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Enseigner au-delà du budget de votre laboratoire : comment les laboratoires virtuels élargissent l'enseignement des sciences

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L'enseignement des sciences a toujours eu un coût élevé en termes d'expériences en laboratoire et de travaux pratiques. Malheureusement, les enseignants sont souvent contraints de faire des sacrifices en ce qui concerne l'apprentissage expérientiel, soit en raison du coût des équipements, soit en raison du manque de temps et d'accès à des environnements de laboratoire dernier cri. Le sacrifice est encore plus grand si l'on considère que l'apprentissage expérientiel augmente de 23 % le taux d'obtention d'un diplôme en STEM.

À une époque où l'on demande souvent aux enseignants STEM de faire plus avec moins, les laboratoires virtuels sont apparus comme une chance d'égaliser les possibilités d'apprentissage expérientiel dans les établissements d'enseignement secondaire et les universités. Les simulations scientifiques élargissent l'accès aux environnements virtuels interactifs, où les étudiants peuvent expérimenter dans des environnements de laboratoire sophistiqués dont le coût était autrefois prohibitif.

Les laboratoires virtuels dépassent les limites de budget et d'espace

L'évolution mondiale vers des modèles d'apprentissage hybrides (modèles qui associent des stratégies d'apprentissage numérique et en présentiel) a entraîné une nouvelle ère de numérisation, marquée par l'adoption généralisée de la technologie des laboratoires virtuels immersifs. 

« Je ne peux pas faire un laboratoire de microbiologie à la hauteur des [laboratoires virtuels] », déclare Emily Dehoff, qui enseigne la biochimie au North County Career Center, dans le Vermont. « Je n'ai pas l'équipement nécessaire. Les [laboratoires virtuels] nous permettent de faire en 30 minutes ce qui prendrait normalement des journées entières. »

Le Dr Karlheinz Trebesius utilise des simulations scientifiques dans le cadre de son programme de bio-ingénierie à l'université des sciences appliquées de Munich, où il a pu développer son laboratoire en mode virtuel. « Avec les [laboratoires virtuels], vous pouvez réaliser des expériences qui ne peuvent pas être effectuées en laboratoire parce que vous n'avez pas l'équipement nécessaire. Vous avez donc un bien plus large éventail de possibilités », explique Trebsesius..

Réimaginer ce qui est possible dans un avenir d'apprentissage hybride

En permettant aux enseignants d'accéder à des bibliothèques de simulations scientifiques, les institutions repensent les limites de ce qu'elles peuvent offrir aux étudiants.

  • Les laboratoires virtuels coûtent moins cher que les équipements de laboratoire. Les laboratoires virtuels ne se contentent pas de proposer de nouveaux types d'équipements, ils permettent à chaque étudiant d'avoir son propre laboratoire et d'explorer des sujets qui, autrement, auraient nécessité des changements massifs dans les budgets départementaux.

  • Les laboratoires d'entraînement réduisent les risques de dommages et de gaspillage. L'acquisition de matériel de laboratoire est tout aussi importante que sa conservation. Les laboratoires d'entraînement virtuels permettent aux enseignants d'acquérir des compétences essentielles en dehors du laboratoire et de préparer les étudiants à l'avance, ce qui réduit les risques de gaspillage de matériel ou de dégâts coûteux.

  • Les laboratoires préliminaires permettent de maximiser le temps passé au laboratoire. L'accès aux laboratoires peut s'avérer délicat et coûteux lorsque les établissements ont une multitude d'étudiants mais peu d'installations. Chaque heure compte dans le laboratoire et les laboratoires virtuels fournissent aux enseignants des outils essentiels pour combler les lacunes en matière de compétences en amont, afin de rentabiliser au maximum le temps (coûteux) dont ils disposent.

Au-delà de la recréation d'environnements de laboratoire réels, les simulations emmènent les étudiants dans des endroits où les laboratoires ne peuvent pas aller, comme le domaine quantique ou la surface de Mars. Les environnements virtuels ne se limitent pas à l'apprentissage de compétences, ils aident les étudiants à visualiser et à interagir avec des théories abstraites de manière nouvelle et approfondie. L'apprentissage numérique permet également de suivre les étudiants efficacement, grâce à des informations précises sur leurs difficultés et sur les domaines dans lesquels ils ont le plus besoin d'aide.

« Labster est rentable, facile à utiliser et permet d'obtenir de meilleurs résultats », déclare Cord Carter, qui enseigne la chimie à l'université Fisk, en Caroline du Nord. Non seulement Carter a enrichi son cours, mais le format interactif des laboratoires virtuels a suscité un engagement et un enthousiasme plus prononcés chez ses étudiants. « C'est génial quand vos étudiants disent à leurs amis : “tu devrais vraiment suivre ce cours“. »

À propos de Labster : Labster propose des laboratoires scientifiques virtuels interactifs en 3D qui permettent de donner vie à la science. Labster aide les étudiants à visualiser la théorie, à accéder à des environnements de laboratoire ultramodernes et à pousser leur apprentissage au-delà de la salle de classe, du domaine quantique à la surface de Mars. Élargissez votre programme, ciblez les besoins d'apprentissage et favorisez la maîtrise du contenu pour préparer la prochaine génération de scientifiques.

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