La Holy Ghost Preparatory School est une école préparatoire catholique privée réservée aux garçons située à Bensalem, en Pennsylvanie. Fondée en 1897, elle jouit d'une réputation d'excellence bien méritée, qui s'est encore accentuée et développée depuis les années 1990.
À ce moment-là, l'école a entrepris un processus de planification et de mise en œuvre à long terme. Au cours de plusieurs années, Holy Ghost Prep a construit un vaste complexe d'événements d'athlétisme, ainsi qu'une nouvelle salle abritant des salles de classe, une bibliothèque et des laboratoires informatiques. Au début des années 2000, ils ont rénové certains espaces existants pour y inclure un nouveau centre de musculation et de remise en forme, ainsi que de nouveaux casiers et de nouvelles toilettes.
Et en 2017, Holy Ghost Prep a rénové un vaste espace qui était pour la plupart inutilisé et a ouvert les portes du Brennan Family Innovation Center, ou BFIC. Par la suite, ils ont modernisé les pièces situées au-dessus du makerspace dans le même esprit, en termes d'esthétique. Ces salles, qui comprennent des laboratoires de biologie, de chimie et de physique, ont été transformées en un ensemble cohérent de salles connu sous le nom de « tour STEM » : un ensemble de laboratoires de pointe spécialement conçus qui fournissent aux étudiants des outils, des équipements et un espace pour intégrer le design thinking dans tous leurs travaux.
Il se donne pour mission de donner aux étudiants les moyens de réaliser leurs ambitions. Les enfants viendront et diront : « Je veux créer quelque chose de chimique pour ce projet. » Il réfléchira avec eux, et si l'étudiant est prêt à faire le travail pour apprendre, il est prêt à faire le travail pour le lui enseigner. Il dit : « Je vais vous montrer comment procéder. Si je ne sais pas comment m'y prendre moi-même, j'apprendrai à le faire, puis je t'apprendrai. »
Il s'agit de créer un amour pour la création. Il trouve très gratifiant que des enfants arrivent alors qu'ils étaient nerveux au début, mais au fur et à mesure qu'ils acquièrent de l'expérience dans le makerspace, ils gagnent également en confiance et finissent par y passer de plus en plus de temps.
Kevin Bushek, le gardien créatif du BFIC, est un facilitateur. En tant que professeur d'ingénierie, Holy Ghost Prep lui a donné toute latitude pour développer son programme, ce qui se traduit par un programme d'ingénierie complet pour les élèves de la 9e à la 12e année qu'il enseigne.
Il n'est donc pas étonnant que ces jeunes chercheurs souhaitent passer plus de temps dans le makerspace ! Cette installation ultramoderne est un pôle d'activité et d'innovation. Il possède une pléthore d'outils, d'équipements et de fournitures. En plus de 7 imprimantes 3D, les étudiants ont accès à deux découpeuses laser, à une machine CNC pour le fraisage du bois et à une gamme complète d'équipements d'atelier de menuiserie, tels que des perceuses à colonne, des scies à ruban et des tronçonneuses. Au fil du temps, Kevin a accumulé de l'équipement, ce qui lui permet de répondre à presque toutes les demandes.
Il nous explique que l'ingénierie I suit une structure de classe plus traditionnelle, avec des leçons et des devoirs structurés, car les étudiants doivent acquérir de nombreuses compétences de base. Cependant, il intègre beaucoup de plaisir à l'enseignement et donne aux étudiants le temps d'explorer de manière créative. Il leur fixera quelques limites, bien sûr, mais il laissera intentionnellement la rubrique grande ouverte et leur dira : « Tu as une semaine, montrez-moi ce que vous avez ! »
Il est alors disponible pour tout étudiant qui souhaite de l'aide, mais les étudiants peuvent développer leurs projets en fonction de leurs propres ambitions. Il adopte cette approche flexible pour laisser suffisamment de place à la créativité et à l'exploration des étudiants dans le cadre des devoirs.
Kevin a non seulement élaboré un solide programme d'ingénierie à Holy Ghost Prep, mais celui-ci est en constante évolution. Les élèves commencent en 10e année à suivre un cours conçu par Kevin pour les aider à « penser comme un ingénieur ». Tout est une question d'apprentissage et d'itération. Il déclare : « Il s'agit d'apprendre à ne pas avoir peur de se tromper, car se tromper fait partie du processus. » Il oppose cet état d'esprit à un cadre scolaire classique, où l'essentiel est de savoir pour obtenir des résultats aux tests, et affirme qu'il faut un peu de temps aux étudiants pour comprendre qu'une partie de la philosophie de la classe est qu'il est normal de se tromper, d'apprendre et d'essayer à nouveau.
