Un cours bloc de technologie médicale remporte le prix de l’enseignement innovant

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Le préhenseur que vous avez construit vous-même dans le cadre du cours de techni
Le préhenseur que vous avez construit vous-même dans le cadre du cours de technique médicale 2 est très efficace. (Image : ETH Zurich)
Des étudiants en médecine de l’ETH Zurich construisent en une semaine seulement une main préhensile pour des exosquelettes de coude dans le cadre d’un cours intensif. Ce cours vient d’être récompensé par le Kite-Award 2024, le prix de l’ETH pour un enseignement particulièrement innovant.

La main préhensile de l’exosquelette, développée et produite par les étudiants eux-mêmes, s’agrippe. C’est à ce moment que les étudiants en médecine de l’EPFZ découvrent sur leur propre corps le fonctionnement de leur système et qu’ils peuvent mettre en pratique leurs connaissances théoriques.

C’est le point culminant du cours bloc de cinq jours "Technique médicale 2" que suivent les étudiants du sixième semestre de leur cursus de bachelor. Ils s’y investissent corps et âme pour développer et construire de A à Z, en petites équipes, un préhenseur pour un exosquelette de coude.

Les professeurs de l’ETH Roger Gassert et Olivier Lambercy ainsi que les deux doctorantes Giada Devittori et Lena Salzmann ont développé ce cours. C’est en particulier pour l’expérience d’apprentissage intensive que le cours a maintenant été récompensé : La Conférence du corps enseignant de l’ETH a décerné aux professeurs le Kite-Award 2024. Avec ce prix, l’ETH honore tous les deux ans un projet d’enseignement particulièrement innovant.

Le plan du projet est dû le premier jour

Pour maintenir la participation et la motivation des étudiants à un niveau élevé, le cours mise sur un rythme de recherche, comme c’est généralement le cas pour les "design sprints". Le premier jour de cours, à 18 heures, les équipes remettent déjà un plan de projet, et le lendemain, les premières visualisations 3D. Dans les équipes, les étudiants jouent le rôle de spécialistes de la conception et du prototypage, de la programmation, de l’électronique et des capteurs, de l’évaluation et de la présentation aux utilisateurs ou de chefs de groupe. Le matin du dernier jour de cours, ils présentent leurs pinces.

Entre-temps, les enseignants donnent des informations sur le design et le prototypage, l’innovation, l’électronique et les capteurs. Des conférences d’entreprises de technique médicale et des entretiens avec des personnes handicapées font également partie du cours. Les étudiants doivent ainsi apprendre à s’orienter de manière conséquente vers les besoins des utilisateurs. Des mentors sont toujours présents pour répondre aux questions. Ils aident les étudiants à utiliser le lasercutter, les imprimantes 3D, à souder et à assembler la mécanique.

Le cours se termine par une compétition au cours de laquelle les équipes doivent effectuer des tâches quotidiennes avec leurs préhenseurs. Le format s’inspire du Cybathlon, une compétition internationale au cours de laquelle des personnes handicapées équipées de systèmes d’assistance s’affrontent dans différentes disciplines.

Avec la présentation finale des étudiants, la compétition fait office de preuve de performance. Grâce à la comparaison directe avec les autres équipes, il permet également de s’auto-évaluer et a donc un effet d’apprentissage.


Outre l’expérience d’apprentissage intensive, les organisateurs du cours ont à c½ur d’éveiller l’intérêt des futurs médecins pour les sciences de l’ingénieur et d’encourager la collaboration avec les ingénieurs. La conférence du corps enseignant a salué le projet pour cette idée et pour sa grande intensité.

Les deux autres projets qui ont atteint la finale du Kite-Award ont une approche différente : Ils ont en commun de vouloir maintenir l’engagement des étudiants à un niveau élevé et constant sur une longue période.

Au Center for Project Based Learning du Département de technologie de l’information et d’électrotechnique (D’ITET), les étudiants peuvent acquérir une expérience pratique dans des projets.

Le centre a été créé en 2020 et compte aujourd’hui une équipe de 32 scientifiques et employés administratifs. Ils soutiennent les étudiants en plus de leurs activités de recherche.

Le centre propose des travaux de projet pour tous les niveaux, en commençant par de petits travaux pratiques de plusieurs semaines. Viennent ensuite des projets phares interdisciplinaires dans le cadre desquels les étudiants travaillent en équipe. Ceux-ci s’orientent vers des scénarios actuels de la vie quotidienne et des questions issues de la recherche et de l’industrie.

Les étudiants développent des algorithmes, des capteurs ou de la mécanique pour des robots à quatre pattes capables de guider les malvoyants ou travaillent sur des petites voitures de course autopropulsées.

Lors des projets, les étudiants apprennent entre autres à trouver des tâches réalistes, à choisir une variante de solution et à la mettre en pratique. Ils doivent gérer des budgets serrés, diriger des équipes et communiquer.


La conférence du corps enseignant juge positif le fait que les projets soient proposés du niveau bachelor au niveau master.

Exercices de mathématiques automatisés

Le troisième projet finaliste est issu des mathématiques : les deux professeurs Meike Akveld et Andreas Steiger ont développé des séquences d’exercices de mathématiques automatisées. Car pour maîtriser les bases, comme l’intégration, il faut avant tout s’entraîner. En même temps, il n’y a qu’un nombre limité d’assistants auxiliaires qui peuvent encadrer de tels exercices.

Les séquences d’exercices automatisées permettent aux étudiants de résoudre de manière autonome, quand ils le souhaitent, autant d’exercices qu’ils le souhaitent, et de recevoir immédiatement un feedback différencié.

Cela est possible grâce à un système d’algèbre informatique Stack, qui permet d’évaluer et de noter des tâches mathématiques. Il est disponible sous forme de plug-in sur la plateforme d’apprentissage Moodle. Akveld et Steiger ont utilisé ce système pour créer une collection complète d’exercices pour leurs cours d’analyse destinés aux futurs ingénieurs.

Dans son évaluation, la Conférence du corps enseignant salue le fait que la nouvelle forme d’enseignement favorise l’apprentissage autonome et actif. De plus, le concept est très facilement modulable et transposable à d’autres domaines, ce qui est essentiel au vu de la croissance du nombre d’étudiants à l’EPF.

A l’avenir, des examens seront également réalisés avec ce système. Il a déjà été utilisé avec succès comme pilote. Le travail de correction a nettement diminué, tandis que la qualité des devoirs est restée élevée, écrivent les créateurs.

Innovation dans le salon de l’enseignement et de l’apprentissage

La remise du prix Kite a eu lieu dans le cadre de la deuxième "Innovation in Learning and Teaching Fair" le 15 mai. Lors de cette manifestation, les enseignants de l’ETH échangent des idées et des projets d’enseignement innovants lors d’une grande exposition dans le hall principal.

Le Kite-Award récompense des projets d’enseignement qui sont à la fois innovants, efficaces et durables, c’est-à-dire qui consolident les compétences à long terme. Ils doivent également être potentiellement transférables à d’autres matières et domaines. Le Kite-Award 2024 s’est concentré sur les formats d’enseignement qui activent particulièrement les étudiants et encouragent leur engagement dans les cours.
Michael Walther