La vidéo synchronisée en SVT

[ Présentation de manipulations exploitant le système ESAO Visio et le logiciel Atelier Scientifique SVT ]
[ O. AVISSEAU & M. DUCROIX, professeurs de SVT en lycée - 04 avril 2009 ]


Les consoles Visio® et Visio Plus® donnent la possibilité de connecter directement une Webcam à l'interface. Cela permet alors d'acquérir des images qui sont parfaitement synchronisées aux mesures faites par les capteurs reliés à la console.

Est-ce un gadget ou une révolution par l'image ?
La caméra ne fait évidemment qu'enregistrer des choses visibles par l'expérimentateur, et pourtant nous pouvons y déceler un intérêt scientifique et un intérêt pédagogique.

L'intérêt scientifique sera important lorsque l'acquisition d'une image synchronisée avec la mesure apporte à l'expérimentateur une information supplémentaire.
Cela peut être le cas lorsque le phénomène ne peut pas être habituellement observé dans sa continuité (manipulation de longue durée). Une acquisition d'images synchronisées permet alors d'observer les conditions d'acquisition du phénomène. Toute variation qui influence le phénomène est repérée si bien que l'interprétation du résultat en est facilitée.

Exemple : un enregistrement sur 24 heures pour la photosynthèse où des variations temporaires de la luminosité naturelle peuvent être décelées.

Lors d'un enregistrement plus court, l'image peut aussi servir à expliciter les résultats obtenus. Dans le cas des mouvements volontaires, enregistrés par deux séries d'électrodes (une série sur les muscles extenseurs l'autre sur les muscles fléchisseurs), la constatation de la contraction ou du relâchement des muscles facilite la lecture des myogrammes. Dans le cas d'un effort physique où l'on demanderait à un élève de faire des flexions, l'image peut permettre de connaître le nombre des flexions et leur ampleur. Il sera alors possible de mesurer l'abaissement du centre de gravité et ainsi calculer son travail par flexion. Il sera donc possible de passer d'une donnée qualitative (repos ou exercice) à une donnée quantitative (travail effectué).

Lors d'un enregistrement encore plus court, lorsque le phénomène est très rapide et que l'observateur ne peut pas en discerner ses différents temps, l'image peut permettre une analyse plus poussée. Prenons par exemple le cas du réflexe myotatique, il est possible de donner une stimulation plus ou moins forte avec le marteau réflexe, mais il est difficile de voir une différence dans l'ampleur de l'extension du pied. Le film synchrone de l'enregistrement permettra donc d'associer une stimulation plus forte, une plus grande extension et une plus grande activité électrique des muscles.

Les consoles Visio® et Visio Plus® permettront donc d'apporter dans ces différents cas une information additionnelle qui pourra être parfois quantifiée à partir d'un travail logiciel sur l'image. L'expérimentateur a donc une donnée supplémentaire qui facilite son interprétation scientifique.

Intérêt pédagogique :
Il réside dans la possibilité de conserver et de présenter un té-moignage objectif de ce qui s'est passé. Il pourra être utilisé à des fins de communication, de compréhension ou d'évaluation.

Il est en effet possible maintenant avec ce matériel d'envisager autrement les comptes rendus de travaux pratiques. L'image permet à l'élève de témoigner de ce qu'il a vu, ce qui peut favoriser ou renforcer son argumentation. Le compte rendu des travaux pratiques, permettant déjà d'insérer des graphes ou des tableaux de résultats va devenir un réel "procès verbal" de ce qui s'est passé en classe. Les applications sont multiples nous allons en prendre quelques exemples.

  • Dans l'apprentissage courant des élèves, l'association des résultats obtenus lors de la séance et des modalités d'obtention peuvent faciliter la remémoration et par voie de conséquence l'apprentissage.


  • Dans l'évaluation des capacités expérimentales, le professeur pourra sur le film évaluer la compétence "exécuter un protocole" qu'il n'a pas forcément pu évaluer en classe pour chaque binôme.


  • Dans une séance de travaux où les élèves ont travaillé en ateliers complémentaires, la mise en commun des résultats peut être favorisée par l'introduction de l'image dans le compte rendu fait à la classe.


  • Dans une conception ou une présentation de TPE, cet outil peut être fondamental car il permet aux élèves d'améliorer leurs résultats expérimentaux en modifiant leur protocole expérimental. En effet, l'analyse du film peut leur permettre de travailler plus facilement la compétence "critiquer un protocole" qui n'est malheureusement que trop rarement envisagée. L'avantage dans la présentation des TPE est évident, les examinateurs auront ainsi la vision réelle du travail de recherche des élèves et pourront discuter avec eux de leurs choix expérimentaux. Cet apport enrichit leur palette d'évaluation qui jusqu'à maintenant est essentiellement basée sur la conformité des résultats obtenus.


  • Enfin s'il est possible d'anticiper sans pour cela faire de la science fiction, une coopération entre élèves de différents lycées ou des chercheurs et des élèves de lycée (thèmes au choix de Seconde, TPE) est envisageable. Dans cette optique les résultats et les images synchronisées aux mesures seraient partagés et pourquoi pas exploités conjointement en temps réel.


Sur le plan pédagogique l'utilisation de la Visio® ou de la Visio Plus® va permettre d'ouvrir des possibilités nouvelles dans les champs de la recherche, de la communication et de l'évaluation. Dans le champ de la recherche, elle va permettre de critiquer et d'améliorer des protocoles expérimentaux ou leur réalisation. Dans le champ de la communication elle va faciliter la présentation du fait expérimental et favoriser son partage et sa compréhension. Dans le champ de l'évaluation, elle facilitera la préparation et l'évaluation des capacités expérimentales de la Seconde à la Terminale.

L'utilisation de la Visio® ou de la Visio Plus® n'est donc ni un gadget ni une révolution par l'image. Ces deux consoles sont simplement des outils qui s'utiliseront facilement dans le cadre des travaux pratiques, des TPE et de l'ECE. Après une phase d'appropriation, elles contribueront naturellement à l'apport déjà important de l'image et de l'ExAO à l'enseignement des Sciences de la Vie et de la Terre.


voir aussi sur le site jeulin.fr :
TP Vidéo synchronisée Physique Chimie
TP Vidéo synchronisée SVT