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Informer et accompagner
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les professionnels de l’éducation CYCLES 2 3 4
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PHYSIQUE-CHIMIE
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Mettre en œuvre son enseignement
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Mouvement et interactions
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Comment optimiser une performance
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en lancer de Vortex® ?
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Une séquence bidisciplinaire
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Le fichier source
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au format Word THÈME : MOUVEMENT ET INTERACTIONS
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disponible en
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téléchargement Attendus de fin de cycle : : Caractériser un mouvement
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Registre d’enseignement : enseignement commun
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Descriptif : Exemple de « croisement disciplinaire » qui, sur un temps donné, peut donner plus de sens aux
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apprentissages.
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1. (PC) : Présentation de la séquence EPS-SPC - Protocole pour les vidéos.
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2. (EPS) : Diagnostic - Vidéos de 1ers lancers sans consigne (avec et sans prise d’élan). Débat sur les paramètres
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impactant la portée du lancer.
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3. (SPC) : Analyse des vidéos, retour sur les paramètres qui peuvent varier. Utilisation d’un simulateur de lancer
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et recherche des paramètres optimaux. Introduction du vocabulaire.
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4. (EPS) : Mise en pratique des analyses. Nouvelles vidéos et constat de progrès (ou non).
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5. (SPC) : Synthèse. Bilan des performances. Analyse d’une dernière vidéo. Conclusion : élaboration d’une fiche
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technique de méthodologie pour un lancer optimal. Evaluation possible de la production.
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Repère de progressivité : Séquence clôturant l’étude de mouvements en début de cycle 4 : ont été étudiées au
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préalable les notions de trajectoire, de caractérisation de la vitesse (direction, sens, calcul de la valeur).
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Objectifs d’apprentissage :
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• Caractériser le mouvement d’un projectile.
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• Étude des paramètres sur lesquels agir pour améliorer la performance d’un lancer.
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• Élaborer la fiche technique correspondante pour les cours d’EPS.
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Compétences travaillées
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Pratiquer des démarches scientifiques
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• Proposer une ou des hypothèses pour répondre à une question scientifique. Concevoir une expérience pour la
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ou les tester.
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• Mesurer des grandeurs physiques de manière directe ou indirecte (Distances, temps, observer des mouvements).
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• Interpréter des résultats expérimentaux, en tirer des conclusions et les communiquer en argumentant.
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Concevoir, créer, réaliser
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• Concevoir un dispositif de mesure ou d’observation (mise en place d’un protocole pour filmer, présence d’un
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étalon de longueur, position de la tablette ou de l’APN, ….).
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Pratiquer des langages
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• Utiliser la langue française en cultivant précision, richesse de vocabulaire et syntaxe pour rendre compte des
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observations, expériences, hypothèses et conclusions. (Elaboration d’un protocole, réponses argumentées aux
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questions posées et création d’une fiche technique finale).
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Mobiliser des outils numériques
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• Utiliser des outils d’acquisition et de traitement de données, de simulations et de modèles numériques.
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• Produire des documents scientifiques grâce à des outils numériques, en utilisant l’argumentation et le vocabu-
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laire spécifique à la physique et à la chimie. (Logiciel de pointage de vidéo, simulation, tableur-grapheur).
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eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Mars 2016 1
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CYCLE 4 I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en œuvre son enseignement
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Mouvement et interactions
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THÈME : MOUVEMENT ET INTERACTIONS
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Connaissances et compétences associées
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Caractériser un mouvement
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• Utiliser la relation liant vitesse, distance et durée dans le cas d’un mouvement uniforme.
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• Vitesse : direction, sens et valeur.
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• Mouvements uniformes et mouvements dont la vitesse varie au cours du temps en direction ou en valeur.
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Prérequis : trajectoire, caractérisation de la vitesse (direction, sens, calcul de la valeur).
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Nature de la ressource : Séquence bi-disciplinaire
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Mots clefs : Lancer – trajectoire – pointage
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SOMMAIRE
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Introduction.................................................................................................... 3
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Étape 1 : Introduction..................................................................................... 5
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Étape 2 : Diagnostic en EPS............................................................................ 7
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Étape 3 : Analyse en cours de physique-chimie.............................................. 8
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Étape 4 : Expérimentation en EPS................................................................ 13
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Étape 5 : Conclusion en cours de physique-chimie....................................... 14
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Repères pour l’évaluation (correction possible)........................................... 17
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Annexe. ........................................................................................................ 19
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Bibliographie / Sitographie. ......................................................................... 19
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eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Mars 2016 2
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CYCLE 4 I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en œuvre son enseignement
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Mouvement et interactions
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Introduction
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Transversalité
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L’activité proposée s’intègre aussi bien dans les attendus de fin de cycle de la physique-chimie
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que de l’EPS.
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Pour l’EPS :
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Champ d’apprentissage ciblé : Produire une performance optimale, mesurable à une
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échéance donnée.