Cette créativité se manifeste dans un projet populaire : la conception d'un support de téléphone ou d'une coque de téléphone. Bien entendu, les jeunes ont désormais chacun leur téléphone. La variété des téléphones, combinée à la variété des idées des étudiants, signifie que chaque étudiant peut créer un objet tangible qui a le même objectif mais qui est radicalement différent de celui des autres.
C'est un excellent moyen d'enseigner Tinkercad et l'impression 3D, et de montrer aux élèves comment un dessin numérique devient quelque chose qu'ils peuvent tenir et toucher. Les élèves apprennent qu'ils peuvent tous résoudre un problème réel. Et Kevin voit toute la gamme des designs : d'un bloc avec une simple découpe à un diorama élaboré qui protège le téléphone.
Un autre exemple de tâche qu'il a confiée à ses étudiants en ingénierie est de prendre un verre à pinte, et dans deux semaines, il veut avoir une poignée sur le verre à bière qui ne se lâche pas lorsqu'il le retourne. Les étudiants doivent proposer une idée, la créer en CAO et suivre les différentes itérations. Ils les impriment en 3D et les testent jusqu'à ce qu'ils soient efficaces.
Le deuxième niveau, Engineering II, enseigne la CAO ; les étudiants maîtrisent Fusion 360. Lorsqu'ils atteignent Engineering III, ils entreprennent des projets de plus grande envergure impliquant plusieurs personnes, plusieurs budgets et une attention particulière à la gestion de projet. Et pour passer à l'ingénierie IV, les étudiants prennent ce qu'ils ont appris et y donnent une touche entrepreneuriale.
Les parents qui travaillent dans le domaine de l'ingénierie, ainsi que les anciens élèves de Holy Ghost Prep, aiment revenir pour partager leur temps et leur expérience. Une partie d'Engineering IV consiste à suivre un ingénieur en activité deux fois par an, soit sur son lieu de travail, soit sur un chantier. Cela donne aux étudiants un aperçu réel de la situation sur le terrain. Comme le dit Kevin, l'ingénierie en tant que discipline a tendance à avoir beaucoup à voir avec les livres et les ordinateurs, mais l'ingénierie dans ce domaine est une question de connaissances, d'expérience et d'application. Ce que vous rencontrez sur le terrain peut être très différent de ce que vous rencontrez dans les livres.
Les étudiants sont passionnés et engagés dans le programme d'ingénierie. Comme il commence en 10e année et qu'il y a 4 niveaux, la seule façon d'accéder au niveau final est de suivre l'un des cours pendant l'été. En général, un étudiant suit un cours de CAO pendant l'été, car celui-ci se prête à l'enseignement à distance.
Et les cours eux-mêmes sont itératifs. Kevin a déjà dû élargir le programme à quelques reprises. C'est la première année que je dirige un Engineering IV, et ils apprennent toujours à l'améliorer.
Combler le fossé entre les concepts numériques et un objet tangible est l'un des objectifs des cours d'ingénierie proposés à Holy Ghost Prep. À cette fin, Kevin a créé une version agrandie d'une ancienne serrure. Il s'agit d'un gobelet à épingles, dont les élèves obtiennent un modèle numérique en 3D. Sans jamais voir la vraie clé, chaque étudiant doit créer une clé qui lui convient, et chacun n'a qu'une seule chance d'essayer de débloquer la vraie clé. Ils doivent le déconstruire numériquement et l'itérer numériquement plutôt que littéralement. Cela les aide à passer de la théorie à la pratique, et ils ont tendance à faire preuve d'une saine concurrence lorsqu'ils travaillent individuellement pour faire de l'ingénierie inverse sans jamais s'y opposer physiquement.
Kevin utilise 3DPrinterOS pour gérer les imprimantes 3D du BFIC depuis près de 2 ans. Lorsque le BCIF n'exploitait que quelques Ultimakers, il n'avait pas besoin d'un logiciel aussi robuste ; cependant, lorsqu'il a commencé à ajouter d'autres imprimantes 3D, il s'est rendu compte en un mois que cela ne fonctionnerait pas s'il n'apportait aucune modification : les cartes micro SD qu'ils utilisaient sont tout simplement trop faciles à perdre et trop difficiles à déterminer quel fichier y est stocké. Il a également découvert que les lecteurs de cartes microSD ne sont pas des articles ménagers courants et que ses étudiants avaient des difficultés inutiles à les utiliser.
