VOLTAKIT
B
B019
Résumé, summary
Voltakit est un logiciel de simulation expérimentale élaboré et convivial
(pilotage par souris) concernant l'étude des circuits à courant continu.
Ce programme propose une démarche extrêmement proche de la pratique expérimentale
réelle. Il permet à l'élève de connecter, de déplacer, d'inverser des éléments
de circuit électrique de façon totalement libre, et d'observer ensuite le
comportement du circuit ainsi réalisé, en temps réel. Il est donc possible de
faire varier différents paramètres de manière progressive, et d'en mesurer
les effets immédiatement. Les éléments de circuit simulés réagissent de manière
extrêmement réaliste : les ampoules s'allument, les aiguilles des appareils se
déplacent, les interrupteurs basculent, et toute surcharge produit la
destruction de l'élément impliqué, de façon frappante (bruit, fumée).
Travaux réalisables : Etude de divers circuits électriques simples, branchement
des volt- et ampèremètres, résistances, ampoules, diodes, interrupteurs.
Relation entre intensité et tension électriques, tracé de graphiques, associations
de résistances, répartition de l'intensité du courant dans un circuit comportant
des dérivations, distribution de la différence de potentiel (chute de tension)
dans un circuit constitué de différents éléments connectés "en série", effet
d'un shunt, d'une résistance additionnelle, mesure de la résistance interne du
générateur, etc.
Sont en outre incorporés à ce logiciel, pour faciliter son utilisation libre par
les élèves, un guide de travail abondamment illustré, ainsi qu'un système
d'auto-évaluation par QCM auto-corrigés et commentés (ACQC).
Discipline, subject :
physique
Physik
physics
fisica
Public :
postobligatoire
Weiterführende Schulen
upper high school
postobligatorio
université
Universität
university
universita`
Contacts :
Swinnen, Gérard
Avenue de Thiervaux
B-4802
HEUSY
Tel : 32-87-230455
Mail : gswinnen@vm1.ulg.ac.be
Fax : 32-87-230455
Pédagogie, pedagogy :
Le logiciel est utilisé de préférence par les élèves eux-mêmes, après une brève
introduction du sujet par le professeur. Celui-ci peut leur fournir quelques
directives, notamment afin qu'ils concentrent d'abord leur attention sur l'un
ou l'autre point, mais il est préférable qu'il leur laisse un maximum de liberté.
Apprentissage, learning :
La démarche d'apprentissage est rendue très efficace grâce aux caractéristiques
suivantes :
- Activité : l'élève est actif au cours de son apprentissage. Il prend des
décisions, effectue des essais, cherche des explications, effectue des mesures,
trace des graphiques. Il ne "subit" pas un cours pré-digéré par son professeur.
- Non-directivité : l'expérience simulée est effectuée rapidement, sans risque
aucun ni pour l'expérimentateur, ni pour le matériel expérimental. Il est donc
possible (et souhaitable) de laisser à l'élève le soin d'élaborer lui-même sa
stratégie expérimentale, et de structurer lui-même les connaissances acquises.
- Apprentissage par essais et erreurs : L'erreur (re)devient ici une composante
normale du processus d'apprentissage. Elle n'est pénalisée ni dans la partie
"simulation", ni dans la partie "auto-évaluation" du logiciel.
- Non-linéarité : L'acquisition de connaissances nouvelles peut suivre un
cheminement quelconque, différent d'un élève à l'autre. Il n'y a pas de "parcours
obligé" avec un commencement et une fin choisis arbitrairement par l'instructeur.
- Découverte : Ne devant craindre aucune pénalisation de ses erreurs éventuelles,
l'élève est encouragé à effectuer de nombreux essais et peut objectivement
ressentir la jubilation de découvrir par lui-même des effets surprenants.
Enseignement, teaching :
L'élève peut acquérir des connaissances factuelles, comprendre certaines
relations théoriques (loi d'ohm, etc.), mais il est surtout amené à gérer
lui-même son apprentissage : il exploite les différentes fonctions du logiciel
à sa guise, en suivant sa propre logique (qui peut être différente de celle du
professeur).
Technique :
Logiciel peu exigeant en termes d'utilisation des espaces mémoire et disque.
Fonctionne sous MS-DOS, sur tout PC 286 ou ^ (même dépourvu de disque dur), mais
nécessite la présence d'une carte vidéo VGA ou ^.
Société, society :
Les élèves travaillent de préférence par groupes de deux. De temps à autre les
ordinateurs sont arrêtés et le professeur anime une discussion-synthèse dans
laquelle il est surtout demandé aux élèves de proposer de nouvelles
hypothèses de travail et les actions à entreprendre pour les vérifier.
Culture :
Apprentissage de concepts fondamentaux pour une ébauche de culture scientifique.
Apprentissage de la démarche intellectuelle de type scientifique.
Institution :
Bien que le logiciel puisse aussi être utilisé en démonstration par le professeur,
Il est hautement préférable d'en laisser l'accès aux élèves eux-mêmes.
Cela implique la disponibilité d'une salle équipée avec un nombre suffisant de
machines, avec peut-être quelques problèmes de partage de cette salle pour
d'autres activités.
Logistique :
Quelques connaissances de base en Physique. Aptitude à lire des instruments
de mesure à aiguille et des graphiques simples.
Remarques, remarks :
Logiciel actuellement disponible en Français, et diffusé par des éditeurs
différents dans différents pays. Une traduction anglaise est en cours
d'élaboration.