Lorsqu’ils sont confrontés pour la première fois au montage et à la prise de mesure d’un circuit électrique, les apprenants sont généralement réticents (avec raison) à l’idée de toucher quoi que ce soit, par crainte d’électrocution.  La simulation permet aux apprenants d’expérimenter les concepts de l’électricité sans se soucier des risques. Par exemple, un apprenant peut effectivement faire «exploser» un composant dans la simulation, mais comme le composant est virtuel, il n’y a rien à craindre et l’apprenant peut apprendre de son erreur, libre du stress qui accompagne normalement les pièces «fumantes» dans le laboratoire.

En outre, l’un des avantages de la simulation et du paradigme axé sur l’apprenant est que les apprenants sont libérés des limites du temps passé au laboratoire. Par exemple, ils peuvent n’avoir accès que deux ou trois heures par semaine à un laboratoire doté d’un équipement leur permettant de réaliser des expériences en situation réelle. En revanche, grâce à la simulation, ils peuvent se trouver n’importe où, effectuer des travaux pratiques et mettre en pratique leurs compétences dès lors qu’ils disposent d’un ordinateur ou d’une tablette.

Pendant la phase de pratique réelle (risque minimisé) de la leçon, une grande partie de l’expérimentation est effectuée d’une manière quasiment identique à de la simulation pure (tout se fait sur un écran d’ordinateur).  En fait, les panneaux de commande des instruments (qui sont affichés sur l’écran de l’ordinateur) sont les mêmes que ceux d’un véritable laboratoire humide. La différence réside dans le fait que l’apprenant doit maintenant monter le circuit en utilisant des composants matériels. Le dispositif, qui se connecte au circuit, minimise tout risque pour l’apprenant et le circuit en cas d’erreur de la part de ce dernier. Ainsi, l’apprenant peut expérimenter et mettre en pratique ses compétences en sachant qu’il ne risque pas d’endommager du matériel ou se de blesser. L’appareil utilisé pour cette phase peut être branché tout ordinateur et, par conséquent, l’apprenant peut effectuer ces activités n’importe où et n’importe quand, à condition d’avoir un ordinateur et l’appareil en question.

La phase précédente fait le lien entre l’expérience de simulation pure (entièrement sur un écran d’ordinateur) et l’expérience de laboratoire réelle. Par conséquent, lorsque les apprenants commencent enfin à mener des expériences dans un «vrai» laboratoire, ils ont déjà acquis non seulement une certaine aisance avec les installations électriques, mais aussi les compétences nécessaires pour les manipuler et prendre des mesures.

Contraintes

Cette stratégie d’enseignement dépend de l’accès des apprenants à un ordinateur équipé du logiciel de simulation requis et d’un dispositif appelé «DAQ» qui permet une progression en douceur allant d’une simulation purement virtuelle à une expérience dans un laboratoire réel. Par ailleurs, dans un environnement de laboratoire où l’équipement peut être partagé par un grand nombre d’utilisateurs, cette stratégie est plus efficace si chaque apprenant a accès à sa propre copie du logiciel et à son propre «DAQ», ce qui lui permet d’effectuer l’expérimentation selon son propre calendrier. Le coût actuel par apprenant est d’environ 200 dollars (mars 2014).

Les apprenants bénéficieront d’une phase d’apprentissage supplémentaire associée à l’introduction d’un nouvel outil logiciel. Malgré tout, cette stratégie présente toujours le risque que l’apprenant consacre trop de temps et d’efforts à comprendre la technologie utilisée pour faciliter l’expérience de simulation plutôt que sur les résultats souhaités.

Préparation

Pour y remédier, les apprenants doivent se familiariser avec le logiciel de simulation avant la leçon impliquant le «DAQ».  En outre, il est important de délimiter le cadre de l’activité afin que les apprenants en comprennent la pertinence et de leur expliquer comment l’activité développera leurs compétences pour des applications dans le monde réel.

Les enseignants ou les animateurs doivent préparer mentalement leurs apprenants à la réalité selon laquelle le circuit ou la simulation peut ne pas fonctionner comme prévu. En fait, il est peu probable qu’il fonctionne correctement la première fois. Il est important que les apprenants sachent que ces problèmes sont courants et qu’il est possible d’apprendre beaucoup de choses sur la dynamique des circuits en dépannant un circuit défectueux.