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Mirage - réalité augmentée et virtuelle pour l'enseignement

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Une bibliothèque de plus de 10 000 molécules et 300 polyèdres

Mirage Make propose une bibliothèque intégrée de :

Pour intégrer un objet pédagogique 3d en réalité augmentée à vos documents ou pour une promenade en réalité virtuelle, il suffit juste de sélectionner dans notre bibliothèque intégrée le nom de l'objet, y ajouter de manière optionnelle un son ou un QCM, et appuyer sur valider, c'est tout !

Molécule en réalité augmentée

Promenade autour d'une molécule en réalité virtuelle

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Mirage Make : réalité augmentée & virtuelle 3D

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Une bibliothèque de plus de 10 000 molécules et 300 polyèdres Mirage Make propose une bibliothèque intégrée de : Pour intégrer un objet pédagogique 3d en réalité augmentée à vos documents ou pour une promenade en réalité virtuelle, il suffit juste de sélectionner dans notre bibliothèque intégrée le nom de l'objet, y ajouter de manière optionnelle un son ou un QCM, et appuyer sur valider, c'est tout !

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Mémoire dediplôme d'enseignementpour le degrésecondaire II

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Mémoire dediplôme d'enseignementpour le degrésecondaire II

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Bertrand Vuaridel

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Vidéo-mécanique en seconde avec smartphone

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Résumé : Hors classe, les élèves découvrent en autonomie l'application CLICHÉ MOUVEMENT (ou MOTION SHOT) pour réaliser la chronophotographie d'un objet en mouvement en utilisant leur smartphone. Chaque élève, ou chaque équipe de deux élèves, publie sa chronophotographie sur un PADLET collaboratif. De retour en classe, les chronophotographies sont classées par catégorie (mouvement rectiligne, curviligne, uniforme ou non).

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usage des smartphones pour enseigner les sciences et faire des sciences 

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usage des smartphones pour enseigner les sciences et faire des sciences 

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nstitut de Recherche pour l'Enseignement des Sciences

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Notre groupe travaille sur l'usage des smartphones pour enseigner les sciences et faire des sciences : acquisition (et traitement) de données expérimentales, pratiques pédagogiques envisageables avec l' " instrument de mesure " smartphone.

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Notre groupe travaille sur l'usage des smartphones pour enseigner les sciences et faire des sciences : acquisition (et traitement) de données expérimentales, pratiques pédagogiques envisageables avec l' " instrument de mesure " smartphone.

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institut français de l'éducation

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Professeur de Sciences-PhysiquesLycée Chaplin-Becquerel, Décines

Publié par

Les smartphones ont envahi nos établissements scolaires, la plupart des élèves en possèdent un. Mais ils sont loin d'utiliser toutes leurs possibilités. Pourquoi ne pas les utiliser en cours et en travaux pratiques ? Les smartphones ont des moyens de calculs puissants et ils sont dotés également de capteurs permettant de faire des mesures en science. D'autre part, grâce à leur taille, les expériences peuvent se dérouler à l'extérieur. Ce dossier explore l'utilisation des smartphones en travaux pratiques en science. Par exemple, en mécanique (utilisation des accéléromètre des gyromètres et des magnétomètres) mais aussi en optique, acoustique, en astronomie, seismologie...). Les possibilités sont vastes nous ne sommes qu'au début de leur exploration.

Table des matières

Liste des figures Contenant une vidéo

Liste des figures Contenant un son

Liste des tableaux
Résumé
Dans la mesure d'Eratosthène, il est souvent délicat de mesurer la hauteur du Soleil. Voici une méthode simple pour mesurer la hauteur du Soleil avec un smartphone.
Table des matières

Présentation :

Au IIème siècle avant JC, Eratosthène réalisa la mesure de la circonférence de la Terre grâce à la position du Soleil dans le ciel au même moment (midi solaire) à deux endroits de latitude différente.

En effet, le jour du solstice d'été, les rayons du Soleil vont jusqu'au fond d'un puits vertical à Syène (actuellement Assouan) alors que les obélisques d'Alexandrie possèdent une ombre. Ce qui signifie qu'à Assouan le Soleil est au Zénith alors qu'il ne l'est pas à Alexandrie.

Pour déterminer la circonférence de la Terre il faut faire deux mesures. La distance entre les deux points de mesure. L'idéal est que les deux villes soient sur le même axe Nord-Sud.

Dans le cas de la mesure de la mesure d'Ératosthène, il faut mesurer l'angle formé par l'obelisque, supposé vertical et les rayons du Soleil.

Liens :

Regroupement de mesures d'Eratosthène

Un exemple de mesure d'Eratosthène

Site du lycée français du Caire sur Eratosthène

Intérêts des smartphones

Les smartphones permettent de mesurer facilement la hauteur du Soleil.

Les applications utilisées :

Pour IOS Angle meter (gratuit)

Ou theodolite (4€)

Pour Android : Theodolite droid (gratuit)

Mesure et astuces

L'intérêt de l'appli payante " théodolite " est de pouvoir zoomer et ainsi d'augmenter la précision.

Lors de la mesure vous obtenez une valeur négative. C'est l'opposé de la hauteur du Soleil.

L'image suivant a été réalisée le 15 septembre à 13H24. La hauteur théorique du Soleil est de 44°04'

Pour plus de précision, il vaut mieux avoir le smartphone horizontal (ce qui est donné à gauche sur les applis Théodolite.

Il y a une touche calibration qu'il est préférable de réaliser avant la mesure, l'écart peut être d'un ou deux degrés si cette opération n'est pas réalisée.

Si on utilise " angle meter " , c'est la même méthode l'angle mesuré est le complémentaire de la hauteur. La hauteur en degrés s'obtient en soustrayant l'angle obtenu à 90°

Il est possible de calibrer le téléphone avec un niveau à bulle. Coller le niveau au dos du téléphone. Mesurer l'angle obtenu quand le téléphone est vertical. Si cet angle est différent de 90° Soustraire l'angle mesuré à cette valeur.

