Cette séquence suit le canevas de continuité, et propose deux leçons pour l'enseignement à distance de l'électricité. Ces cours à distance ont été préparés par Antonio Cantore et Sven Conti et proposés aux élèves de 11 VG de l'établissement primaire et secondaire du Centre Lavaux.

Les élèves ont suivi deux leçons avant le confinement, durant lesquelles ils ont pu travailler : 

Au cours des TP en présentiel les élèves auraient dû utiliser le matériel à disposition en salle de sciences et faire les montages de plusieurs types de circuits ; cela dans le but d’axer sur le travail pratique l’apprentissage des différents concepts (intensité, tension, puissance, etc.). En raison du confinement, nous avons cherché une alternative qui était viable à distance et d'une efficacité similaire au travail pratique.

La séquence d'enseignement à distance s’est basée finalement sur l'utilisation d'un simulateur numérique qui permet d’effectuer le montage virtuel de circuits électriques de base, en série ou en parallèle, ainsi que de prendre les mesures de l’intensité du courant électrique et de la tension. Il est également facile de voir le sens du courant électrique conventionnel, et celui du courant réel des électrons.

Grâce à cette séquence d'enseignement à distance les élèves ont l’occasion de :

Le simulateur de construction de circuits électriques utilisé est le “ Kit de construction de circuit: CC - Labo virtuel”. Lien vers le simulateur :
https://phet.colorado.edu/sims/html/circuit-construction-kit-dc-virtual-lab/latest/circuit-construction-kit-dc-virtual-lab_fr.html

En effectuant des recherches afin de trouver un moyen d’enseignement à distance interactif, efficace et stimulant, nous avons trouvé ce simulateur de montages électriques qui a été développé par des chercheurs, étudiants et professeurs de l’Université du Colorado (https://phet.colorado.edu/). De plus, suite à la consultation des indications et suggestions des développeurs du simulateur, ainsi que de certaines fiches d’enseignant proposée sur le site, nous avons constaté que nous aurions pu effectuer des TP virtuels à distance.

Nous avons d’abord veillé de tester son ergonomie et praticité. En effet le logiciel du simulateur est suffisamment complet sans être compliqué ; il est aussi fiable, intuitif et facile à utiliser. L’utilisateur a presque l’impression de créer des circuits avec du matériel électrique réel et la rétroaction est immédiate du point de vue du fonctionnement du montage : par exemple le circuit marche seulement si le montage est effectué correctement et les ampoules virtuelles brillent plus ou moins intensément selon le type de montage. En conclusion le simulateur fournit des images et des feedback très proches de la réalité, donc il permet de reproduire assez bien les conditions de TP. Il s’agit ainsi à notre avis d’un outil adapté et efficace pour les travail à distance des élèves.

Concernant les aspects numérique, les élèves doivent avoir tout simplement accès à un téléphone portable ou à un ordinateur ainsi qu’au réseau internet. L’accès au logiciel est facilité du fait qu’il n’est pas nécessaire de créer un account.

Du point de vue de des compétences numérique de l’enseignant, le simulateur ne demande aucune capacité de programmation et aucune personnalisation est requise. Même si la configuration par défaut est la seule possible, les fonctionnalités à disposition sont exactement celles nécessaires pour l’enseignement à des élèves de 11ème.

Pédagogie
En effet l’utilisation de ce simulateur en tant que remplacement du travail en salle de sciences est tout-à-fait cohérente avec le plan d’étude (PER - MSN36 : électricité).
De plus, le simulateur peut être utilisé sur la base de fiches de travail spécifiquement créées par l’enseignant et qui visent les objectifs d’apprentissage du plan d’études (comme dans le cas de cette séquence), ou bien de fiches de travail choisies parmi celles du MER.

Afin de permettre aux élèves d’utiliser correctement et avec le maximum de profit ce simulateur il est préférable de leur fournir quelques notions disciplinaires préalables sur l’électricité, aussi bien que la notion de circuit électrique, celle de montage d’un circuit et qu’ils ont vu au moins une fois dans la réalité les composants d’un circuit (générateur, ampoules, câbles). Ensuite à notre avis il vaut mieux leur avoir expliqué la différence entre circuit en parallèle et en série.

L’objectif principal était celui de permettre aux élèves de garder un lien avec la séquence de l’électricité durant le confinement ; ceci en faisant attention à ne pas trop insister sur des nouveaux concepts, tout en donnant la priorité à la consolidation des notions déjà acquises et au renforcement des apprentissages. En effet, le communiqué du DFJC indiquait que le but n’était pas de progresser dans les apprentissages, mais de permettre une entrée différente au savoir.

Nous avons utilisé la plateforme de l’école (une sorte de moodle spécifique à l’établissement), pour distribuer les documents PDF, sans avoir une communication directe avec les élèves. D’ailleurs les élèves avaient reçu les indications général de la part de leur maître de classe sur le fonctionnement de l’école à distance et le niveau d’autonomie demandé dans leurs apprentissages.

Chaque semaine nous avons mis à disposition des élèves une fiche de travail en format PDF, et, de façon asynchrone, nous avons fournis le corrigé avec une semaine de décalage. Les fiches de travail étaient en lien avec l'utilisation du simulateur de construction de circuit électrique.

Déroulement et évaluation

Pour cette séquence, nous proposons le premier cours uniquement. Au total les élèves auront reçu quatre cours similaires (pas forcement toujours en lien avec le simulateur).

Liste des différents PDF utilisés

Le simulateur proposé présente un côté ludique qui devrait stimuler l’activité en autonomie des élèves. Nous sommes toutefois conscient que les élèves présentent des différents niveaux d’autonomie suite à de diverses raisons, surtout de types socio-culturelles. De plus une correction rapide de la part de l’enseignant permet de motiver les élèves et de réorienter l’enseignement en fonction de la qualité de l'apprentissage.

Cependant, nous n’avons pas procédé à un contrôle pendant le confinement. Idéalement, durant l’enseignement à distance il aurait fallu recevoir rapidement un retour de la part des élèves, le contrôler et corriger rapidement afin de stimuler et de suivre leur progression d’apprentissage.

Des solutions possibles auraient pu être les suivantes :

Le simulateur est en libre accès, et ne requiert pas d'inscription; les élèves ne doivent pas fournir de données personnelles, qui sont donc protégés.

Le côté ludique et ergonomique du simulateur permet une prise de contact rapide et stimule la curiosité d’un adolescent. À notre avis, une fois qu’il a été conduit à rentrer une première fois dans le site du logiciel, il sera stimulé à s’intéresser au fonctionnement du simulateur.

Les PDF des TP à distance sont de création authentique et adaptés à la situation et à la classe à laquelle est adressé l'enseignement. D'autres enseignants pourront utiliser cette séquence en l’adaptant à leurs besoins.
Finalement le simulateur aurait aussi des avantages dans l’utilisation en classe. Par exemple il serait possible de l’utiliser lors de la correction en plénière du travail effectué par les élèves durant un TP en présentiel. Et encore le simulateur peut aider les élèves dans la compréhension de certaines concepts.

Aucun élève à besoins particulier n'était présent dans la classe, et donc aucune adaptation n'a été faite.