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Compétence travaillée 1 : Développer sa motricité et construire un langage du corps
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• Acquérir des techniques spécifiques pour améliorer son efficience
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Compétence travaillée 2 : S’approprier seul ou à plusieurs par la pratique, les méthodes
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et outils pour apprendre
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• Préparer-planifier-se représenter une action avant de la réaliser
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• Répéter un geste sportif ou artistique pour le stabiliser et le rendre plus efficace
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• Utiliser des outils numériques pour analyser et évaluer ses actions et celles des autres
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Compétence travaillée 3 : S’approprier une culture physique sportive et artistique pour
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construire progressivement un regard lucide sur le monde contemporain
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• S’approprier, exploiter et savoir expliquer les principes d’efficacité d’un geste technique
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Progressivité des apprentissages
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Le lancer est une activité qui se réalise plutôt sur les niveaux 6e et 5e dans les cycles d’EPS.
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De ce fait, le niveau préconisé pour mener cette activité est le niveau 5e au cycle 4.
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D’après les repères de progressivité du programme, l’étude d’un mouvement a commencé
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au cycle 3 et les élèves ont appris à caractériser la vitesse d’un objet par une valeur. Le
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concept de vitesse est réinvesti et approfondi dès le début du cycle 4 en introduisant les
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caractéristiques : direction et sens.
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On se permet ici d’introduire l’utilisation de l’expression de la vitesse pour faire calculer la
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vitesse d’élan de l’élève (considérée à peu près constante), d’un logiciel de pointage pour
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exploiter une trajectoire et repérer les différents types de mouvements rencontrés lors du
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lancer, et d’un outil de simulation pour déterminer les paramètres pour un lancer optimal,
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tout cela adapté au niveau 5e.
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Toutefois, si un cycle lancer est organisé en 3e en EPS, d’autres notions pourront être
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abordées ou ajoutées dans l’activité comme un travail sur l’énergie de position et l’énergie
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cinétique, pour comprendre le compromis entre lancer haut et lancer loin.
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De même, cette activité est adaptable à peu de frais, à l’étude d’un sprint (niveau 4e ou 3e),
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à ceci près que la simulation de trajectoire n’est alors plus exploitable.
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Enfin, en incluant la discipline des mathématiques à l’étude, cette activité peut se prêter
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au développement d’un EPI mathématiques, sciences physiques, EPS, les mathématiques
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pouvant traiter l’abord des grandeurs composées comme la vitesse (THÈME C : Grandeurs et
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mesures), les mesures d’angles (THÈME D : Espace et géométrie), la proportionnalité pour les
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changements d’échelle (THÈME B : Organisation et gestion de données).
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Modalités de mise en œuvre
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Une concertation entre les équipes d’EPS et de physique-chimie est nécessaire pour élaborer
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le calendrier des séances décrites ci-dessous, ainsi que pour l’harmonisation du vocabulaire
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employé par chaque discipline et la transmission des résultats, conclusions, mesures issues
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des différentes séances.
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Cette séquence est à conduire tel un fil rouge qui va s’égrener sur plusieurs séances, sans
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eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Mars 2016 3
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CYCLE 4 I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en œuvre son enseignement
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Mouvement et interactions
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forcément occuper les élèves sur la totalité de ces séances Cela dépendra notamment de
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l’organisation horaire retenue dans l’établissement (1h30 chaque semaine ou alternance
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1h/2h). Il faut donc prévoir des activités de temporisation : exercices, remédiations sur des
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points méthodologiques, autre leçon ou notion en cours d’étude, … Cette remarque concerne
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notamment la séance d’EPS de l’étape 2.
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SUPPORTS UTILISÉS/
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ÉTAPE DESCRIPTION
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LIENS/MATÉRIEL
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1 Introduction en salle de physique chimie
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Présentation de la séquence EPS-PC et
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Logiciel pour carte mentale (Freeplane ou
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Freeplane portable par exemple).
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réflexion collective pour mener à bien les
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prises de vidéos. Il y a nécessité d’un protocole
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reproductible pour bien comparer les films :
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présence d’un étalon de longueur, position
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(distance et stabilité) de l’appareil photo nu-
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mérique (APN), de la tablette ou de la webcam
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qui filme, cadrage, ...
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2 Diagnostic en EPS
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Phase qui ne constitue qu’une partie d’une
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Relevé des performances sur le terrain pour
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confronter les mesures réelles à celles qui
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pourront se faire indirectement sur l’exploita-
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séance d’EPS qui est à compléter par une acti-
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vité autre que le lancer. Les élèves réalisent le tion des vidéos.
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lancer sans consigne particulière. Décamètre, étalon de longueur (distance fixée
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Il y a relevé des performances et réalisation de entre 2 plots).