Pour une classe la mesure peut être réalisée par chaque élève disposant d'un smartphone qui a préalablement chargé l'application. Ce qui permet de diminuer les marges d'erreur

Résumé
Pour transformer un smartphone en microscope, c'est très simple, il suffit... d'une goutte d'eau!
Table des matières
Voici la comparaison d'images avec et sans goutte d'eau

En général les smartphones ont deux capteurs qui servent de caméra et d'appareil photo. Un au-dessus de l'écran que j'appelle "caméra de la face écran" et un de l'autre côté que j'appelle "caméra de la face avant".

Pour faire office de microscope, il suffit de poser une goutte d'eau sur la caméra. La goutte d'eau est posée à l'aide d'une paille ou d'une petite pipette en plastique.

Pour la stabilité de la goutte d'eau, il est plus facile d'utiliser la face de l'écran. L'image est facilement visualisable à côté de la caméra utilisée. Par contre, la précision (définition) de cette caméra est moins bonne que celle située de l'autre côté du smartphone.

L'utilisation de la caméra de la face avant permet d'obtenir des images plus précises. Mais il faut tenir le smartphone horizontalement au dessus de l'observateur pour que la goutte d'eau reste stable.

Avec la caméra de la face écran

Sans goutte d'eau

Avec la goutte d'eau

La goutte d'eau a été placée à l'aide d'une paille sur la caméra de la face écran du téléphone.

Avec la caméra de la face avant

Sans la goutte d'eau

Avec la goutte d'eau:

Conclusion

Sans parler du principe optique qui n'est pas celui du microscope, la meilleure résolution obtenue ici (5µm par pixel) n'atteint pas dans ce cas celle des microscopes. Les meilleurs microscopes optiques peuvent atteindre la limite de diffraction de 0,3µm.

Mais, bien sûr, l'usage et le coût sont totalement différents.

Microscope x150 pour Smartphone

Auteur : Jean-Luc Richter

Début 2014, un financement Kickstarter a permis à Thomas Larson de créer une lentille miniature ventousable au téléphone portable et permettant un grossissement de 150x pour l'observation de lamelles de microscope...

Le kit est arrivé peu avant noël et il faut bien avouer que le résultat est assez bluffant !! La mise en place est simple : on sort délicatement la lentille de la boite et on la pose sur l'objectif du smartphone, le plus au centre possible. On peut alors viser la lampe à LED fournie pour s'assurer que la lentille est bien centrée. Il ne reste alors plus qu'à la pousser du plat de l'ongle pour bien la fixer.

La mise au point se fait ensuite en pressant plus ou moins fortement sur la lamelle, que l'on tient contre l'objectif, avec le smartphone en main pour éclairer avec la lampe. Il faut un petit peu d'habitude pour obtenir une image nette, mais cinq à dix minutes suffisent pour se débrouiller. On a alors accès à des images spectaculaires, pour peu qu'on ait quelques lamelles à disposition. Je n'ai eu qu'à faire appel à mes collègues enseignants de SVT pour les quelques photos que vous verrez plus bas : pattes de mouches (impressionnants crochets !), volvox, matrice d'écran LCD de mon ordinateur portable et tout peut être pris en photo ou filmé !

La lentille existe en deux versions : 15x pour 15 $ et 150x pour 50 $ (avec la lampe LED), ports compris, sur le site de Micro Phone Lens.

Résumé
De plus en plus d'activités font référence à la mesure de la fréquence cardiaque, par exemple en classe de seconde en physique chimie. Cette application permet de mesurer de façon très simple cette fréquence.
Table des matières

Téléchargement de l'application

Avant l'activité vous devez charger l'application chez vous. L'application s'appelle " INSTANT HEART RATE ". Il y a une version pour IOS et Android. Voici les liens pour accéder aux applications

Utilisation de l'application

Table des matières

Etude des risques acoustiques grâce aux smartphones.

Outils de mesure

L'activité se fait avec les microphones des Smartphones (éventuellement microphone branché sur le Smartphone)

Intérêts du Smartphone

Mobilité, disponibilité, outil qui utilise le son souvent en haute définition

Les élèves peuvent utiliser leur propre outil réaliser des mesures dans différents lieu à différentes heures, ils peuvent par exemple dresser une carte de " pollution acoustique "

Echelle de mesure

Ici on mesure le niveau acoustique en dB. Le son est considéré à risques à partir de 85dB.

Etude des casques de baladeur

Exemple avec deux Smartphones : Un des Smartphones génère le son, l'autre mesure le niveau acoustique

Simulation du canal auditif

Le canal auditif mesure 25mm de long et à un diamètre d'environ 10mm

Où est le microphone ?

Avant de commencer l'activité, il faut trouver ou est le microphone (en général il est en bas à gauche. Pour trouver le microphone, nous allons nous aider du " canal auditif relié à un casque de baladeur (intra auriculaire) "

Générer le son.

Utiliser une des applications " générateur de signal "

sur IOS: https://itunes.apple.com/us/app/audio-function-generator/id768229610?mt=8

sur Android: https://play.google.com/store/apps/details?id=com.crescendosystems.afg&hl=fr

Démarrer l'application. Générer un son de 4500Hz, puissance maximale

Mesurer le niveau acoustique

Démarrer l'application : Decibel 10th (existe sur les deux systèmes d'exploitation)

Sur IOS: https://itunes.apple.com/fr/app/decibel-10th/id448155923?mt=8

Sur Android: https://play.google.com/store/apps/details?id=com.skypaw.decibel

Le bruit blanc délivre une puissance constante quelque-soit la fréquence.

Pour des raisons de similitude avec l'audition humaine, c'est le bruit rose qui est utilisé pour calibrer les appareils de mesures auditifs.

Aller dans les réglages et ajuster le niveau sonore

Ecoute musique ou signal à une fréquence donnée.

Approcher le casque du baladeur du microphone, prendre par exemple 4500Hz, sinusoidal, amplitude 100.

Mesurer le niveau sonore ;

Faire varier, mettre le baladeur au maximum. Mesurer le niveau sonore.