Il a commencé à utiliser 3DPrinterOS et s'est dit : « Nous pouvons aller plus loin ! » Une solution d'impression 3D en ligne vers laquelle les jeunes peuvent simplement pointer leur ordinateur est beaucoup plus simple. Il dirige actuellement 6 Creality Ender-3 S1 Pro, et ils travaillent presque 24 heures sur 24, 7 jours sur 7.
Kevin a un horaire rigoureux, enseignant à environ 120 étudiants ayant un éventail complet de capacités, dans le cadre de 7 cours. Il interagit également régulièrement avec une classe de design électromécanique, dont les domaines se chevauchent en termes de création d'objets tangibles.
Pour faciliter cela, Kevin utilise la fonction « groupes d'utilisateurs » de 3DPrinterOS pour distinguer les classes individuelles, afin de savoir d'où proviennent les demandes d'impression. Parfois, d'autres enseignants demanderont une impression 3D pour une partie de leur enseignement. Les étudiants aiment imprimer en 3D certains de leurs projets personnels, et Kevin les soutient s'il a de la place sur une imprimante 3D. Une classe dispose d'un groupe d'utilisateurs qui peuvent imprimer en 3D gratuitement, et Kevin utilise 3DPrinterOS pour hiérarchiser les projets d'impression 3D scolaires.
Malgré ce calendrier rigoureux, il affirme que le plus grand défi de son travail est de juger la créativité. Lors de la réalisation d'un projet, un étudiant peut faire moins d'efforts mais cocher toutes les cases, tandis qu'un autre crée le travail le plus imaginatif et le plus intelligent qui soit également fonctionnel selon les exigences. Un exemple récent s'est produit lors du projet « manche en verre à pinte » mentionné ci-dessus : un étudiant a certainement obtenu de meilleurs résultats et a créé son manche pour ressembler à un hot-dog.
Comment quantifiez-vous cette créativité ? Déterminer pourquoi l'un est supérieur à l'autre est un défi. Mais c'est grâce à cette créativité que Kevin donne le pouvoir. Comme il le dit : « Je ne peux pas allumer le feu de la créativité, mais je suis entraîné à la reconnaître et à attiser cette flamme pour la faire ressortir. »
Kevin a découvert que les élèves ont moins accès aux outils et à l'équipement à la maison que les générations précédentes. Il a constaté que cela se traduit par un respect sain pour les outils ; par exemple, lorsqu'il leur apprend à utiliser correctement une perceuse, les élèves sont attentifs et répondent à ses instructions.
En tant qu'école préparatoire, les diplômés de Holy Ghost Prep fréquentent des universités très prestigieuses. Et la culture est telle qu'ils reviennent souvent et partagent ce qu'ils ont appris après avoir obtenu leur diplôme universitaire. Comme le dit Kevin, il est très intéressant pour les étudiants d'entendre parler de l'entrepreneuriat par une personne qui n'est pas beaucoup plus âgée qu'eux, qui a dirigé une entreprise avec succès et qui peut leur expliquer ce que c'est que de créer une entreprise.
Le conseil de Kevin à quelqu'un qui lance ou développe un makerspace est clair : soyez prêt à tout. Outre les conceptions créatives et les projets d'ingénierie fonctionnelle, une journée typique peut inclure la réparation d'un objet tombé du bureau d'un étudiant !
Chaque jour dans un makerspace est différent, et Kevin adore cette variété. Il a travaillé dans l'industrie de la défense aérospatiale en tant qu'ingénieur en mécanique. Il a essayé de convaincre son équipe d'adopter l'impression 3D, car il a pu constater la valeur que cela pouvait apporter. Confronté à la résistance et à l'apathie liées au changement, il a quitté son emploi et a pris le temps d'introspection pour vraiment se connecter à qui il voulait être. À la demande d'un ami proche, il a décidé d'essayer d'enseigner, presque contre son gré. À sa grande surprise, c'est devenu sa véritable passion. Non seulement chaque jour est différent, mais le rythme est beaucoup plus stimulant et gratifiant que dans son secteur d'activité précédent.
Les élèves de cette tranche d'âge mûrissent tous à des rythmes différents. À l'école préparatoire du Saint-Esprit, le personnel s'efforce de traiter les jeunes gens comme s'ils étaient déjà à l'université. Les étudiants bénéficient d'une grande liberté ; ils peuvent venir travailler dans le makerspace ou à la bibliothèque s'ils le souhaitent. Cela s'accompagne de responsabilités, bien sûr, et dès leur dernière année, les étudiants se sont appropriés le concept, et la transition vers l'université leur permet de passer facilement à l'université.
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