Perimeter Institute Uses Möbius in Physics Camp for High Achieving Students - Maplesoft

Etude de cas d’utilisateur :
L’Institut Périmètre utilise Möbius dans le cadre d’un stage de physique pour les étudiants les plus brillants.

Défi
L’Institut Périmètre souhaitait améliorer l’expérience des lycéens participant au programme ISSYP et leur initiation aux mathématiques en leur proposant un matériel préparatoire avant le démarrage effectif du programme.

Solution
L’Institut a utilisé Möbius pour mettre en œuvre un nouveau système de préparation des étudiants au programme intensif de deux semaines. Un document d’introduction en ligne a été élaboré en remplacement de la traditionnelle version PDF.

Résultat
Après l’introduction de Möbius, les enseignants ont constaté une augmentation du nombre d’étudiants abordant les matériels de révision par rapport aux années précédentes. Avec Möbius, les étudiants ont pu obtenir une rétroaction immédiate sur leur travail et maîtriser des concepts pendant leur temps libre, en bénéficiant d’une expérience beaucoup plus interactive, dynamique et ludique. Möbius a permis à l’Institut d’élargir le périmètre des sujets couverts, à l’aide d’une panoplie de types de questions étendue.


L’Institut Périmètre est un centre important de physique théorique qui facilite la recherche, la formation et les projets éducatifs. Située à Waterloo en Ontario (Canada), cette institution organise un programme annuel appelé Ecole d’été internationale pour jeunes physiciens et physiciennes (programme ISSYP). Le programme ISSYP a pour mission de susciter et de renforcer l’intérêt pour la physique moderne parmi une sélection d’étudiants brillants du secondaire à travers le monde. Cette année, avec l’aide de Möbius, le programme ISSYP a introduit un nouveau système de préparation des jeunes étudiants aux deux semaines intensives qu’ils vont passer à l’Institut Périmètre. Möbius est l’environnement complet de didacticiels en ligne de Maplesoft axés sur les programmes de sciences, technologie, sciences de l’ingénieur et mathématiques. Cette nouvelle plate-forme unique en son genre offre aux étudiants du programme ISSYP une expérience d’école d’été enrichissante et fructueuse.

Au cours du programme ISSYP, les étudiants assistent à plusieurs conférences thématiques données par des chercheurs de l’Institut du Périmètre ; ils visitent le SNOLAB, un laboratoire souterrain de physique et font équipe avec un mentor pendant une semaine qui s’achève par la présentation du sujet de recherche de leur choix en relation avec la physique. Le programme couvre bon nombre de sujets variés de physique comme la mécanique quantique, la relativité restreinte, la relativité générale et la cosmologie.

Le programme reçoit en moyenne trois cents candidatures d’étudiants de première et terminale du monde entier. La concurrence est vive et les étudiants retenus sont très brillants et en avance pour leur âge ; on observe cependant des différences de niveau en mathématiques et physique. C’est la raison pour laquelle l’Institut met sur pied une séance de révisions avant le début du programme. On demande aux étudiants d’étudier un document d’introduction aux mathématiques pour se préparer aux connaissances nécessaires au programme. Cette année, l’Institut Périmètre a choisi Möbius pour offrir en ligne un outil d’introduction aux mathématiques dynamique et interactif en remplacement du traditionnel document pdf figé.

Le Dr Kelly Foyle, en charge de la vulgarisation scientifique à l’Institut Périmètre, et son équipe ont préparé les documents de révisions dans Möbius et les ont envoyés aux étudiants deux mois avant le début du programme. « Au départ, notre document d’introduction aux mathématiques n’avait rien d’extraordinaire, ce n’était qu’un document statique pour les révisions des étudiants », explique le Dr Foyle. « Mais, grâce à Möbius, nous avons pu le rendre beaucoup plus intéressant et interactif. J’ai constaté que davantage d’étudiants l’avaient utilisé et s’étaient préparés avant de venir en cours ».

Etant spécifiquement conçu pour les cours à contenu mathématiques, Möbius constitue la plate-forme idéale pour le programme de révisions ISSYP. La notation mathématique naturelle intégrée à la plate-forme Möbius équivaut à la notation d’un enseignant au tableau. Les questions auxquelles les étudiants doivent répondre sont celles que l’on trouverait dans les devoirs et les exercices écrits.

L’envoi d’un document papier, auparavant, engendrait aussi d’autres difficultés. L’étudiant qui avait une question ou besoin de commentaires sur son travail n’avait pas à sa disposition d’enseignant pour le guider. Aujourd’hui, grâce à la plate-forme Möbius en ligne, les étudiants obtiennent un retour instantané sur leur travail. Ils savent immédiatement où ils se sont trompés ou s’ils ont bien répondu aux questions. Ils ont aussi la possibilité de continuer à s’entraîner en se voyant proposer des variantes algorithmiques d’une même question jusqu’à ce qu’ils maîtrisent le concept. Le Dr Foyle souligne que c’était l’une des fonctionnalités qu’elle estimait la plus utile. Les étudiants sont ainsi à même d’achever les révisions avant le début du stage d’été et de continuer à s’exercer pendant leur temps libre après. « C’est incontestablement un progrès par rapport à la situation précédente ».

Möbius propose plusieurs types de questions, avec notamment la réalisation de graphiques, des diagrammes de corps libre, des réponses numériques, des questions à choix multiples et à réponse directe, et bien plus encore. « A la différence d’autres outils pédagogiques en ligne, Möbius prend entièrement en charge le contenu mathématique », explique le Dr Foyle. « Möbius me permet de m’attarder sur les sujets de mathématiques que nous abordons et de proposer aux étudiants un éventail de types de questions plus large. Ils ont ainsi bénéficié d’une expérience beaucoup plus interactive et dynamique et se sont plus facilement familiarisé avec les nouveaux concepts, de façon ludique ».

Ce n’est pas la première fois que la technologie Maplesoft est utilisée à l’Institut Périmètre. Dans le passé, des licences Maple ont été remises à des étudiants à la fin du programme ISSYP. Au cours de l’été 2014, Maple a été introduit dans le programme de cours. Des problèmes Maple étaient mis à la disposition des étudiants pour les aider à parfaire leurs connaissances, et des devoirs Maple optionnels étaient donnés à celles et ceux qui voulaient se surpasser. Après l’introduction réussie de Maple dans le programme ISSYP, le passage à Möbius s’est s’avéré une transition facile.

Avec l’introduction de Möbius, le nombre d’étudiants à avoir rempli les documents de révisions s’est avéré beaucoup plus élevé que les années précédentes. La mise en ligne du contenu de révisions semblait recueillir un meilleur écho auprès des étudiants et créait des règles du jeu plus équitables pour les jeunes participants », explique le Dr Foyle. Pour les futurs programmes ISSYP, le Dr. Foyle a l’intention de mettre les documents Möbius à la disposition des étudiants encore plus tôt afin de leur faire prendre une longueur d’avance sur les concepts nécessaires au stage. Elle envisage également de créer des questions plus personnalisées, en tirant profit de la flexibilité permise par Möbius. Le Dr Foyle et son équipe ont hâte de limiter le temps consacré aux révisions en classe et à préparer les étudiants à une expérience de stage d’été plus approfondie et plus constructive.


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