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Collaboration avec les technologies

Quand la cinématique prend l'ascenseur!

Par Cathy Beye. Le 25 Mai 2017

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Abdelhamid Amghar, enseignant en sciences de la nature au Cégep Beauce-Appalaches, a bien voulu expérimenter sur la recommandation de la Vitrine technologie-éducation une nouvelle méthode d’acquisition de connaissances, déjà utilisée dans l’enseignement du cours de mécanique à l’Université Joseph Fourier de Grenoble (France). Il a donc testé la mesure du mouvement d’un ascenseur avec une application pour téléphone intelligent.

La petite histoire….

Pour Abdelhamid, le fait que les étudiants soient tout le temps sur leurs téléphones intelligents, même pendant les cours, se prêtait à un mariage heureux avec une pédagogie d’apprentissage qui autonomise l’étudiant et rend plus tangible la cinématique. L’idée est de faire utiliser aux étudiants leurs téléphones intelligents, après avoir installé l’application Sparkvue (gratuite), développée par PASCO, afin de mesurer les mouvements en ascenseur. L’objectif étant d’assimiler les notions de la cinématique (types de mouvement, valeurs de l’accélération et de la décélération, la vitesse maximale, mesure de la hauteur…). Pour sa part, Abdelhamid note que dans le mode d’apprentissage actuel les étudiants suivent des étapes, font des calculs, tels des moutons de Panurge … en perdant l’objectif de vue. Or, le simple fait d’élargir le champ d’observation stimule la réflexion. Cette méthode d’apprentissage permet également à l’enseignant de montrer plus de mouvements que ce qu’il est possible de faire en laboratoire.  Il faut noter que l’expérience dure 20 secondes environ selon la durée de la montée de l’ascenseur, au lieu d’une pratique en laboratoire qui durerait deux heures. Pour évaluer les apprentissages, il suffirait de créer un protocole avec des questions sur le cheminement de l’expérience; de plus les résultats seraient analysés en laboratoire.

L’expérience

Le logiciel gratuit Sparkvue est tout d’abord installé sur un téléphone intelligent (Apple ou Android).

Sparkvue installé sur téléphone

Logiciel installé (Source: courtoisie d'Abdelhamid Amghar)

Le téléphone doit être posé à plat pour mesurer juste une seule direction de l’accélération.

un étudiant pose le téléphone au sol de l'ascenseur

Le téléphone positionné (Source: courtoisie d'Abdelhamid Amghar et de son étudiant)

À partir de là on peut mesurer l’accélération du mouvement de l’ascenseur en montée ou en descente. Ce logiciel permet de choisir la valeur de la fréquence d’échantillonnage (10Hz, 20Hz, 50Hz, 100Hz, …) en fonction de la précision voulue.

Exemple : La descente sur 4 étages au Cégep de Saint-Georges mesurée avec la courbe en rouge qui apparaît en juxtaposition avec la mesure faite juste avant de la montée (courbe bleue)

Dans l’ascenseur de St-Georges (Source: courtoisie d'Abdelhamid Amghar)

 

L’analyse de l’enseignant

Les résultats de l’expérience à Saint-Georges :

courbe vitesse à St Georges

courbe hauteur à St Georges

Ascenseur du Cégep à Saint Georges (4 étages) - Source : Abdelhamid Amghar

Pour la comparaison l’enseignant a reproduit l’expérience à l’hôtel Sheraton de Montréal avec ces résultats :

courbe vitesse à Sheratoncourbe hauteur à Sheraton

Ascenseur du Sheraton de Montréal (32 étages) - Source: Abdelhamid Amghar

NB : À la place du téléphone, on peut aussi utiliser le Smart Cart (muni de quatre capteurs : d’accélération, de position, gyroscopique et de force). Il se connecte au téléphone via Bluetooth pour l’acquisition des données, et les résultats sont équivalents à ceux obtenus avec le téléphone.

Ce que cela leur inspire….

L’idée a été accueillie favorablement par les étudiants d’Abdelhamid:

« Je crois que c'est une très bonne expérience! Cela va faire changement de toujours être dans le lab et prendre des mesures précises avec des instruments (que parfois le monde ne comprenne pas). De plus cela permet réellement d'appliquer la théorie vue en classe à un concept dans la vie de tous les jours. Le seul point négatif que je vois, c'est que les étudiants devront installer l'application sur leur cellulaire, mais parfois ceux-ci n'ont plus de place pour installer des applications. Même que certains n'ont pas de cellulaire (et oui, c'est encore possible). Il serait bien d'avoir les iPads du cégep pour cette expérience! »

Témoignage d’un étudiant

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