Transformation numérique pour la construction circulaire
Un tout nouveau cours du département de génie civil, environnemental et géomatique (D-BAUG) de l'ETH Zurich, destiné aux étudiants en Bachelor, Master et PhD.
Le cours a été structuré en deux parties : un segment interactif en classe et un segment de pratique pratique.
Chaque session de quatre heures en classe a abordé l'une des technologies suivantes, toutes contextualisées dans le cadre d'une construction circulaire : balayage LiDAR, photogrammétrie, vision par ordinateur, robotique, conception informatique, impression 3D, technologie blockchain, réalité augmentée (XR), et mondes immersifs (métaverse). Chaque cours est divisé en plusieurs modules :
- Apprentissage mixte:Nous avons discuté des points clés de deux articles présélectionnés en rapport avec la technologie de chaque classe, pour lesquels les étudiants devaient soumettre des commentaires à l'avance.
- Classe inversée:Un groupe de 2-3 étudiants par technologie a démarré la conférence avec une présentation basée sur leurs recherches préliminaires.
- Cours de base: Les étudiants ont suivi un cours qui couvre les aspects fondamentaux de chaque technologie et son importance dans la construction circulaire.
- Activité interactive: étudiants engagés dans des activités pratiques avec les technologies, comme l'utilisation du LiDAR pour cartographier le campus de l'ETH.
- Moodle quiz:Les étudiants ont été évalués à l'aide d'un quiz Moodle.
- Conférence des invités: à la fin de la session, des experts de l'industrie et du gouvernement ont partagé leurs points de vue lors d'une conférence d'invité interactive avec Q&R.
Concurrently, students explored building materials from the Huber Pavilions at ETH Hönggerberg, using in-class knowledge to design a pavilion from these materials (aligned with Prof. Momoyo Kaijima's design studio). Enfin, les étudiants ont mené à bien un projet de construction de six jours sur le campus. Guidés par des professionnels experts de Baubüro in situ ag, Wiederverwerkle GmbH, et B3 Kolb AG, cette phase a permis de fusionner sans heurts les connaissances académiques et l'exécution dans le monde réel, favorisant ainsi l'adaptabilité, la créativité, le travail d'équipe et une compréhension architecturale approfondie.
Proportions d'enseignement (actif) et de soutien (passif)
La stratégie d'enseignement a équilibré l'apprentissage actif et l'apprentissage passif, offrant aux étudiants une expérience riche où ils ont échangé de manière proactive des connaissances avec leurs pairs tout en bénéficiant de l'apport d'experts. Ils ont bénéficié de conseils techniques, d'outils et d'idées pour affiner leurs compétences en matière de construction circulaire. Au fur et à mesure que les étudiants devenaient plus adeptes, ils se sont moins appuyés sur l'apport des experts et plus sur leurs propres compétences et les connaissances qu'ils ont échangées avec leurs pairs.
Feedback
Un système de feedback robuste a permis d'assurer une progression constante des étudiants dans le programme. Le cours a utilisé une soumission progressive pour le projet de film centré sur les technologies numériques, offrant une guidance tout au long de leur parcours de réalisation de film, en commençant par le storyboarding, le storytelling, le tournage et le montage. Le concours de design pour le pavillon Reuse a mis l'accent sur la critique itérative de la part des professeurs et des professionnels invités, en commençant par des esquisses, des propositions de design, des maquettes jusqu'à la gestion finale de la construction, ce qui a incité les étudiants à affiner leurs designs non seulement sur le plan esthétique, mais aussi sur le plan de la faisabilité et de la praticabilité de la construction. Au fur et à mesure que les étudiants se sont familiarisés avec les technologies numériques, des présentations régulières ont permis d'obtenir un retour d'information de la part des éducateurs et des pairs. Cette boucle de rétroaction continue n'a pas seulement amélioré les résultats finaux, mais elle a aussi renforcé la valeur du processus itératif de création et d'apprentissage.
Implication et participation active des étudiants
Pour favoriser l'engagement des étudiants, ils ont été regroupés par les technologies numériques et ont présenté leurs recherches. La lecture d'articles a suscité des discussions intéressantes en classe. Les activités, telles que le concours de design et le projet de film, ont mis l'accent sur l'apprentissage par la pratique. Les expériences de construction en situation réelle sur le campus ont permis de relier les connaissances en classe et l'application pratique.
Communication (channels student-lecturer, student-student, lecturer-lecturer)
La communication en classe associe des outils numériques à des interactions en personne pour un échange d'informations sans faille. Pour les interactions étudiant-étudiant, Moodle a joué un rôle central en proposant du matériel de cours, des commentaires et des plateformes d'assignation. Pendant la semaine de construction, un groupe de messagerie instantanée (WhatsApp) a permis aux étudiants de s'engager directement avec les professeurs pour des questions en temps réel. Pour les échanges étudiants-étudiants, ce même groupe a promu la collaboration, le partage d'idées et le soutien par les pairs. L'e-mail dédié au cours a permis de rationaliser toutes les communications (également avec les experts de l'industrie et les professeurs invités), garantissant des réponses rapides. Les sessions en face à face, essentielles pour les discussions étudiant-enseignant et étudiant-étudiant, ont permis d'approfondir les liens et de clarifier immédiatement les choses. En donnant la priorité à la communication enseignant-enseigné, l'équipe enseignante a organisé une retraite pré-cours et des réunions permanentes, garantissant ainsi une approche unifiée tout au long du processus.