Niveau sonore maximal.

Augmenter le niveau sonore (pb sur certains smartphones, par exemple le wiko cink five (85dB) et le nexus5 ( le micro sature à 90dB)

Repérer les maximum des smartphones

Simulation du conduit auditif

Le signal est plus stable.

Pour le vérifier, il suffit de faire une mesure avec et sans le conduit auditif.

Test des bouchons d'oreille

Avec conduits auditifs de la même taille un vide, le deuxième avec un bouchon en silicone, le troisième avec un bouchon en mousse. Atténuation suivant la fréquence. Il est possible de mesurer l'atténuation en fonction de la fréquence.

Autres possibilités

Mesurer le niveau acoustique dans différentes parties du lycée en fonction de l'heure. Dans la ville...

Références pour les risques en acoustique

http://acces.ens-lyon.fr/acces/classe/numerique/smartphones

http://www.inrs.fr/risques/bruit/reglementation.html

http://www.inpes.sante.fr/CFESBases/catalogue/pdf/1362.pdf

http://www.ecoute-ton-oreille.com/

Activité Acoustique musicale

Pour préparer l'activité

Pour cette étude, un Smartphone simule un instrument de musique, l'autre analyse le spectre du son émis.

Télécharger les applications dont les liens sont donnés au la section intitulée " Liste d'applications pour faire de l'acoustique musicale "

Bien regarder les tutoriels video des applications du la section intitulée " Annexe :Tutoriels vidéos d'applications musicales "

Activité pratique

Si le binôme n'a qu'un seul Smartphone. Il est préférable de l'utiliser comme analyseur de spectre sonore. Le groupe peut

venir au bureau du professeur où un Smartphone est branché à des hauts parleurs

Suivre les instructions permettant de:

De mesurer la hauteur du son émis par le Smartphone qui simule l'instrument ,

De vérifier que la hauteur d'une même note ne dépend pas de l'instrument.

De vérifier la relation entre la fréquence du fondamental et des harmoniques

De vérifier les différences de timbre pour différents instruments.

De vérifier le rapport entre deux notes séparée par une octave (par exemple le DO 3 et le DO 4)

De vérifier que le rapport des fréquences entre deux notes consécutives est 2 1/12.

Défi : créer un son pur La 3 à 440Hz en sifflant face au Smartphone.

Répondre aux questions suivantes :

Pour une même note, la fréquence du son dépend-elle de l'instrument utilisé ?

Le son produit par le diapason est qualifié de pur. Décrire l'enregistrement d'un son pur.

Le son produit par les autres instruments est qualifié de complexe. Décrire l'enregistrement d'un son complexe.

La hauteur d'un son est relative au caractère grave ou aigüe d'un son. A quelle grandeur est liée la hauteur d'un son?

On appelle timbre d'un son la propriété qui permet de distinguer deux mêmes notes jouées par des instruments différents. Quel élément du signal permet de différencier les timbres des instruments utilisés ?

Pour cette partie, vous pouvez taper votre compte-rendu, inclure des copies d'écran de vos smartphones pour expliquer votre protocole. Vous pouvez annoter vos captures d'écran grâce à l'application gratuite Skitch. Voir dans la liste d'applications. http://tinyurl.com/ouszdsd

Liste d'applications pour faire de l'acoustique musicale

Voici une liste d'applications gratuites pour réaliser des activités d'acoustique musicale

Applications pour l'étude de l'acoustique musicale avec les smartphones :

Androïd

Simuler les instruments

Enregistrer le spectre des sons

Spectrum analyzer :

https://play.google.com/store/apps/details?id=com.raspw.SpectrumAnalyze

Mesurer l'intensité sonore

Android sensor box :

https://play.google.com/store/apps/details?id=imoblife.androidsensorbox&hl=fr

Pour générer un son pur

Générateur Audio Test Son

https://play.google.com/store/apps/details?id=de.guentherkrauss.audio.audiotesttonegenerator&hl=fr_BE

IOS

Simuler les instruments

Garageband : (gratuit sur tablette)

https://itunes.apple.com/fr/app/garageband/id408709785?mt=8

Pianolo free

https://itunes.apple.com/fr/app/pianolo-free/id418545016?mt=8

Enregistrer le spectre des sons

Ianalyzerlite :

https://itunes.apple.com/fr/app/ianalyzer-lite/id342456044?mt=8

Eventuellement, Spectrum view (le pointeur est difficile à utiliser sur iphone mais l'échelle de l'abscisse est linéaire).

https://itunes.apple.com/us/app/spectrumview/id472662922?mt=8

Mesurer l'intensité sonore

Decibel 10th

https://itunes.apple.com/fr/app/decibel-10th/id448155923?mt=8

Pour générer un son pur

Audio gen

https://itunes.apple.com/fr/app/signal-generator-audio-test/id543661843?mt=8

Comptes rendus d'élèves de l'activité acoustique musicale

Avec Androïd : Compte rendu réalisé par Anita et Amandine élèves en terminale scientifique au lycée Chaplin de Décines (Rhône)

Avec IOS: Compte rendu réalisé par Bilel et Florian élèves en terminale scientifique au lycée Chaplin de Décines (Rhône)

Annexe : Exemples d'activités en terminale S en acoustique

par Emmanuel Thibault

Annexe :Tutoriels vidéos d'applications musicales

Pour ces expériences, il faut deux smartphones :

Tableau des fréquences des notes.

Annexe : Applications pour l'analyse de données et la rédaction de documents

Professeur de Sciences-PhysiquesLycée Chaplin-Becquerel, DécinesProfesseur de Sciences-PhysiquesCollège J.J.Waltz, Marckolsheim
Philippe Jeanjacquot

Jean-Luc Richter

Table des matières

Smartphones en sciences-physiques en DNL

How to determine the location of the accelerometer in a smartphone thanks a record player

The idea is to use an inquiry method to find the position of the accelerometer in the smartphone without open it (of course !). This work is for a K12 pupil (or student, they are so tall...) To do so, the students will use the properties of uniform circular motion. More specifically, they will determine the radius of the circle covered by the accelerometer when the smartphone is in two different positions on a rotating disk. The intersection of the two circles will give them the position of the accelerometer in the smartphone. The uniform circular motion is created by the rotation of a record player (33rpm). They can use the documents for help and set up the procedure to locate the accelerometer in the smartphone. Locate it. Compare the results with the manufacturer's specifications.

