Les pré-laboratoires à l'aide de simulateurs interactifs

Utiliser un simulateur interactif avant de faire un laboratoire réel est une stratégie efficace qui a fait ses preuves pour mieux apprendre les sciences. Les recherches de Zacharia (2003 et 2007) confirment que les élèves qui utilisent d'abord un simulateur interactif formulent des prédictions plus justes et comprennent mieux les concepts scientifiques que ceux qui débutent directement avec le matériel réel. 

Voici deux avantages de cette pratique :

1. Optimisation de la charge cognitive

Le simulateur permet à l'élève de se familiariser avec les variables, le montage et les concepts théoriques avant d'être confronté à la manipulation réelle. En réduisant la complexité technique lors du laboratoire réel, l'élève peut davantage se concentrer sur l'analyse des résultats et la validation de ses hypothèses, ce qui soutient directement le développement de la Compétence 1 : Chercher des réponses ou des solutions à des problèmes d’ordre scientifique ou technologique.

2. Le droit à l'erreur et l'expérimentation sécurisée

Contrairement au laboratoire réel où les ressources sont limitées et les erreurs parfois risquées, le simulateur offre un environnement sécuritaire où l’élève peut tester des scénarios extrêmes ou erronés. Cette liberté d’exploration renforce la compréhension conceptuelle et permet une meilleure appropriation des connaissances scientifiques. Taibu et al. (2021) a ont permis de confirmer l'usage de simulateur en pré-lab réduit l'anxiété liée à la manipulation d'équipements et augmente ainsi la confiance des élèves lors du passage au laboratoire.

Références : 

Zacharia, Z., & Anderson, O. R. (2003). The effects of an interactive computer-based simulation prior to performing a laboratory inquiry-based experiment on students' conceptual understanding of physics. American Journal of Physics, 71, 618.

Zacharia, Z. C. (2007). Comparing and combining real and virtual experimentation: An effort to enhance students' conceptual understanding of electric circuits. Journal of Computer Assisted Learning, 23(2), 120–132.

Taibu, R., Mataka, L., & Shekoyan, V. (2021). Using PhET simulations to improve scientific skills and attitudes of community college students. International Journal of Education in Mathematics, Science, and Technology (IJEMST).