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quelques vidéos (avec et sans course d’élan) Appareil photo numérique (APN) ou tablette +
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montrant un lancer moyen puis bon. trépied ou table avec cales.
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Phase de discussion sur les paramètres qui
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peuvent impacter la portée du lancer : élan,
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vitesse, amplitude, tenue du projectile, angle
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de lancement, vitesse de la courses d’élan,
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orientation et vitesse du vent, …
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3 Analyses en physique-chimie
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Étude des vidéos avec un logiciel de traitement
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4 fichiers vidéo de secours préparés à l’avance.
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Exemples de logiciels utiles à l’analyse de
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de trajectoires. Vocabulaire introduit ou pré- vidéos
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cisé sur mouvements et vitesse. Travail sur les • Avistep v2.1 (version gratuite) : logiciel de
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mouvements uniformes (course d’élan, calcul pointage et d’analyse de trajectoires
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de vitesse) et mouvements dont la vitesse • Trousse géo tracé : outils géométriques
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varie au cours du temps en direction ou en numériques
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valeur (phase montante et descendante de la • Quick Media Converter : convertisseur
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trajectoire du projectile). multi-format de vidéos, notamment vers
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2ème discussion réflexive sur les paramètres le format avi.
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qui peuvent varier. Utilisation d’un simulateur Simulations utilisables
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de lancer de projectile pour rechercher les
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paramètres optimaux. Si le temps le permet, • Chute parabolique - EDUMEDIA
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recherche d’un dispositif d’aide au repérage de • Tir parabolique -
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l’angle à 45° pour l’EPS. physiquecollege.free.fr
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• Mouvement d’un projectile - Université du
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Il est possible de sensibiliser oralement à la Colorado
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conversion Eposition – Ecinétique, en sans entrer
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dans le détail.
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4 Expérimentation en EPS
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Mise en pratique des analyses réalisées.
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Matériel de l’étape 2
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Nouvelles vidéos et constat de progrès ou non
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dans les performances.
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5 Conclusion en physique-chimie
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Analyse visuelle de la dernière vidéo et de
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Matériel de l’étape 3
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Logiciel de traitement de texte
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l’évolution des performances. Elaboration (LibreOffice writer par exemple).
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d’une fiche technique de méthodologie pour
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un lancer optimal.
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eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Mars 2016 4
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CYCLE 4 I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en œuvre son enseignement
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Mouvement et interactions
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Étape 1 : Introduction
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Précisions pour l’enseignant de physique-chimie
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Il s’agit d’une phase essentiellement orale au cours des laquelle sont mises en place, de
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manière collective, les différentes étapes du protocole de prise de vue vidéo, en respectant un
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cahier des charges imposé par le logiciel d’analyse vidéo utilisé. Les élèves lancent des idées
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et discutent de l’organisation chronologique des étapes citées. Cette discussion peut donner
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lieu à la construction d’un schéma ou d’une carte mentale permettant à la fois de guider la
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discussion et de recueillir les propositions des élèves.
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Compétences travaillées
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Pratiquer des langages à l’oral (domaine 1) : Communication et argumentation claire,
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organisée et logique.
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Concevoir, créer, réaliser (domaine 4 et 5) : Concevoir un dispositif de mesure ou d’observation.
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CRITÈRES DE RÉUSSITE PERMETTANT
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DOMAINE DE COMPÉTENCES ÉVALUÉES L’ATTRIBUTION D’UN NIVEAU DE MAÎTRISE,
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DE A A D.
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Pratiquer des langages (Communiquer) L’élève construit une phrase complète à l’oral.
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L’élève argumente logiquement en fonction du cahier
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des charges si cela s’y prête.
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L’élève s’exprime à voix haute.
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L’élève s’exprime en articulant correctement.
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Niveau A : les indicateurs choisis apparaissent dans leur (quasi)totalité.
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Niveau B : les indicateurs choisis apparaissent partiellement.
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Niveau C : les indicateurs choisis apparaissent de manière insuffisante.
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Niveau D : les indicateurs choisis ne sont pas présents.
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Consignes données à l’élève oralement
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« Vous allez bientôt débuter un cycle « lancer » en EPS.
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Les objectifs seront variés : respecter des règles de sécurité, s’impliquer à son maximum,
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exécuter un beau geste technique et enfin, réaliser la meilleure performance possible. Pour
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ce dernier point, dans le cadre des prochains cours d’EPS et de physique-chimie nous allons
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réaliser l’étude des paramètres qui vous permettront d’atteindre les meilleurs résultats
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possibles.
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Pour cela, nous devrons filmer un ou des élèves dans différentes situations. Les vidéos
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obtenues permettront une étude du mouvement de l’élève lanceur et du projectile lancé.