Télécharger la fiche d'activités

Doppler effect, Smartphones and exoplanets

How to use the Smarphone to simulate the method of exoplanets detection with the radial velocity

Télécharger la fiche d'activités

Activity music and acoustic with smartphones

Work about the pitch, the tone and all of the different parameter of the sound make by a musical instrument

Télécharger la fiche d'activités

Télécharger le rapport des étudiants

Smartphone et éducation

Interview de Jean-Louis Richer

Présentation de Jean-Luc Richter, professeur de Physique/Chimie au collège J.J.Waltz de Marckolsheim et participant du groupe classe numérique à l'ifé.

Le livret "Smartphone in Science Teaching"

Ce livre gratuit auquel ont contribué trois enseignants de l'équipe CANOé est publié par Science On Stage : il regroupe des activités dont le point commun est l'usage des smartphones.

Les smartphones sont maintenant un point incontournable de la vie de tous les jours. En particulier, les jeunes utilisent ces nouvelles technologies de façon tout à fait naturelle. C'est aussi une belle opportunité pour les enseignements de sciences et de technologie. 20 enseignants de 14 pays d'Europe on contribué à l'élaboration de 11 unités d'enseignement qui montrent comment les smartphones et les applications peuvent être utilisés pour réaliser des expériences fascinantes en math, physique, chimie ou biologie. Depuis les mesures de l'Univers, au contrôle des nuisances sonores ou de la vitesse des voitures: Les smartphones offrent aux étudiants et aux enseignants de nombreuses opportunités de pratiquer la démarche d'investigation.

Lien sur la page complète de présentation.

Télécharger le livret en anglais

Istage : ressources pédagogiques, activités en classe avec les smartphones pour toutes les disciplines scientifiques. Travail réalisé par un groupe de professeurs européens. Le document est en cours de traduction

Blog post : très complet sur toutes les activités pédagogiques liées au smartphones, réalisé par l'équipe d'OpenSignal ( en anglais). Article du blogpost sur les smartphones en physique. Article du blogpost sur les smartphones en physique

Communauté Google+ créée par deux collègues américains (M et Mme Vieyra) autour de l'enseignement avec les smartphones (en anglais)

Applications d'utilisation des capteurs des smartphones pour l'enseignement créés par M et Mme Vieyra

Le centre national de création musicale (GRAME) a créé une série d'applications "smartfaust" qui permet de transformer les smarphones (IOS et Android) en instruments de musique innovants. Ce qui permet de nouvelles approches pédagogiques en enseignement musical. Sous IOS ou sous Androïd.

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Les smartphones ont envahi nos établissements scolaires, la plupart des élèves en possèdent un. Mais ils sont loin d'utiliser toutes leurs possibilités. Pourquoi ne pas les utiliser en cours et en travaux pratiques ? Les smartphones ont des moyens de calculs puissants et ils sont dotés également de capteurs permettant de faire des mesures en science.

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Les TraAM ont pour objectif d'aider et d'accompagner le développement des Tice en mutualisant les expériences. Pour y parvenir, la DNE, en relation avec l'Inspection Générale, propose chaque année aux académies des thèmes de travail communs. Suite à la réponse à l'appel à projet, huit académies sont retenues. Elles travaillent ensemble, avec le pilotage de la DNE, pour :
- produire des scénarios pédagogiques, et les illustrer à l'aide d'exemples d'usage testés dans les classes par les enseignants,
- conduire une réflexion sur les pratiques pédagogiques et les plus-values du numérique pour les apprentissages,
- proposer des publications accessibles aux non spécialistes dans le cadre de la généralisation des usages.

En 2017-2018, le thème était organisé autour de 4 mots-clés (Évaluer, Mesurer, Visualiser, Produire des objets) dont il fallait en choisir 2. L'académie d'Orléans-Tours a proposé un projet autour des deux mots-clés " Évaluer et Mesurer ".

En effet, mesurer est une activité essentielle du physicien et du chimiste qui consiste à déterminer, avec un certain niveau de précision, la valeur d'une grandeur physique.

Effectuer une telle activité suppose :

- Choisir et mettre en œuvre une méthode expérimentale
- Acquérir une ou plusieurs valeurs numériques
- Exploiter les données afin de valider la mesure.

Dans chacune de ces étapes, les élèves peuvent rencontrer des difficultés qui peuvent être anticipées lors d'une évaluation diagnostique (identification de prérequis, de gestes techniques, ...) ; le professeur devra par ailleurs les aider au cours du processus par une différenciation (coups de pouce, simulations, aides vidéo, ...) ; enfin, cette activité faisant partie intégrante de la démarche scientifique, elle doit être évaluée en particulier dans le cadre des évaluations expérimentales (ECE ou autres).

Le numérique peut être mobilisé à chacune de ces étapes : simulation pré-expérimentale, interface de mesure, tableur-grapheur, outils collaboratifs, etc.

Nous proposons donc de réaliser des séquences pédagogiques différenciées de métrologie, incluant des évaluations.
Une dizaine de professeurs de l'académie ont donc élaboré une dizaine de scénarii pédagogiques, pour le collège et le lycée

La physique-chimie est aussi susceptible d'intervenir en histoire des arts. Pour l'année scolaire 2017-2018, les TRAAM en histoire des arts ont posé la question des outils numériques propres à l'enseignement d'histoire des arts sous l'angle suivant : " Comment, par le numérique, mettre l'élève en activité pour acquérir des compétences en histoire des arts en cycles 3 et 4 et en lycée ? ".

