité  s'il estime que certains aspects spécifiques du sujet sont connus de la plupart des élèves de la classe et qu'il serait inutile de les répéter. En fin de compte, ce sont les étudiants qui doivent s'approprier l'enseignement.

Je suis plutôt traditionnel à ce sujet, et je crois que la connaissance des concepts de base en physique est une nécessité pour tout scientifique ou ingénieur moderne. C'est pourquoi je privilégie les examens à livre et notes fermés, et je réserve les devoirs et les projets de fin de semestre pour donner aux étudiants l'occasion de développer leur raisonnement créatif et leurs capacités de résolution de problèmes.

Mise en application des principes d’enseignement dans le cadre d’un camp d’été : S.P.A.R.C.LE. (Space and Planetary Adventures in Research & Coding with LEgos). Création et programmation de robots par des élèves de collège et lycée.

 

Enseignement et mémorisation : Je pense qu'un cours d'un trimestre ou d'un semestre doit être une expérience agréable et enrichissante pour les étudiants et le professeur. Pour atteindre cet objectif, je m'efforce de démontrer ma compétence dans la matière que j'enseigne et de partager mon enthousiasme pour certaines lois et principes de la physique par le biais d'une combinaison équilibrée de cours magistraux structurés avec des plans fournis dans le cadre du syllabus de la classe. Les cours magistraux combinent des présentations riches en graphiques et en animations, et des démonstrations rigoureuses au tableau, ainsi que des discussions interactives. Les étudiants sont encouragés à faire preuve de créativité dans les problèmes hebdomadaires. Un accent particulier est mis sur la pensée critique lors de courts quizs. Au cours de ces examens de 15 à 20 minutes, les étudiants sont testés sur leur capacité à vérifier la cohérence, l'homogénéité et l'ordre de grandeur d'un résultat physique. Un examen de mi-semestre et un examen final en classe, à livre et à notes fermés, sont conçus pour valider leurs connaissances des concepts fondamentaux développés en classe. Ces deux examens ont pour but de s'assurer de la mémorisation des principes de base.

En revanche, la primauté est accordée à la résolution de problèmes au cours d'un projet final, centré sur la simulation informatique, conçu pour familiariser les étudiants avec les méthodes numériques classiques utilisées en physique moderne (par exemple, les méthodes Runge-Kutta, le schéma de Lax-Wendroff, etc.) La note finale est une moyenne équilibrée des examens ci-dessus, avec 10% de la note basée sur les devoirs, 15% sur les projets finaux, 10% sur les quizz, et 25% sur les tests.

Depuis que j'ai commencé à enseigner, j'ai réalisé que je ne pouvais pas accorder autant de poids que je le souhaitais aux devoirs. La réalité est que les quiz et les examens sont de meilleures mesures de la compréhension des élèves que les devoirs, dont les solutions peuvent être trouvées sur Chegg's. Cependant, je continue à croire que la mémorisation se produit pendant la phase d’application des concepts (phase (4)) et que les devoirs sont un rappel approprié des concepts et des outils mathématiques. Comme alternative, j'inclus maintenant dans tous les cours un projet semestriel, dont le résultat est un rapport où les étudiants démontrent leur compréhension. Par exemple, j'ai créé une expérience de pendule virtuel pour mes étudiants de physique 1, qui est devenu un exemple d’activité dans le cadre des actes de l'atelier Teaching Computation with MATLAB.

L'enseignement : un engagement personnel

La difficulté d'enseigner un sujet avec lequel on est devenu familier est de refaire le chemin de l'apprentissage et de se rappeler ce que l'on a ressenti lorsqu'on a été confronté à cette idée particulière pour la première fois. En empruntant ce chemin, je suis obligé de remettre en question ce que je considère comme évident ou que j'ai accepté comme vrai, et à explorer les aspects d'un problème que j'ai peut-être négligés, de sorte que je peux enseigner une classe plusieurs fois et continuer à apprendre de nouvelles approches. À mon avis, cela constitue le principal défi de l'enseignement et je m'attends à ce qu'il continue à façonner ma méthodologie au fil des ans.

Un dernier mot à l’attention des Centraliens qui souhaiteraient faire des études aux USA : n’hésitez pas à me contacter, je me ferai un plaisir de répondre à vos questions.

Auteur

Arrivé pour la première fois aux USA à Penn State en 2004 dans le cadre de son double diplôme, Jérémy Riousset a poursuivi avec un doctorat terminé en 2010. Entre 2010 et 2013 il effectue un postdoc à Atlanta (Géorgie, USA), puis un second à Braunschweig (Allemagne) entre 2014 et 2016. De 2017 à 2018, Jeremy occupe un poste de professeur à Embry-Riddle Aeronautical University, puis un second à Florida Tech (entre 2018 et 2022) avant de retourner à Embry-Riddle en août dernier. Ses travaux de recherches s’intéressent aux phénomènes de décharges électriques dans diverses atmosphères, ainsi qu’au développement de modèles magnétohydrodynamique multifluide et hybride pour comprendre l'ionosphère des planètes et l'activité stellaire induite par les exoplanètes.

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