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Pour analyser ces vidéos et les comparer, il est nécessaire de mettre au point un protocole
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unique et reproductible pour chaque lancer, car nous utiliserons, entre autre, un logiciel
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d’analyse de vidéos qui nous aidera dans l’analyse des mouvements. »
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eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Mars 2016 5
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CYCLE 4 I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en œuvre son enseignement
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Mouvement et interactions
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Consignes données à l’élève par écrit
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1. ce cahier des
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charges est conçu pour Cahier des charges1 à respecter pour l’exploitation de la vidéo sur le logiciel d’analyse utilisé
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l’utlisation d’Avistep. • La prise de vidéo devra être fixe (pas de mouvement de l’appareil).
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Il pourra nécessiter
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• La scène devra montrer le lanceur depuis le début de son mouvement jusqu’au point de chute
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quelques ajustements
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du projectile.
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si un autre logiciel
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est utilisé.
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• Le lanceur devra être placé sur le côté gauche de la scène.
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• Un étalon de longueur connu devra être situé sur la scène, dans le plan du lancer. Il permettra
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de déterminer l’échelle des distances sur la vidéo.
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• Le fichier vidéo devra être au format .avi
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Nous allons établir ensemble le protocole à suivre pour mener à bien la prise de vidéo,
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en tenant compte des contraintes imposées par le cahier des charges ci-dessus.
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Proposez des idées oralement en respectant les critères suivants :
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• Ma proposition est faite sous forme d’une phase, énoncée à voix haute et en articulant.
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• Ma proposition est argumentée en citant une phrase du cahier des charges, si c’est possible.
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Modèle : Je propose … … car… …
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eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Mars 2016 6
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CYCLE 4 I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en œuvre son enseignement
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Mouvement et interactions
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Étape 2 : Diagnostic en EPS
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Précisions pour l’enseignant d’EPS
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Cette étape ne constitue qu’une partie d’une séance d’EPS et se positionne plutôt à la fin de
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cette séance.
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Mise en place de la scène de tournage
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La carte mentale élaborée à l’étape 1 en cours de physique-chimie, fruit des réflexions de
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la classe sur le protocole à suivre pour filmer, aura été communiquée à l’enseignant d’EPS
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qui sera chargé avec les élèves de mettre en place la scène de tournage. Ce travail peut être
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réalisé par des équipes d’élèves.
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Il convient de tenir compte de la distance de course d’élan dans la largeur de scène et de
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placer le « stand de tir » sur la gauche. La course d’élan ne doit pas être trop longue (environ
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3 mètres). De même, il est préférable de se trouver assez loin du plan du lancer pour avoir la
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trajectoire dans sa totalité (en hauteur et en largeur). Enfin, les vidéos gagent à ne pas durer
|
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trop longtemps et à commencer juste au début du mouvement de l’élève pour éviter un travail
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de retouche supplémentaire.
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Matériel à prévoir
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• Un décamètre pour la mesure de l’étalon de longueur et pour placer des plots à distances
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régulières pour le relevé des performances atteintes.
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• Un APN ou une tablette numérique pour filmer.
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• Un trépied pour l’APN ou une petite table pour la tablette (cales à prévoir).
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Phase collective de lancers – phase diagnostique (pas de tournage)
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Une fois le dispositif en place, les élèves réalisent des lancers, à la demande du professeur,
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||
sans conseil technique particulier, mais avec le plus de force possible et dans le respect des
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||
consignes de sécurité. Un relevé des performances peut-être réalisé par l’enseignant ou un
|
||
élève, selon les objectifs pédagogiques visés. Il servira de base à une comparaison ultérieure.
|
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Phase de tournage
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Un élève est choisi et doit réaliser 4 lancers qui vont être filmés.
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• Lancer n°1 : sans élan, sous un angle assez faible (trajectoire presque horizontale).
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• Lancer n°2 : sans élan, sous un angle assez grand (> 50°, trajectoire en cloche).
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• Lancer n°3 : sans élan, sous l’angle voulu par l’élève.
|
||
• Lancer n°4 : avec course d’élan, sous l’angle voulu par l’élève.
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Phase d’analyse et discussion des paramètres à mettre en œuvre à la pro-
|
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chaine séance
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Pour clore la séance ou du moins cette partie de séance, l’enseignant discute avec les élèves
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des paramètres qui peuvent impacter la portée du lancer. Les paramètres dont l’étude peut
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relever de la physique-chimie et qui seront exploitables sont mis en gras. L’enseignant d’EPS
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devra veiller à les faire évoquer aux élèves.
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• Bras : bras cassé, explosivité (vitesse du bras, donc du projectile), angle de lancer...
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• Corps : poids du corps sur la jambe arrière, rotation du buste, poussée des jambes, finir
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grand et équilibré…
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• Course d’élan : vitesse maximale, course d’élan réduite, pas de temps d’arrêt entre course
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et lancer, …
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• Le mental : L’implication, la volonté de se dépasser, …
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eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Mars 2016 7
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CYCLE 4 I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en œuvre son enseignement
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Mouvement et interactions
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Étape 3 : Analyse en cours de physique-chimie
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Précisions pour l’enseignant de physique-chimie
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• Un rapide rappel sur ce qui a été fait en EPS à la séance précédente peut être fait en début
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de séance.