Lény ROBIN IAN PC 2017

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Les TraAM ont pour objectif d'aider et d'accompagner le développement des Tice en mutualisant les expériences. Pour y parvenir, la DNE, en relation avec l'Inspection Générale, propose chaque année aux académies des thèmes de travail communs. Suite à la réponse à l'appel à projet, huit académies sont retenues.

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IMecaProf: faire des expériences de Mécanique du point avec des smartphones. Niveau: Première année d'études supérieures à l'université En France: Licence de Sciences et Technologies, IUT, CPGE, ...

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Reflector Teacher | Upgrade to Reflector 4 Now

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Interested in classroom screen mirroring? Try the all new Reflector 4 for your classroom today for free.

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Projeter  l'écran de son smartphone sur PC

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Projeter  l'écran de son smartphone sur PC

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évaluation sur smartphone grâce aux QCM µSocrative

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accès à la plateforme d'apprentissage depuis un smartphone pour consulter les cours

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mesure de puissance en dBm

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mesure d'un niveau sonore

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Explorez la relation entre la vitesse angulaire et l'accélération centrifuge à l'aide du gyroscope et de l'accéléromètre

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Relation entre la vitesse angulaire et l'accélération centrifuge 

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Relation entre la vitesse angulaire et l'accélération centrifuge 

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Pour créer facilement ses propres applications

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Pour créer facilement ses propres applications

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Mirage - spectres IR en réalité augmentée

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Des smartphones pour faire des expériences de physique au lycée et à l’université (Joel Chevrier)

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transformer son smartphone en spectroscope

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transformer son smartphone en spectroscope

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Our world is filled with different light sources: fluorescent office lights, sodium street lamps, and bright neon lights to name a few. Now you can see all of the emission spectra of these light sources with our new iPhone app: SpectraSnapp. Did I mention that it's free?

Remember those flame tests from high school chemistry class? You would burn a specific element - such as copper or sodium - and each element would burn with a different color. For instance, sodium burns with an intense yellow flame while lithium will burn red.

These characteristic colors emerge because every element or chemical compound has its own emission spectrum. When an atom's electrons are excited, it will emit photons of specific wavelengths. Atoms emit photons of various energies when electrons are excited from one energy level to another.

The magnitude of the energy jump for the electrons determines the energy - and subsequent color - of the emitted photons. Using an instrument known as a spectrometer, physicists can see the unique emission lines for an element or compound. With SpectraSnapp, now you can too!

APS Outreach Specialist James Roche shows off SpectraSnapp.
Image Credit: Mike Lucibella/APS.

SpectraSnapp makes use of the iPhone's camera to image spectra of any light source. You'll need to make a few quick adaptations first, however.

As you can see in the image above, you'll have to create a makeshift spectrometer to append to your phone's camera. The app has the full details on how to build your device which requires just a few items:

A diffraction grating

Black construction paper

And electrical tape (black works best)

After you've made your spectrometer, just point your camera at any nearby light sources to reveal the underlying emission lines. Once you snap your picture, it's time for analysis.
The app lets you do some basic photo editing to perfect your spectrum sample. You can crop, rotate, change the brightness, and alter the contrast for your spectrum image.

Next, you can compare your spectrum to our library of spectra for a number of other light sources. The library includes spectra for many gas discharges and common light sources. By comparing your spectra, you can start to see how your sample generates its light. Maybe your sample looks like a sodium discharge, or maybe it looks more like the red and orange heavy emission of neon.

An example spectrum of a white CFL bulb taken with the app.
Image Credit: Brian Jacobsmeyer

Finally, you can of course share your spectra through Facebook, Twitter or Instagram. All of your photos will be stored in your phone's camera roll.

For now, the app is only available for iPhones and iPads, but we hope to branch out to Android devices in the future. Make sure to let us know what you think in the comments.

To download the app, simply search for "SpectraSnapp" in the app store on your device. Otherwise, you can follow the download link below.

Download and More Links

Download the App (iTunes Store)

APS News Article on SpectraSnapp

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Turn Your Phone Into a Spectrometer - For Free!

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Our world is filled with different light sources: fluorescent office lights, sodium street lamps, and bright neon lights to name a few. Now you can see all of the emission spectra of these light sources with our new iPhone app: SpectraSnapp. Did I mention that it's free?

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mooc physique des objets du quotidien

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Explore Mooc Physap's 217 photos on Flickr!

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résonance et mesure de la vitesse du son

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résonance et mesure de la vitesse du son

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mesure  de la vitesse du son par effet Doppler

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mesure  de la vitesse du son par effet Doppler

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mesurer la période d'un pendule avec le proximètre

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mesurer la période d'un pendule avec le proximètre

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mesurer la période d'un pendule avec l'accéléromètre

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mesurer la période d'un pendule avec l'accéléromètre

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Professeur de Sciences-PhysiquesLycée Chaplin-Becquerel, Décines

Publié par

Les smartphones ont envahi nos établissements scolaires, la plupart des élèves en possèdent un. Mais ils sont loin d'utiliser toutes leurs possibilités. Pourquoi ne pas les utiliser en cours et en travaux pratiques ? Les smartphones ont des moyens de calculs puissants et ils sont dotés également de capteurs permettant de faire des mesures en science. D'autre part, grâce à leur taille, les expériences peuvent se dérouler à l'extérieur. Ce dossier explore l'utilisation des smartphones en travaux pratiques en science. Par exemple, en mécanique (utilisation des accéléromètre des gyromètres et des magnétomètres) mais aussi en optique, acoustique, en astronomie, seismologie...). Les possibilités sont vastes nous ne sommes qu'au début de leur exploration.

Table des matières

Liste des figures Contenant une vidéo

Liste des figures Contenant un son

Liste des tableaux
Résumé
Dans la mesure d'Eratosthène, il est souvent délicat de mesurer la hauteur du Soleil. Voici une méthode simple pour mesurer la hauteur du Soleil avec un smartphone.
Table des matières

Présentation :

Au IIème siècle avant JC, Eratosthène réalisa la mesure de la circonférence de la Terre grâce à la position du Soleil dans le ciel au même moment (midi solaire) à deux endroits de latitude différente.