Les moyens par lesquels les étudiants reçoivent un soutien
Pendant le cours, les étudiants ont eu accès à divers supports. Les canaux numériques (voir communication) offraient un feedback et des ressources en temps réel, tandis que les interactions en face à face avec les professeurs et les experts assuraient une guidance personnalisée. Pendant la construction, des professionnels expérimentés ont fourni des conseils, et les assistants d'enseignement ont constamment répondu aux questions et fourni une assistance technique. En outre, la collaboration entre pairs a joué un rôle essentiel, car les étudiants ont souvent collaboré sur des projets, échangé des idées et offert un soutien mutuel.
Évaluations
Les évaluations de cours ont porté sur des exercices théoriques et pratiques, englobant des compétences techniques et de communication. Les étudiants ont réalisé un rapport d'évaluation du cycle de vie pour la réutilisation des matériaux des Pavillons Huber, un court-métrage sur les technologies numériques dans la construction circulaire et des tâches telles que la création d'un inventaire numérique, la modélisation 3D et la formulation de passeports pour les matériaux. Ils ont également participé à un concours de design pour un pavillon de réutilisation, aboutissant à un rapport détaillé. La mission finale consistait à construire une structure à l'échelle réelle sur le campus.
Question :
Quelles méthodes, outils ou stratégies avez-vous utilisés pour encourager l'engagement des étudiants pour la réussite de l'apprentissage ?
Prof. Catherine De Wolf :
Le cours renforce les compétences de l'ETH par le biais de diverses méthodes, outils et stratégies. Les étudiants lisent des articles, présentent des sujets, interagissent avec des invités, font des exercices pratiques et travaillent en groupes interdisciplinaires.
Question :
Décrivez les éléments innovants de votre cours/projet.
Prof. Catherine De Wolf :
Le cours a exploré la construction durable avec les technologies numériques et les principes circulaires. Les étudiants ont appris à partir de conférences, d'invités, de visites sur le terrain et d'un projet de pavillon avec des matériaux réutilisés.
Leçons apprises et recommandations
Je recommanderais les éléments suivants à d'autres personnes :
- Tout d'abord, l'intégration de pratiques d'apprentissage pratique renforce considérablement l'engagement des étudiants, en leur offrant des expériences tangibles qui favorisent une compréhension plus profonde. Ces méthodes pratiques peuvent encore être renforcées par des visites de sites réels, comme des installations de visite qui appliquent des concepts théoriques.
- Deuxièmement, la valeur de l'apprentissage interdisciplinaire ne peut être sous-estimée. En mélangeant différents domaines d'études, les étudiants sont exposés à un plus large éventail d'idées et d'approches, cultivant ainsi une perspective plus holistique. Mes étudiants ont exprimé leur profonde gratitude pour l'opportunité de travailler ensemble avec des étudiants d'autres départements, par exemple. Encourager la collaboration entre pairs et le travail d'équipe entre les disciplines favorise l'apprentissage mutuel et l'échange d'idées.
- Des conférences invitées de divers domaines offrent une autre couche de richesse interdisciplinaire, permettant aux étudiants d'acquérir des connaissances du monde réel et des perspectives variées.
- Les mécanismes de feed-back itératifs jouent un rôle essentiel pour guider les étudiants tout au long de leur parcours d'apprentissage, en veillant à ce qu'ils restent en phase avec les objectifs du cours et en offrant des possibilités de corrections en milieu de cours.
- L'importance de la technologie dans l'apprentissage est évidente dans le monde d'aujourd'hui, qui évolue rapidement. L'incorporation d'outils numériques modernes, tels que l'IA et la modélisation 3D, peut rendre l'apprentissage plus pertinent et plus engageant.
- L'intégration de la théorie et de la pratique est un élément clé que je préconise. L'équilibre entre les connaissances théoriques et les applications pratiques permet aux étudiants de comprendre les implications pratiques de leurs apprentissages.
- Enfin, la structuration d'un cours semestriel autour d'un objectif de groupe concret, tel que notre projet pratique, non seulement instille un sens de l'objectif mais favorise également la coopération, la collaboration, le dévouement, et la satisfaction tangible qui découle du fait de voir la théorie se transformer en pratique. Dans cette optique, la gestion de projet de bout en bout peut améliorer considérablement le sentiment d'appropriation et de responsabilité des étudiants.
Équipe de projet
Directrice adjointe de l'Inst. de gestion de la construction et des infrastructures
Inst. gestion de la construction et de l'infrastructure
Place Stefano-Franscini 5
8093 Zurich
Suisse