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• Les fichiers vidéos ont été enregistrés dans un répertoire accessible aux élèves depuis le
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réseau.
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||
• Les élèves vont exploiter 2 des 4 vidéos en salle informatique avec un logiciel de pointage de
|
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position comme Avistep.
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• Dans la fiche d’activité sera introduit le vocabulaire sur mouvements (mouvement uniforme,
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mouvement dont la vitesse varie au cours du temps ou en direction, phase montante, phase
|
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descendante) et la formule de la vitesse.
|
||
• Une réflexion est menée en 2 temps sur les paramètres qui peuvent varier, en tenant compte
|
||
de ce qui a été vu en EPS.
|
||
• L’utilisation d’une simulation de lancer de projectile est proposée pour rechercher l’optimi-
|
||
sation d’un paramètre.
|
||
• La conception d’un dispositif d’aide au repérage de l’angle à 45° pour l’EPS est envisageable.
|
||
• Les élèves pourront être sensibilisés oralement à la conversion Eposition – Ecinétique, sans trop
|
||
insister.
|
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Compétences travaillées
|
||
Pratiquer des démarches scientifiques (domaine 4) : Proposer une ou des hypothèses pour
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||
répondre à une question scientifique. Mesurer des grandeurs physiques de manière directe ou
|
||
indirecte.
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Pratiquer des langages (domaine 1) : Lire et comprendre des documents scientifiques. Utiliser
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la langue française à l’écrit en cultivant précision, richesse de vocabulaire et syntaxe pour
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rendre compte des observations, expériences, hypothèses, conclusions.
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Mobiliser des outils numériques (domaine 2) : Utiliser des outils d’acquisition et de traitement
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de données, des simulations numériques. Produire un document scientifique grâce à des
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outils numériques.
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CRITÈRES DE RÉUSSITE PERMETTANT
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DOMAINE DE COMPÉTENCES ÉVALUÉES L’ATTRIBUTION D’UN NIVEAU DE MAITRISE,
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DE A A D.
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Parties A et B L’analyse de l’évolution de la vitesse du projectile est
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Pratiquer des démarches scientifiques correcte.
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(Analyser : interpréter des résultats, en tirer des Les paramètres pertinents pour améliorer la perfor-
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conclusions) mance du lancer ont été identifiés.
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La valeur de l’angle optimal pour un lancer de portée
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théorique maximale a été trouvée.
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Parties A et B La valeur de vitesse moyenne de la course d’élan a
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Pratiquer des démarches scientifiques été critiquée si aberrante.
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(Valider : faire preuve d’esprit critique, confronter La valeur de l’angle optimal trouvé a été commentée
|
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des résultats à un modèle par rapport aux dires du cours d’EPS.
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Les frottements de l’air sont cités pour expliquer
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l’écart par rapport au simulateur.
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eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Mars 2016 8
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CYCLE 4 I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en œuvre son enseignement
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Mouvement et interactions
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CRITÈRES DE RÉUSSITE PERMETTANT
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DOMAINE DE COMPÉTENCES ÉVALUÉES L’ATTRIBUTION D’UN NIVEAU DE MAITRISE,
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DE A A D.
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Concevoir, créer, réaliser L’élève s’est servi en assez grande autonomie de la
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(suivre un protocole) fiche-notice d’Avistep (ou de tout autre logiciel utilisé).
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Le fichier d’exploitation de la vidéo a été créé sans
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erreur grossière.
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Le calcul de la vitesse moyenne de la course d’élan du
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lanceur a été clairement écrit.
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Le simulateur de trajectoire a été utilisé de manière
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cohérente.
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Le fichier de capture d’image du simulateur a été
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correctement réalisé.
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Pratiquer des langages (S’approprier, comprendre L’élève construit des réponses sous forme de phrases
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les documents) complètes à l’écrit.
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L’élève apporte un développement mathématique
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suffisant pour le calcul de vitesse.
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L’élève rédige une argumentation convenable en
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employant un connecteur logique.
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Mobiliser des outils numériques L’élève a su trouver seul les vidéos au chemin infor-
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matique mentionnés.
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L’élève a enregistré au bon endroit le fichier d’exploi-
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tation de la vidéo.
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L’élève a su exploiter le rapporteur numérique du
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logiciel TGT.
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L’élève a su trouver seul le chemin du simulateur
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numérique.
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L’élève sait faire une capture d’écran, la nommer et
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l’enregistrer au bon endroit.
