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 Numéro 29, Mai 1999 
Un simulateur pour l'apprentissage du dépannage Version Imprimable  Version imprimable


Gilles BOURNIVAL  (Collège de Sherbrooke)

Que diriez-vous d'un outil informatique qui permet de développer des habiletés en diagnostic et en dépannage de circuits dans un contexte près de la réalité du laboratoire ? Et lorsqu'on parle d'un contexte près de la réalité, ne parle-t-on pas d'un simulateur ? C'est l'objectif principal poursuivi par DPANNE, c'est-à-dire fournir un environnement de simulation pour l'apprentissage du diagnostic et du dépannage de circuits.

L'élève se retrouve face à un tableau de bord comprenant son circuit à dépanner, ses appareils de mesure, ses boutons d'état et différents niveaux d'aide. L'exercice consiste à poser un diagnostic sur le fonctionnement du circuit et, s'il y a panne, à déclencher un processus de localisation de la panne et, finalement, à la corriger. Pour arriver à ses fins, l'élève dispose des deux principaux appareils de mesure de référence dans un laboratoire, soit un multimètre (un voltmètre et un ohmmètre) et un oscilloscope. Le voltmètre lui permet d'observer la valeur des différents signaux continus et alternatifs dans le circuit. L'oscilloscope lui permet en plus d'observer les formes d'ondes en différents points du circuit. L'ohmmètre lui permet d'effectuer des mesures d'impédance sur une pièce qui a été préalablement détachée du circuit. Dans le processus de diagnostic et de dépannage, l'élève doit contrôler l'alimentation du circuit, le branchement des appareils et le choix des échelles du multimètre. Il dispose d'une aide au niveau de la stratégie de dépannage et du processus à suivre ; il a aussi accès à une représentation schématique du circuit.

La localisation de la panne dans le circuit est le but à atteindre pour chacun des exercices. Considérant la compétence à développer, on parle davantage de localisation efficace et stratégique de la panne. Selon le niveau de difficulté, une panne devrait être résolue à l'intérieur d'un temps donné et après un certain nombre de mesures. Un des principaux avantages d'un simulateur est la possibilité d'implanter des outils de suivi du processus de résolution et de mesure de performance. DPANNE implante une trace qui permet le suivi ainsi que la production d'une facture pour la mesure de performance.

À chaque exercice de dépannage, l'élève est en mesure de produire une facture. Cette facture est calculée automatiquement tout au long de l'exercice et affiche un montant qui peut servir de référence en ce qui concerne le niveau de performance atteint. La facture tient compte du temps réel de dépannage, des pièces enlevées du circuit et du coût des pièces remplacées. Pour chaque pièce enlevée du circuit pour vérifier ses impédances, il y a un temps de calculé, afin de tenir compte du temps pour le dessoudage et le soudage de la pièce dans le circuit.

La trace est également produite automatiquement lors de chaque exercice. Elle permet d'enregistrer toutes les mesures prises à chaque point du circuit, les changements d'échelle du multimètre, les pièces enlevées du circuit ainsi que les erreurs de manipulation. Avec la trace, l'élève est en mesure de faire un retour sur son approche et de consulter des personnes compétentes pour l'aider à localiser les failles de son cheminement.

DPANNE permet de présenter les exercices de dépannage sur plusieurs tâches, avec une possibilité de six cas de panne par tâche. Le regroupement par tâche permet d'établir une progression dans l'apprentissage, selon une approche modulaire ou par niveaux de difficulté.

Quelle place devrait-on réserver à un outil tel que DPANNE dans l'apprentissage du dépannage  ? Lors d'une recherche effectuée à l'Université de Sherbrooke, par le groupe de chercheurs sur l'« Apprentissage des principes fondamentaux des semi-conducteurs en électronique », il a été démontré que des élèves ayant eu accès à un simulateur du type de DPANNE ont acquis suffisamment de connaissances et d'habiletés pour arriver à localiser une panne dans un circuit réel qu'ils ne connaissaient pas. Le groupe test était composé d'élèves de première année collégiale qui n'avaient aucune notion de dépannage et d'élèves de deuxième année qui possédaient quelques notions de base.

Grâce à un test de sélection et à un test final d'évaluation, il a été possible de mesurer l'évolution de l'apprentissage de chacun. Les élèves se servaient de la trace de leurs essais pour cibler leurs faiblesses et pour recevoir une rétroaction du professeur. Les résultats ont démontré aussi une nette amélioration des connaissances chez tous les sujets et de façon encore plus marquée chez les étudiants faibles.

Le logiciel DPANNE constitue un complément aux exercices en laboratoire et ne peut remplacer entièrement le dépannage fait dans un circuit. Le logiciel ne permet pas la mesure d'impédance directement dans le circuit, ce qui est utilisé en pratique pour localiser certaines pannes. Le logiciel ne permet pas non plus de développer les habiletés de soudage et de dessoudage des pièces sur un circuit. Cependant, le logiciel contribue à développer et à raffiner la logique de localisation d'une panne à partir des mesures de tension du circuit. Cette logique peut difficilement être développée avec un système réel dans un laboratoire.

Dans sa version 1.0, DPANNE inclut deux exemples de circuit, soit un bloc d'alimentation linéaire et un amplificateur linéaire. L'amplificateur est un système plus élaboré et plus complexe. L'alimentation linéaire est un système moins élaboré, mais l'exemple est plus complet, car il est accompagné des présentations théoriques.

Le logiciel DPANNE est composé de trois modules, soit le module de simulation, le module de gestion et le module de conception. Le module de simulation est dédié à l'élève et permet d'exécuter les exemples qui ont été développés. Il donne la possibilité à l'élève de sauvegarder ses traces et ses factures, et d'y accéder à nouveau plus tard, après avoir fourni le mot de passe approprié. Le module de gestion est principalement dédié au superviseur d'un groupe d'élèves et permet d'accéder aux traces et aux factures sauvegardées dans un répertoire. Avec ce module, le superviseur est également en mesure de modifier la configuration par défaut d'un exemple du simulateur et d'effacer les traces et les factures de la base de données. Avec le module de conception, un enseignant est en mesure de concevoir et d'ajouter de nouveaux exemples dans DPANNE.

DPANNE est le seul simulateur sur le marché vraiment adapté à la pratique du diagnostic et du dépannage. La version 1.0, qui est actuellement disponible auprès du CCDMD, incorpore seulement deux exemples typiques de circuit électronique. Il est possible pour un enseignant de développer d'autres exemples, mais il faut être conscient que cela peut exiger beaucoup d'heures, selon la complexité du circuit. Si la réponse des enseignants est favorable à un outil de ce type pour l'apprentissage, des moyens seraient possiblement pris pour l'améliorer et l'enrichir d'exemples supplémentaires.

Creative Commons License Cette création est mise à disposition sous un contrat Creative Commons. Dernières mises à jour : 10/04/2015