En effet, le jour du solstice d'été, les rayons du Soleil vont jusqu'au fond d'un puits vertical à Syène (actuellement Assouan) alors que les obélisques d'Alexandrie possèdent une ombre. Ce qui signifie qu'à Assouan le Soleil est au Zénith alors qu'il ne l'est pas à Alexandrie.

Pour déterminer la circonférence de la Terre il faut faire deux mesures. La distance entre les deux points de mesure. L'idéal est que les deux villes soient sur le même axe Nord-Sud.

Dans le cas de la mesure de la mesure d'Ératosthène, il faut mesurer l'angle formé par l'obelisque, supposé vertical et les rayons du Soleil.

Liens :

Regroupement de mesures d'Eratosthène

Un exemple de mesure d'Eratosthène

Site du lycée français du Caire sur Eratosthène

Intérêts des smartphones

Les smartphones permettent de mesurer facilement la hauteur du Soleil.

Les applications utilisées :

Pour IOS Angle meter (gratuit)

Ou theodolite (4€)

Pour Android : Theodolite droid (gratuit)

Mesure et astuces

L'intérêt de l'appli payante " théodolite " est de pouvoir zoomer et ainsi d'augmenter la précision.

Lors de la mesure vous obtenez une valeur négative. C'est l'opposé de la hauteur du Soleil.

L'image suivant a été réalisée le 15 septembre à 13H24. La hauteur théorique du Soleil est de 44°04'

Pour plus de précision, il vaut mieux avoir le smartphone horizontal (ce qui est donné à gauche sur les applis Théodolite.

Il y a une touche calibration qu'il est préférable de réaliser avant la mesure, l'écart peut être d'un ou deux degrés si cette opération n'est pas réalisée.

Si on utilise " angle meter " , c'est la même méthode l'angle mesuré est le complémentaire de la hauteur. La hauteur en degrés s'obtient en soustrayant l'angle obtenu à 90°

Il est possible de calibrer le téléphone avec un niveau à bulle. Coller le niveau au dos du téléphone. Mesurer l'angle obtenu quand le téléphone est vertical. Si cet angle est différent de 90° Soustraire l'angle mesuré à cette valeur.

Pour une classe la mesure peut être réalisée par chaque élève disposant d'un smartphone qui a préalablement chargé l'application. Ce qui permet de diminuer les marges d'erreur

Résumé
Pour transformer un smartphone en microscope, c'est très simple, il suffit... d'une goutte d'eau!
Table des matières
Voici la comparaison d'images avec et sans goutte d'eau

En général les smartphones ont deux capteurs qui servent de caméra et d'appareil photo. Un au-dessus de l'écran que j'appelle "caméra de la face écran" et un de l'autre côté que j'appelle "caméra de la face avant".

Pour faire office de microscope, il suffit de poser une goutte d'eau sur la caméra. La goutte d'eau est posée à l'aide d'une paille ou d'une petite pipette en plastique.

Pour la stabilité de la goutte d'eau, il est plus facile d'utiliser la face de l'écran. L'image est facilement visualisable à côté de la caméra utilisée. Par contre, la précision (définition) de cette caméra est moins bonne que celle située de l'autre côté du smartphone.

L'utilisation de la caméra de la face avant permet d'obtenir des images plus précises. Mais il faut tenir le smartphone horizontalement au dessus de l'observateur pour que la goutte d'eau reste stable.

Avec la caméra de la face écran

Sans goutte d'eau

Avec la goutte d'eau

La goutte d'eau a été placée à l'aide d'une paille sur la caméra de la face écran du téléphone.

Avec la caméra de la face avant

Sans la goutte d'eau

Avec la goutte d'eau:

Conclusion

Sans parler du principe optique qui n'est pas celui du microscope, la meilleure résolution obtenue ici (5µm par pixel) n'atteint pas dans ce cas celle des microscopes. Les meilleurs microscopes optiques peuvent atteindre la limite de diffraction de 0,3µm.

Mais, bien sûr, l'usage et le coût sont totalement différents.

Microscope x150 pour Smartphone

Auteur : Jean-Luc Richter

Début 2014, un financement Kickstarter a permis à Thomas Larson de créer une lentille miniature ventousable au téléphone portable et permettant un grossissement de 150x pour l'observation de lamelles de microscope...

Le kit est arrivé peu avant noël et il faut bien avouer que le résultat est assez bluffant !! La mise en place est simple : on sort délicatement la lentille de la boite et on la pose sur l'objectif du smartphone, le plus au centre possible. On peut alors viser la lampe à LED fournie pour s'assurer que la lentille est bien centrée. Il ne reste alors plus qu'à la pousser du plat de l'ongle pour bien la fixer.

La mise au point se fait ensuite en pressant plus ou moins fortement sur la lamelle, que l'on tient contre l'objectif, avec le smartphone en main pour éclairer avec la lampe. Il faut un petit peu d'habitude pour obtenir une image nette, mais cinq à dix minutes suffisent pour se débrouiller. On a alors accès à des images spectaculaires, pour peu qu'on ait quelques lamelles à disposition. Je n'ai eu qu'à faire appel à mes collègues enseignants de SVT pour les quelques photos que vous verrez plus bas : pattes de mouches (impressionnants crochets !), volvox, matrice d'écran LCD de mon ordinateur portable et tout peut être pris en photo ou filmé !

La lentille existe en deux versions : 15x pour 15 $ et 150x pour 50 $ (avec la lampe LED), ports compris, sur le site de Micro Phone Lens.

Résumé
De plus en plus d'activités font référence à la mesure de la fréquence cardiaque, par exemple en classe de seconde en physique chimie. Cette application permet de mesurer de façon très simple cette fréquence.
Table des matières

Téléchargement de l'application

Avant l'activité vous devez charger l'application chez vous. L'application s'appelle " INSTANT HEART RATE ". Il y a une version pour IOS et Android. Voici les liens pour accéder aux applications

Utilisation de l'application

Table des matières

Etude des risques acoustiques grâce aux smartphones.