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Niveau A : les indicateurs choisis apparaissent dans leur (quasi)totalité
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Niveau B : les indicateurs choisis apparaissent partiellement
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Niveau C : les indicateurs choisis apparaissent de manière insuffisante
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Niveau D : les indicateurs choisis ne sont pas présents
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eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Mars 2016 9
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CYCLE 4 I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en œuvre son enseignement
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Mouvement et interactions
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2. Énoncé à adapter Support d’activité : Comment optimiser sa performance en lancer de Vortex© ?
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en cas d’utilisation
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d’autres logiciels
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PARTIE A2 : Exploitation des vidéos réalisées en EPS - Identification des paramètres phy-
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qu’Avistep ou TGT
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siques pertinents
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Les 4 fichiers vidéos réalisés en EPS sont stockés dans le répertoire suivant : xxxxx .Ils sont
|
||
nommés lancer1.avi, lancer2.avi, lancer3.avi et lancer4.avi et correspondent à quatre lancers
|
||
exécutés dans des conditions différentes.
|
||
1. Visionner les 4 vidéos. Compte-tenu des discussions que vous avez eues en cours d’EPS,
|
||
quels sont, d’après-vous, les 3 paramètres de la physique sur lesquels on peut agir pour
|
||
améliorer la performance du lancer ?
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•
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•
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•
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2. À l’aide de la fiche Savoir se servir du logiciel Avistep située à la fin de l’énoncé, traiter le
|
||
fichier vidéo lancer2.avi. Pensez à enregistrer régulièrement votre travail.
|
||
3. En observant le traitement effectué, comment évoluent les écarts entre les points quand
|
||
le Vortex© monte ? Même question quand le Vortex© chute ? On attend une réponse bien
|
||
construite. Si vous voyez mal les points sur l’image, faire «Affichage/Cacher l’image».
|
||
4. Compléter alors les deux phrases suivantes et parmi les mots en italiques, rayer la
|
||
proposition inutile :
|
||
|
||
«La même durée s’écoule entre chaque pointage. Si les distances entre les points diminuent,
|
||
alors la vitesse du projectile__________________: le projectile est dans sa phase montante –
|
||
descendante.
|
||
De même, si les distances entre les points augmentent, alors la vitesse du projectile
|
||
______________ : le projectile est dans sa phase montante – descendante.
|
||
|
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||
5. Vous pouvez vous autocorriger en cliquant sur «Résultats / Représentation des vecteurs».
|
||
Agrandir la fenêtre qui s’est ouverte. Cliquer sur «Affichage / valeurs». Modifier en haut
|
||
l’échelle si nécessaire pour mieux voir. Les vitesses sont exprimées en mètre par seconde
|
||
(m/s).
|
||
6. Utiliser maintenant le document Savoir se servir de TGT, située aussi à la fin de l’énoncé.
|
||
Déterminer au degré près, l’angle du lancer dans le fichier lancer2.avi par rapport à
|
||
l’horizontale. Répondre en rédigeant.
|
||
7. On va considérer la vitesse du lanceur comme à peu près constante pendant sa course
|
||
d’élan : on dit que le lanceur a un mouvement uniforme. Sa vitesse moyenne peut alors se
|
||
calculer par la formule mathématique suivante :
|
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d
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v=
|
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t
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• v est la vitesse moyenne en mètre par seconde (m/s).
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• d est la distance en mètre (m) parcourue pendant la course d’élan par le lanceur (fixée à 3 m
|
||
en EPS).
|
||
• t est la durée en seconde (s) mise par le lanceur pour parcourir cette distance d.
|
||
À l’aide d’Avistep1 dans le fichier lancer4.avi, déterminer la durée de sa course d’élan en
|
||
comptant le nombre d’images qui se succèdent à l’aide du bouton , du début de la course
|
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eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Mars 2016 10
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CYCLE 4 I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en œuvre son enseignement
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Mouvement et interactions
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jusqu’au départ du projectile de la main du lanceur. Puis, sachant que chaque image est
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||
séparée par une durée de 0,033 seconde, calculer t.
|
||
Connaissant d et t, déterminer alors la vitesse moyenne du lanceur. Détailler vos calculs et
|
||
commentez votre résultat si nécessaire :
|
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8. Suite aux différentes études menées et en comparant à votre réponse de la question 1°),
|
||
lister à nouveau les 3 paramètres de la physique sur lesquels on peut influer pour améliorer
|
||
la performance du lancer. Visionner à nouveau les 4 vidéos si nécessaire :
|
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•
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•
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•
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3. Énoncé à adapter en PARTIE B2 : Exploitation d’un simulateur de trajectoire - Optimisation de l’un
|
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cas d’utilisation d’un
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des paramètres physiques
|
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autre simulateur que
|
||
celuid’Edumedia. À l’aide du simulateur de chute libre parabolique, fixer une vitesse
|
||
initiale du projectile à 50 m/s et l’angle à une valeur de 70°. Lancer le
|
||
projectile . La courbe obtenue s’appelle une parabole. Ce logiciel
|
||
permet ainsi d’imiter artificiellement la réalité d’un lancer. C’est ce
|
||
qu’on appelle une simulation
|
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1. En conservant une vitesse initiale de 50 m/s, quelle est la valeur de l’angle pour laquelle le
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||
lancer sera optimal en théorie ? Construire une phrase complète pour répondre.
