Savoir comment échanger des connaissances au-delà des frontières disciplinaires
Vartan Kurtcuoglu est un frontalier entre la médecine et le génie mécanique : à l'Université de Zurich, ce dipl?mé de l'ETH Zurich développe des modèles informatiques médicaux pour le c?ur et les reins. Ceux qui étudient avec lui apprennent très t?t ce qu'il faut prendre en compte dans les projets multidisciplinaires.
Lorsqu'un enfant se rend chez le pédiatre avec des maux de gorge, des douleurs à la déglutition et une gorge enflammée, il se peut qu'il souffre d'une "angine streptococcique". Les bactéries sont à l'origine de cette infection. Dans un tel cas, les antibiotiques peuvent atténuer les douleurs et raccourcir la durée de la maladie. Mais il faut d'abord qu'un test prouve que ce sont bien les bactéries streptococciques qui ont déclenché la maladie et qu'il ne s'agit pas, par exemple, d'un rhume causé par un virus - contre lequel les antibiotiques ne sont pas efficaces.
En règle générale, un pédiatre doit toutefois attendre un à deux jours avant d'avoir les résultats du test. Dans l'intervalle, il peut attendre les résultats du test pour prescrire les antibiotiques (mais cela comporte le risque de complications) ou prescrire les antibiotiques à titre préventif (ce qui n'est toutefois pas optimal compte tenu des résistances possibles). Un test rapide, que le médecin pourrait utiliser dans son cabinet et qui fournirait rapidement des résultats fiables, serait très utile dans cette situation.
Recherche d'un test rapide de dépistage des streptocoques
Aujourd'hui, il n'existe pas de test rapide de ce type pour les cabinets médicaux qui présente la fiabilité souhaitée. Le procédé de biologie moléculaire qui permet de détecter les bactéries rapidement et de manière fiable, la "réaction en cha?ne par polymérase", nécessite une technique de laboratoire développée.
Dans le cadre d'un cours commun de l'Université de Zurich et de l'ETH Zurich, des étudiants en médecine et en génie mécanique se sont penchés sur ce problème au semestre d'automne 2014. Ils ont élaboré différentes solutions conceptuelles pour réaliser un tel test rapide.
Les étudiants ont désormais la possibilité de continuer à travailler sur leur approche après le cours, de sorte qu'ils puissent éventuellement publier leurs résultats dans une revue scientifique ou les développer en un produit dans leur propre entreprise. "Il est très motivant pour les étudiants de pouvoir résoudre des problèmes pertinents et actuels issus de la recherche et de l'application", explique le responsable du cours, Vartan Kurtcuoglu, professeur assistant à la faculté de médecine et de mathématiques de l'Université de Zurich et enseignant au département Génie mécanique et des procédés de l'ETH Zurich.
Du génie mécanique au modèle informatique
Cette motivation est importante, car le cours de Vartan Kurtcuoglu réunit des étudiants en médecine et en ingénierie et est très intensif. Les étudiants travaillent tous en bin?me et en groupes mixtes, dans lesquels les deux disciplines sont représentées. De cette manière, ils apprennent les uns des autres ce qu'il faut pour que des collègues d'un autre domaine de recherche puissent comprendre et appliquer leurs connaissances spécialisées.
"Les étudiants se rendent compte que dans un projet multidisciplinaire, ils doivent consacrer suffisamment de temps pour se familiariser avec le langage technique et les approches de pensée et de recherche de l'autre discipline, et pour clarifier les questions ou les concepts en suspens avant de lancer le projet", explique Vartan Kurtcuoglu.
Parfois, même des termes apparemment évidents comme "tension" ou "turbulence" se révèlent être de véritables pierres d'achoppement lorsque des médecins et des ingénieurs abordent ensemble un projet. Vartan Kurtcuoglu parle d'expérience.
Depuis des années, il fait de la recherche en tant que frontalier entre la médecine et l'ingénierie : son domaine de spécialité sont les modèles informatiques pour les applications médicales ; actuellement, le professeur assistant de physiologie expérimentale et assistée par ordinateur développe entre autres des modèles pour les processus de transport dans les reins.
? l'origine, Vartan Kurtcuoglu a pourtant étudié le génie mécanique : il a terminé ses études à l'ETH en énergies renouvelables et en technique de régulation. Pendant son doctorat et un séjour de recherche à la Harvard Medical School, il s'est ensuite tourné vers la modélisation assistée par ordinateur de phénomènes biologiques et médicaux.
Aujourd'hui, il dirige page externeGroupe Interface à l'Institut de physiologie de l'UZH, qui associe les techniques d'ingénierie à la recherche biologique et à la médecine. Car, dit Kurtcuoglu, pour que les modèles informatiques deviennent vraiment des outils de connaissance en biomédecine, ils doivent répondre à des questions pertinentes et non résolues des biologistes et des médecins.
Un soutien précieux des experts en enseignement
Ce sont de telles expériences qui ont donné à Kurtcuoglu l'idée de transmettre son savoir-faire aux étudiants par le biais de projets multidisciplinaires. Avec Mirko Meboldt, professeur de développement de produits et de construction à l'ETH, et Oliver Ullrich, professeur d'anatomie à l'UZH, il a élaboré le concept du cours. L'équipe a été soutenue par le service de didactique universitaire de l'Université de Zurich.
Les spécialistes de l'enseignement et du multimédia de l'ETH Zurich l'ont aidé à utiliser le nouveau Auditoire flexible,L'infrastructure de ce centre permet de rendre l'enseignement présentiel plus interactif : Les étudiants peuvent y élaborer et discuter leurs concepts de manière autonome en groupe.
Kurtcuoglu trouve très utile la manière dont le fonds Innovedum de l'ETH Zurich soutient les enseignants qui impliquent activement les étudiants dans leur enseignement et qui combinent différentes perspectives scientifiques, sociales ou liées au travail (voir encadré).
Le projet d'enseignement de Vartan Kurtcuoglu s'inscrit parfaitement dans les activités actuelles de l'ETH visant à revaloriser l'enseignement avec l'initiative "Critical Thinking" et les thèmes phares d'Innovedum : "A l'ETH, nous voulons rendre les étudiants capables, dès leur formation, d'acquérir des connaissances de manière autonome et de les utiliser pour résoudre des problèmes réels", explique la rectrice de l'ETH Sarah Springman.
Nouveau : Innovedum encourage un enseignement actif et pluridisciplinaire
En janvier 2015, l'ETH Zurich a lancé, par le biais du Fonds Innovedum deux nouveaux Focus sur les thèmes qui soutiennent des projets d'enseignement de l'ETH, qui sont
- impliquer plus activement les étudiants ou leur donner des espaces de liberté pour qu'ils puissent s'approprier et réfléchir de manière autonome aux connaissances (thème spécial : "Un enseignement interactif et favorisant la responsabilité individuelle") ;
- Mettre en relation différentes perspectives disciplinaires et relier l'enseignement à la recherche, au monde du travail et à la société (thème spécial : "Projets d'enseignement inter- et transdisciplinaires").
Bis 1er mars ou 1er octobre 2015 les enseignants de l'ETH Zurich peuvent soumettre des projets dans le cadre de ces thèmes focaux. Les projets sont ensuite examinés dans un délai d'un mois.
Plus d'informations sur : Innovedum Enseignement et projets Focus.