Une nouvelle façon de définir la « définition du problème »
Il ne fait aucun doute que fournir aux étudiants des défis complexes et ouverts, tels que ceux inclus dans les laboratoires STEM à travers le continuum VEX, est essentiel pour aider les étudiants à développer leurs compétences créatives en résolution de problèmes. L'utilisation du processus de conception technique pour organiser et structurer les efforts de résolution de problèmes des étudiants est tout aussi incontestable. Cependant, il peut être surprenant de considérer à quel point la créativité peut être encouragée et développée chez les étudiants grâce à une mise en œuvre minutieuse et réfléchie de l' étape Définir le problème du processus de conception technique.
Il est tentant de considérer l' étape Définir le problème comme assez simple et directe, et de passer rapidement à l' étape Développer des solutions, supposée plus complexe, du processus. Cependant, voir Définir le problème d'une manière simpliste peut être une énorme occasion manquée de promouvoir la créativité chez vos élèves. Guider les élèves à identifier plusieurs approches possibles pour résoudre un problème peut ouvrir un potentiel créatif et les aider à devenir des résolveurs de problèmes plus efficaces dans et hors de la salle de classe.
Dans les laboratoires STEM de compétition, tels que VEX IQ (2e génération) et VEX EXP, les étudiants appliquent le processus de conception technique lorsqu'ils s'engagent dans la résolution itérative de problèmes afin de développer la meilleure approche possible du concours d'unités. Les élèves commencent le processus en définissant le problème qu'ils essaient de résoudre – en marquant le plus de points dans la compétition. En surface, cela implique des choses comme la compréhension des règles de notation et de jeu associées à la compétition, et l'examen de la meilleure conception de robot pour une stratégie de jeu choisie. Penser plus profondément…
Un cadre pour définir le problème
Dans le livre de Ronald Beghetto, What If ? Développer les compétences de résolution de problèmes des élèves à travers des défis complexes, il identifie quatre principes d'action qui peuvent être utilisés pour aider les élèves à répondre aux incertitudes des défis ouverts : Arrêter – Penser – Faire – Apprendre1. Les deux premiers principes, Stop et Think, s'alignent sur Define the Problem dans le processus de conception technique. Lorsqu'ils sont appliqués, ces deux principes d'action peuvent aider les apprenants à s'engager dans de nouvelles façons de penser à un problème, en adoptant la pensée des possibilités et, en fin de compte, en générant des solutions plus robustes aux défis.
Arrêter
Lorsque les élèves s' arrêtent pour prendre le temps d'examiner en profondeur le problème ou le défi auquel ils sont confrontés, ils explorent et se préparent à résoudre le problème. Les élèves doivent tenir compte de ce qu'ils savent déjà sur le problème et de ce qu'ils doivent encore découvrir. Fournir aux étudiants une liste de contrôle pour les aider à encadrer leur exploration et leur préparation est très bénéfique à mesure qu'ils développent leurs compétences en résolution de problèmes. La liste de contrôle ci-dessous pourrait être utilisée pour les étudiants engagés dans la préparation de la leçon du concours dans un laboratoire STEM du concours.
Explorer et préparer la liste de contrôle :
Réfléchir
Une fois que les élèves se sont arrêtés et ont examiné le problème, dans ce cas un concours en classe de laboratoire STEM, ils peuvent ensuite passer à la réflexion sur les solutions possibles. Les élèves doivent penser à la fois de manière divergente – pour générer de multiples possibilités de stratégie ,et de manière divergente – pour déterminer lesquelles des possibilités sont les plus susceptibles de fournir une stratégie globale gagnante2
Beghetto suggère d'encourager les élèves à poser des questions « Et si » afin d'inciter les élèves à trouver de nombreuses façons créatives d'aborder la résolution du même problème3. Lorsque vous réfléchissez à ces idées, tout devrait être sur la table ! Ce n'est pas le moment de décider si une idée est trop farfelue ou stupide. Une liste de contrôle pour utiliser la pensée divergente pour générer plusieurs idées pour résoudre le problème d'un concours en classe de QI pourrait ressembler à ceci :
Pensée divergente pour résoudre le défi d'un concours en classe
Une fois que les élèves ont suggéré plusieurs idées pour aborder le problème ou le défi, ils doivent prendre le temps de considérer toutes les idées qu'ils ont générées, puis utiliser la pensée convergente pour les réduire aux meilleures à essayer. La liste de contrôle ci-dessous est un exemple de questions qui peuvent être utilisées pour guider la pensée convergente des élèves :
Réflexion convergente pour sélectionner les meilleures idées de stratégie possibles pour un concours en classe
Les étapes d'action Stop and Think de Barghetto, appliquées à l' étape Définir le problème du processus de conception technique, s'alignent parfaitement sur le soutien à la créativité des étudiants grâce à la résolution collaborative de problèmes. Afin de proposer collectivement plusieurs idées pour résoudre des problèmes, les élèves doivent fournir des commentaires aux autres membres du groupe et trouver des moyens de combiner plusieurs idées dans les meilleures stratégies à essayer dans la compétition.
Même si les exemples de cet article font référence aux laboratoires de QI et d'EXP STEM, les principes d'action de Barghetto peuvent être appliqués à la définition du problème dans toutes sortes de problèmes ouverts, à la fois à l'école et dans la vie. Les questions des listes de contrôle peuvent être modifiées pour répondre aux besoins des élèves plus jeunes. Ils peuvent être utilisés comme questions d'animation pendant que les élèves travaillent, et peuvent également être utilisés pour modéliser la résolution créative de problèmes lors de démonstrations en classe entière.
L' étape Définir le problème du processus de conception technique n'est pas seulement une étape de départ à franchir rapidement pour trouver des solutions. Il s'agit plutôt d'une étape critique qui favorise un état d'esprit de réflexion sur les possibilités et encourage la résolution créative de problèmes. Encourager les élèves à ralentir et à examiner attentivement le problème qu'ils résolvent les aide à développer les compétences nécessaires pour générer plusieurs idées et les évaluer efficacement. La prochaine fois que vous guiderez vos élèves à travers un défi de laboratoire STEM, rappelez-vous la puissance de l' étape Définir le problème et utilisez-la pour aider la créativité de vos élèves à grandir.
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