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2. Une fois le bon angle trouvé, faire une capture d’écran et l’enregistrer dans le répertoire
|
||
XXXXXX en nommant le fichier «capture-simulateur».3
|
||
3. En réalité, le boulet de canon devrait aller beaucoup moins loin. Pourquoi ?
|
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4. Pour aller plus loin
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Imagine un dispositif utilisable en EPS lors de l’exécution d’un lancer et qui pourrait aider
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au repérage de l’angle optimal trouvé précédemment.
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4. La procédure pour réaliser un tel enregistrement dépend des ressources disponibles et gagne à être explicitée dans
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cette fiche. Il est par exemple possible d’utiliser la touche « impr écran » du clavier et de coller dans l’image dans
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un autre document (texte ou image par exemple).
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eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Mars 2016 11
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CYCLE 4 I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en œuvre son enseignement
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Mouvement et interactions
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SAVOIR SE SERVIR DU LOGICIEL AVISTEP
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a. Exécuter Avistep (chemin à préciser).
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b. Ouvrir un fichier vidéo : Fichier / Ouvrir et naviguer dans l’arborescence pour sélectionner le fichier vidéo
|
||
à exploiter, dont le chemin sera fourni par le professeur.
|
||
c. Respect des proportions de la vidéo : Menu affichage / Options
|
||
-->
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||
d. Adapter la couleur du curseur : Menu Affichage --> Prendre blanc si fond noir et inversement.
|
||
e. Étalonner les dimensions de l’image : Cliquer sur l’icône puis sélectionner, à l’aide la souris, les deux ex-
|
||
trémités de l’étalon de longueur. Entrer, à l’aide du clavier, la distance en mètre séparant ces deux points, puis
|
||
valider en appuyant sur la touche « Entrée ».
|
||
f. C
|
||
hoisir un repère : Cliquer sur l’icône puis cliquer dans l’image sur l’origine choisie. Les coordonnées des
|
||
marques seront calculées à partir de cette origine.
|
||
g. Pointage des positions : Cliquer sur l’icône puis pointer les positions successives du projectile Vortex© à
|
||
l’aide de la souris. Chaque clic pose une marque et fait avancer l’animation d’une image, soit tous les 0,033 s.
|
||
h. E
|
||
nregistrement du fichier : Faire «Fichier/Enregistrer un travail» et naviguer dans l’arborescence pour l’enre-
|
||
gistrer dans votre perso AS2015-2016/SPC (à adapter) sous le même nom que celui proposé (lancer2.avs).
|
||
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||
Astuce 1 : chaque action peut être annulée par un clic du bouton droit de la souris.
|
||
Astuce 2 : les couleurs des marques, repère, échelle peuvent être changées par un appui sur la barre d’espace.
|
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SAVOIR SE SERVIR DE TGT (INS HEA)
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1. Exécuter TGT 3.0.
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2. Menu Instruments → Cliquer sur « Rapporteur » et sur « Règle ».
|
||
3. Replier la fenêtre du logiciel, dont vous ne vous servirez pas.
|
||
4. On peut déplacer le rapporteur et la règle là où c’est nécessaire pour prendre une mesure d’angle.
|
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eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Mars 2016 12
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CYCLE 4 I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en œuvre son enseignement
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Mouvement et interactions
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Étape 4 : Expérimentation en EPS
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||
Précisions pour l’enseignant d’EPS
|
||
Cette expérimentation peut faire l’objet d’une séance complète d’EPS.
|
||
|
||
Mise en place de la scène de tournage – Matériel à prévoir
|
||
Il s’agit du même protocole et du même matériel qu’à l’étape 2.
|
||
|
||
Phase collective de lancers
|
||
Les élèves réalisent des lancers, en mettant cette fois en pratique cette fois des conseils
|
||
techniques du professeur d’EPS, qui peut s’appuyer en partie sur les résultats des recherches
|
||
réalisées en physique-chimie (angle de lancer, présence d’une course d’élan, vitesse du bras
|
||
maximale).
