L'analyse vidéo pour l'enseignement

Pour faire suite à l'article La physique et Angry Birds, j'enteprends une série d'articles sur les différentes utilisations possible de l'analyse de vidéo en formation générale des adultes. Dans cet article, je présenterai l'analyse vidéo comme étant un outils didactique permettant dans un premier temps de faire des démonstrations en classe et dans un deuxième temps pour aborder des résolutions de problème en groupe.

Ces deux utilisations permettent à l'enseignant de présenter le logiciel d'analyse et ses fonctions aux étudiants. De plus, étant donné que ces modes de travail ne demande qu'un ordinateur avec projection sur écran, il permet à l'enseignant de se familiariser avec le matériel avant son utilisation par les l`élèves lors d'une activité pédagogique de l'analyse de vidéo.

Voici deux exemples de vidéo qu'il est possible d'utiliser pour des démonstrations en classe.



Il existe de nombreux sites où vous pouvez trouver des vidéos qu'il est possible d'utiliser en classe. En voici quelques uns:

• http://livephoto.rit.edu/
• http://livephoto.rit.edu/wiki/index.php?n=Sources.Links_To_Videos
• http://linus.highpoint.edu/~atitus/videos/

Si vous ne trouvez pas ce que vous chercher, sachez que vous pouvez réaliser vos vidéos simplement avec un caméscope, une webcam ou simplement  un appareil photo qui permet l'enregistrement vidéo. Assurez vous de filmer perpendiculairement au mouvement pour éviter la distorsion et prévoyez un objet dont vous connaissez la grandeur pour calibrer le logiciel.

Un exemple : le déplacement d'une bille
Télécharger le fichier zip contenant la vidéo et le fichier Tracker. Vous devez avoir le logiciel Tracker (libre et gratuit) d'installer sur votre ordinateur ou le lancer depuis votre navigateur.

La vidéo:


Quelques questions...

• Quel aspect à le graphique de la vitesse en fonction du temps?
• Quel est la vitesse moyenne ?
• Quel sont les vitesses instantanées?

On passe à l'analyse...
Tutoriels pour le logiciel Tracker

• Ouvrir le logiciel Tracker
• Importer la vidéo
• Calibrer la vidéo
• Positionner le système d'axes

• Créer l'objet bille
• Pointer (shift-clique) sur chaque image la position de la bille (le graphique de la position-x en fonction du temps se construit automatiquement)

Analyse du graphique

• Clique droit sur le graphique et choisir analyser
• Cocher la case Fit et afficher le coefficient de corrélation (R squared)

 Ce que l'on peut constater en regardant le graphique

• La bille se déplace à vitesse constante car l'équation linéaire correspond à notre nuage de point (coefficient de corrélation de ,999)
• En regardant les paramètre de l'équation, on trouve que la vitesse est de 0,54 m/s (cela parce que nous avons calibré la vidéo en m)
• la vitesse constante est égale à la vitesse moyenne soit 0,54 m/s
• Les vitesses instantanées sont très proche de la vitesse moyenne. Il est possible de connaitre les vitesses instantanées à chaque point. Pour cela, il suffit de cocher la case Slope (pente) et passer le curseur sur les différents points.

Les démonstrations classiques comme celle vue ci-dessus sont certes intéressantes mais l'analyse vidéo et l'accès à la vidéo sur le web permet l'analyse et la réflexion sur de nombreux sujets. En voici, un exemple:




Un exemple de démarche...

• Présentation de la vidéo aux élèves.
• Quelle est la vitesse de la voiture qui a un accident ? 
• Entreprendre une démarche de résolution de problème en discutant avec les élèves 
• Faire l'analyse de la vidéo avec le logiciel Tracker en fonction des interventions des élèves
• Se questionner sur les résultats obtenus et ajuster au besoin.
• Quelle est la marge d'erreur? Quels sont les facteurs qui ont une influence sur vos résultats?

Une petite information en passant, il s'agit d'une Chevrelet Impala.

Télécharger le fichier zip contenant la vidéo et le fichier Tracker.

Vous obtenez quelle vitesse... laissez votre réponse dans les commentaires.

Amusez-vous :)

L’expérimentation assistée par ordinateur (ExAO) en formation générale adulte (FGA)

Les nouveaux programmes d’étude en science et technologie proposent une approche différente des anciens programmes. Celle-ci tente de répondre aux critiques souvent formulées durant les dernières années voulant que le programme d'enseignement de la science ne soit basé que sur la transmission de connaissances. Le nouveau programme préconise une approche par compétence soutenue par une pédagogie constructiviste où l'adulte est actif dans son apprentissage. À ce sujet, la Commission des programmes d'études (1998) soutient que si les élèves sont habitués à l'école, à s'engager dans des débats et des tâches collectives de résolution de problèmes en science et en technologie, ils seront mieux outillés pour participer à la vie démocratique et pour s'engager dans des actions qui concernent la maitrise de leur environnement physique et social. Ces arguments sont d’ailleurs repris par les programmes d’étude dès la page trois.

Pour développer ces compétences, les auteurs des programmes proposent d'aborder les contenus notionnels par le biais de situations d’apprentissage signifiantes, ouvertes et complexes. Les situations d’apprentissage orientent la construction et la mobilisation des connaissances ainsi que le développement des compétences disciplinaires et transversales. Liées à un contexte, elles présentent soit un problème à résoudre ou une problématique à traiter. Elles comportent une ou plusieurs tâches donnant lieu à une production déterminée.

La physique et Angry Birds

Suite à la lecture d’un article du magazine Wired the physics of Angry Birds qui traite de l'analyse des concepts physiques utilisés dans le jeu Angry Birds, je me suis questionné sur la possibilité d’utiliser ce genre d’exercice en contexte pédagogique. Dans l'article, l'auteur montre comment il s'y est pris pour répondre aux questions suivantes:

• Est-ce que l'oiseau rouge à une vitesse horizontale constante?
• Est-ce que l'oiseau rouge à une accélération verticale constante?

Au passage, il en profite pour déterminer la hauteur du lanceur et la grosseur de l'oiseau.


Premièrement, j'ai tenté de reproduire ce qui est expliqué dans l'article pour en déterminer la faisabilité en classe de FGA. Cette partie fut très rapide le logiciel utilisé est d'un simplicité étonnante. Pour le bénéfice du lecteur unilingue francophone, je reproduis, ci-dessous, ma démarche. Deuxièmement, dans un prochain article, je vous présenterai quelques possibilités d'utilisations en FGA qui me sont venues lors de mon appropriation.