Outils de mesure

L'activité se fait avec les microphones des Smartphones (éventuellement microphone branché sur le Smartphone)

Intérêts du Smartphone

Mobilité, disponibilité, outil qui utilise le son souvent en haute définition

Les élèves peuvent utiliser leur propre outil réaliser des mesures dans différents lieu à différentes heures, ils peuvent par exemple dresser une carte de " pollution acoustique "

Echelle de mesure

Ici on mesure le niveau acoustique en dB. Le son est considéré à risques à partir de 85dB.

Etude des casques de baladeur

Exemple avec deux Smartphones : Un des Smartphones génère le son, l'autre mesure le niveau acoustique

Simulation du canal auditif

Le canal auditif mesure 25mm de long et à un diamètre d'environ 10mm

Où est le microphone ?

Avant de commencer l'activité, il faut trouver ou est le microphone (en général il est en bas à gauche. Pour trouver le microphone, nous allons nous aider du " canal auditif relié à un casque de baladeur (intra auriculaire) "

Générer le son.

Utiliser une des applications " générateur de signal "

sur IOS: https://itunes.apple.com/us/app/audio-function-generator/id768229610?mt=8

sur Android: https://play.google.com/store/apps/details?id=com.crescendosystems.afg&hl=fr

Démarrer l'application. Générer un son de 4500Hz, puissance maximale

Mesurer le niveau acoustique

Démarrer l'application : Decibel 10th (existe sur les deux systèmes d'exploitation)

Sur IOS: https://itunes.apple.com/fr/app/decibel-10th/id448155923?mt=8

Sur Android: https://play.google.com/store/apps/details?id=com.skypaw.decibel

Le bruit blanc délivre une puissance constante quelque-soit la fréquence.

Pour des raisons de similitude avec l'audition humaine, c'est le bruit rose qui est utilisé pour calibrer les appareils de mesures auditifs.

Aller dans les réglages et ajuster le niveau sonore

Ecoute musique ou signal à une fréquence donnée.

Approcher le casque du baladeur du microphone, prendre par exemple 4500Hz, sinusoidal, amplitude 100.

Mesurer le niveau sonore ;

Faire varier, mettre le baladeur au maximum. Mesurer le niveau sonore.

Niveau sonore maximal.

Augmenter le niveau sonore (pb sur certains smartphones, par exemple le wiko cink five (85dB) et le nexus5 ( le micro sature à 90dB)

Repérer les maximum des smartphones

Simulation du conduit auditif

Le signal est plus stable.

Pour le vérifier, il suffit de faire une mesure avec et sans le conduit auditif.

Test des bouchons d'oreille

Avec conduits auditifs de la même taille un vide, le deuxième avec un bouchon en silicone, le troisième avec un bouchon en mousse. Atténuation suivant la fréquence. Il est possible de mesurer l'atténuation en fonction de la fréquence.

Autres possibilités

Mesurer le niveau acoustique dans différentes parties du lycée en fonction de l'heure. Dans la ville...

Références pour les risques en acoustique

http://acces.ens-lyon.fr/acces/classe/numerique/smartphones

http://www.inrs.fr/risques/bruit/reglementation.html

http://www.inpes.sante.fr/CFESBases/catalogue/pdf/1362.pdf

http://www.ecoute-ton-oreille.com/

Activité Acoustique musicale

Pour préparer l'activité

Pour cette étude, un Smartphone simule un instrument de musique, l'autre analyse le spectre du son émis.

Télécharger les applications dont les liens sont donnés au la section intitulée " Liste d'applications pour faire de l'acoustique musicale "

Bien regarder les tutoriels video des applications du la section intitulée " Annexe :Tutoriels vidéos d'applications musicales "

Activité pratique

Si le binôme n'a qu'un seul Smartphone. Il est préférable de l'utiliser comme analyseur de spectre sonore. Le groupe peut

venir au bureau du professeur où un Smartphone est branché à des hauts parleurs

Suivre les instructions permettant de:

De mesurer la hauteur du son émis par le Smartphone qui simule l'instrument ,

De vérifier que la hauteur d'une même note ne dépend pas de l'instrument.

De vérifier la relation entre la fréquence du fondamental et des harmoniques

De vérifier les différences de timbre pour différents instruments.

De vérifier le rapport entre deux notes séparée par une octave (par exemple le DO 3 et le DO 4)

De vérifier que le rapport des fréquences entre deux notes consécutives est 2 1/12.

Défi : créer un son pur La 3 à 440Hz en sifflant face au Smartphone.

Répondre aux questions suivantes :

Pour une même note, la fréquence du son dépend-elle de l'instrument utilisé ?

Le son produit par le diapason est qualifié de pur. Décrire l'enregistrement d'un son pur.

Le son produit par les autres instruments est qualifié de complexe. Décrire l'enregistrement d'un son complexe.

La hauteur d'un son est relative au caractère grave ou aigüe d'un son. A quelle grandeur est liée la hauteur d'un son?

On appelle timbre d'un son la propriété qui permet de distinguer deux mêmes notes jouées par des instruments différents. Quel élément du signal permet de différencier les timbres des instruments utilisés ?

