Pour aborder les problèmes urgents et complexes, un ensemble complet et interdisciplinaire de compétences est nécessaire. L'enseignement des STIM joue un rôle essentiel dans cette démarche. Premièrement, il fournit une base de connaissances et de compréhension scientifiques et technologiques, ainsi qu'une compréhension des processus scientifiques et technologiques. Deuxièmement, il promeut les compétences génériques, comme par exemple les « 4 c » des compétences du 21e siècle : la pensée critique, la créativité, la collaboration et la communication, ainsi que les compétences d'autorégulation. Il est donc impératif de faciliter la participation de tous les enfants à l'enseignement des STIM.

Apprendre à résoudre les problèmes du monde réel s'est avéré être un défi à l'école. Les enfants sont souvent dépassés par la complexité des tâches dans des environnements d'apprentissage ouverts où ils doivent faire face à des problèmes mal définis. Une orientation et un soutien adéquats sont la clé du succès - non seulement pour s'attaquer à des problèmes complexes, mais aussi pour entretenir la motivation intrinsèque et la curiosité des enfants. L'orientation et le soutien peuvent être fournis sous une grande variété de formes pour répondre aux différentes difficultés d'apprentissage : des explications et des visualisations aux stratégies d'apprentissage et au soutien motivationnel. Depuis son apparition, le potentiel des outils numériques pour soutenir les processus d'apprentissage des enfants tout en soulageant les enseignant.e.s fait l'objet de discussions parmi les pédagogues.

Dans Scafalle, nous étudions comment les outils numériques peuvent être utilisés pour soutenir les enfants dans des environnements d'apprentissage ouverts, comme les makerspaces et l'apprentissage par enquête, dans le cadre de l'enseignement des STIM. En utilisant une approche de recherche orientée par la conception, nous collaborons étroitement avec les enseignant.e.s de l'école primaire afin de comprendre pleinement leurs besoins et ceux des enfants pour un environnement d'apprentissage inclusif et inspirant. Dans un premier temps, nous déterminons les défis communs et les obstacles à l'apprentissage auxquels les enfants sont confrontés dans les environnements éducatifs ouverts. Avec les enseignant.e.s, nous esquissons des solutions possibles aux défis rencontrés en utilisant les principes de la pensée conceptuelle. Dans une deuxième phase du projet, nous développerons des prototypes de supports numériques, qui seront testés dans plusieurs classes d'école primaire. Nous envisageons plusieurs cycles de développement et de test afin d'optimiser les outils numériques de manière itérative. Les réactions des enseignant.e.s et des enfants sont systématiquement recueillies par des observations sur le terrain, des vidéos de classe et de courts entretiens. La troisième phase du projet comprend la mise en œuvre de l'outil Scafalle dans un plus grand nombre (environ 8) d'écoles primaires. Pour s'assurer que l'outil est ancré dans les écoles et que les enseignant.e.s peuvent partager leurs expériences, des cercles d'apprentissage dirigés par les enseignant.e.s et axés sur l'utilisation des supports numériques dans le cadre d'un enseignement ouvert et innovant des STIM seront mis en place.

En collaboration avec des enseignant.e.s, nous souhaitons apporter de nouvelles réponses aux questions suivantes dans le contexte d'un enseignement ouvert et innovant des STIM :

• Quels sont les défis et les obstacles à l'apprentissage auxquels les enfants sont confrontés dans ces contextes ?

• Comment les outils numériques peuvent-ils être conçus pour soutenir l'apprentissage des connaissances et des compétences spécifiques et génériques de tous les enfants ?

• Comment l'utilisation des supports numériques influence-t-elle les processus d'apprentissage des enfants ainsi que leur motivation et leurs émotions, de même que celles des enseignant.e.s ?

• Quelles sont les conditions personnelles et institutionnelles nécessaires à la mise en œuvre réussie des outils numériques dans la salle de classe ?

Les enseignant.e.s et les enfants bénéficieront d'aides numériques à l'apprentissage sur mesure et polyvalentes pour faciliter l'apprentissage des STEM par tous les enfants. Les informations recueillies au cours du développement de l'outil Scafalle aideront les directions d'école et les autorités à mettre en place une éducation STEM moderne et innovante en Suisse et au-delà, de manière efficace et durable.