Pour cette partie, vous pouvez taper votre compte-rendu, inclure des copies d'écran de vos smartphones pour expliquer votre protocole. Vous pouvez annoter vos captures d'écran grâce à l'application gratuite Skitch. Voir dans la liste d'applications. http://tinyurl.com/ouszdsd

Liste d'applications pour faire de l'acoustique musicale

Voici une liste d'applications gratuites pour réaliser des activités d'acoustique musicale

Applications pour l'étude de l'acoustique musicale avec les smartphones :

Androïd

Simuler les instruments

Enregistrer le spectre des sons

Spectrum analyzer :

https://play.google.com/store/apps/details?id=com.raspw.SpectrumAnalyze

Mesurer l'intensité sonore

Android sensor box :

https://play.google.com/store/apps/details?id=imoblife.androidsensorbox&hl=fr

Pour générer un son pur

Générateur Audio Test Son

https://play.google.com/store/apps/details?id=de.guentherkrauss.audio.audiotesttonegenerator&hl=fr_BE

IOS

Simuler les instruments

Garageband : (gratuit sur tablette)

https://itunes.apple.com/fr/app/garageband/id408709785?mt=8

Pianolo free

https://itunes.apple.com/fr/app/pianolo-free/id418545016?mt=8

Enregistrer le spectre des sons

Ianalyzerlite :

https://itunes.apple.com/fr/app/ianalyzer-lite/id342456044?mt=8

Eventuellement, Spectrum view (le pointeur est difficile à utiliser sur iphone mais l'échelle de l'abscisse est linéaire).

https://itunes.apple.com/us/app/spectrumview/id472662922?mt=8

Mesurer l'intensité sonore

Decibel 10th

https://itunes.apple.com/fr/app/decibel-10th/id448155923?mt=8

Pour générer un son pur

Audio gen

https://itunes.apple.com/fr/app/signal-generator-audio-test/id543661843?mt=8

Comptes rendus d'élèves de l'activité acoustique musicale

Avec Androïd : Compte rendu réalisé par Anita et Amandine élèves en terminale scientifique au lycée Chaplin de Décines (Rhône)

Avec IOS: Compte rendu réalisé par Bilel et Florian élèves en terminale scientifique au lycée Chaplin de Décines (Rhône)

Annexe : Exemples d'activités en terminale S en acoustique

par Emmanuel Thibault

Annexe :Tutoriels vidéos d'applications musicales

Pour ces expériences, il faut deux smartphones :

Tableau des fréquences des notes.

Annexe : Applications pour l'analyse de données et la rédaction de documents

Professeur de Sciences-PhysiquesLycée Chaplin-Becquerel, DécinesProfesseur de Sciences-PhysiquesCollège J.J.Waltz, Marckolsheim
Philippe Jeanjacquot

Jean-Luc Richter

Table des matières

Smartphones en sciences-physiques en DNL

How to determine the location of the accelerometer in a smartphone thanks a record player

The idea is to use an inquiry method to find the position of the accelerometer in the smartphone without open it (of course !). This work is for a K12 pupil (or student, they are so tall...) To do so, the students will use the properties of uniform circular motion. More specifically, they will determine the radius of the circle covered by the accelerometer when the smartphone is in two different positions on a rotating disk. The intersection of the two circles will give them the position of the accelerometer in the smartphone. The uniform circular motion is created by the rotation of a record player (33rpm). They can use the documents for help and set up the procedure to locate the accelerometer in the smartphone. Locate it. Compare the results with the manufacturer's specifications.

Télécharger la fiche d'activités

Doppler effect, Smartphones and exoplanets

How to use the Smarphone to simulate the method of exoplanets detection with the radial velocity

Télécharger la fiche d'activités

Activity music and acoustic with smartphones

Work about the pitch, the tone and all of the different parameter of the sound make by a musical instrument

Télécharger la fiche d'activités

Télécharger le rapport des étudiants

Smartphone et éducation

Interview de Jean-Louis Richer

Présentation de Jean-Luc Richter, professeur de Physique/Chimie au collège J.J.Waltz de Marckolsheim et participant du groupe classe numérique à l'ifé.

Le livret "Smartphone in Science Teaching"

Ce livre gratuit auquel ont contribué trois enseignants de l'équipe CANOé est publié par Science On Stage : il regroupe des activités dont le point commun est l'usage des smartphones.

Les smartphones sont maintenant un point incontournable de la vie de tous les jours. En particulier, les jeunes utilisent ces nouvelles technologies de façon tout à fait naturelle. C'est aussi une belle opportunité pour les enseignements de sciences et de technologie. 20 enseignants de 14 pays d'Europe on contribué à l'élaboration de 11 unités d'enseignement qui montrent comment les smartphones et les applications peuvent être utilisés pour réaliser des expériences fascinantes en math, physique, chimie ou biologie. Depuis les mesures de l'Univers, au contrôle des nuisances sonores ou de la vitesse des voitures: Les smartphones offrent aux étudiants et aux enseignants de nombreuses opportunités de pratiquer la démarche d'investigation.

Lien sur la page complète de présentation.

Télécharger le livret en anglais

Istage : ressources pédagogiques, activités en classe avec les smartphones pour toutes les disciplines scientifiques. Travail réalisé par un groupe de professeurs européens. Le document est en cours de traduction

Blog post : très complet sur toutes les activités pédagogiques liées au smartphones, réalisé par l'équipe d'OpenSignal ( en anglais). Article du blogpost sur les smartphones en physique. Article du blogpost sur les smartphones en physique

Communauté Google+ créée par deux collègues américains (M et Mme Vieyra) autour de l'enseignement avec les smartphones (en anglais)

Applications d'utilisation des capteurs des smartphones pour l'enseignement créés par M et Mme Vieyra

Le centre national de création musicale (GRAME) a créé une série d'applications "smartfaust" qui permet de transformer les smarphones (IOS et Android) en instruments de musique innovants. Ce qui permet de nouvelles approches pédagogiques en enseignement musical. Sous IOS ou sous Androïd.

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Les smartphones ont envahi nos établissements scolaires, la plupart des élèves en possèdent un. Mais ils sont loin d'utiliser toutes leurs possibilités. Pourquoi ne pas les utiliser en cours et en travaux pratiques ? Les smartphones ont des moyens de calculs puissants et ils sont dotés également de capteurs permettant de faire des mesures en science.

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transformer son smartphone en microscope

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transformer son smartphone en microscope

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avec une simple goutte d'eau

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Mirage - réalité augmentée et virtuelle pour l'enseignement

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Les effets secondaires des médicaments (Terminale S)

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Cette application est maintenant disponible sur smartphones et tablettes ici. Compétences mises en jeu : Identifier des reconnaître diastéréoisomères Z/E Utiliser la représentation d...