|
||
Bien sûr, il n’y a pas que les paramètres de la physique sur lesquels jouer pour obtenir la
|
||
meilleure performance. Le professeur d’EPS revient sur les paramètres supplémentaires dont
|
||
il faut tenir compte :
|
||
• les paramètres biologiques, biochimiques (être en forme, avoir une alimentation saine, pra-
|
||
tiquer une activité physique régulière, avoir un sommeil suffisant, …) ;
|
||
• les paramètres de techniques sportives qui conditionnent la bonne mis en place des para-
|
||
mètres «physiques» étudiés en SPC (bras, corps, course d’élan, …). À ce sujet, il faudrait que
|
||
le professeur d’EPS précise aux élèves qu’en théorie, l’angle optimal pour un lancer est plus
|
||
proche de 41° que de 45°. Ce serait 45° si le projectile quittait la main au ras du sol, ce qui
|
||
n’est pas le cas (plutôt à 2 m du sol) ;
|
||
• les paramètres mentaux, l’état d’esprit, volonté de se donner au maximum, de se dépasser ;
|
||
• etc.
|
||
Un nouveau relevé des performances est effectué pour permettre une analyse comparative en
|
||
EPS comme en physique-chimie avec les premiers relevés effectués en étape 2. L’objectif est
|
||
d’observer des progrès dans les performances.
|
||
|
||
Phase de tournage
|
||
Le même élève qu’à l’étape 2 est sollicité et doit réaliser un lancer dans le meilleur respect
|
||
possible des conseils de l’enseignant d’EPS. Le lancer sera filmé avec course d’élan, un bon
|
||
engagement dans la vitesse de bras et sous un angle d’environ 40°.
|
||
Rappel : La vidéo ne doit pas durer trop longtemps et commencer si possible juste au début du
|
||
mouvement de l’élève pour éviter un travail de retouche supplémentaire.
|
||
Rien n’empêche le professeur d’EPS de filmer plus particulièrement le lanceur pour
|
||
commenter sa technique auprès de la classe.
|
||
|
||
|
||
Préparation de l’étape suivante
|
||
Il est annoncé aux élèves qu’une fiche technique EPS sera rédigée en cours de physique-
|
||
chimie. Les élèves doivent donc mémoriser au maximum ce qui est dit au cours d’EPS.
|
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eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Mars 2016 13
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CYCLE 4 I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en œuvre son enseignement
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||
Mouvement et interactions
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Étape 5 : Conclusion en cours de physique-chimie
|
||
Précisions pour l’enseignant de physique-chimie
|
||
Les élèves doivent rédiger un paragraphe de synthèse sur les séances vécues en EPS et
|
||
physique-chimie. Ce travail gagne à être réalisé à la maison et servira de base à la confection
|
||
de la fiche technique. La fiche de consigne peut être distribuée par le professeur d’EPS à la fin
|
||
de l’étape 4.
|
||
• Analyse visuelle de la dernière vidéo en salle informatique ou à l’aide de portables en salle
|
||
de physique-chimie par les élèves, ou visualisation globale en classe entière pour faire le
|
||
bilan.
|
||
• Évolution des performances
|
||
Il s’agit de confronter les résultats des premiers lancers diagnostiques avec les derniers
|
||
résultats, une fois que davantage de techniques et de connaissances ont été acquises.
|
||
Les élèves entrent les performances du groupe dans un fichier tableur-grapheur préconfi-
|
||
guré avec la liste des noms des élèves de la classe.
|
||
Ils construisent ensuite un diagramme circulaire pour présenter ces résultats de manière
|
||
plus visuelle.
|
||
L’évolution globale des performances est enfin commentée en classe entière.
|
||
• Élaboration d’une fiche technique de méthodologie sportive pour un lancer optimal
|
||
Il convient de s’appuyer sur le travail fait à la maison. La production demandée est numé-
|
||
rique, il faut donc prévoir de travailler en salle informatique.
|
||
|
||
Compétences travaillées
|
||
Pratiquer des langages (domaine 1) : Utiliser la langue française à l’écrit en cultivant
|
||
précision, richesse de vocabulaire et syntaxe pour résumer l’étude réalisée.
|
||
Mobiliser des outils numériques (domaine 2) : Utiliser des outils de traitement de données.
|
||
Produire un document scientifique grâce à des outils numériques.
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CRITÈRES DE RÉUSSITE PERMETTANT
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DOMAINE DE COMPÉTENCES ÉVALUÉES L’ATTRIBUTION D’UN NIVEAU DE MAITRISE,
|
||
DE A A D.
|
||
|
||
Synthèse La synthèse respecte le nombre de lignes indiqué.
|
||
Pratiquer des langages (Communiquer) La synthèse contient les paramètres principaux de
|
||
progression en lancer (vocabulaire EPS).
|
||
La synthèse contient les paramètres principaux de
|
||
progression en lancer (vocabulaire SPC).
|
||
Le balisage des paramètres avec (EPS) et (SPC) est
|
||
présent.
|
||
La synthèse présente peu ou pas d’erreurs orthogra-
|
||
phiques ou grammaticales.
|
||
La synthèse est rédigée avec soin.
|
||
|
||
Fiche technique de méthodologie pour un lancer optimal La fiche mentionne dans le coin supérieur gauche
|
||
Pratiquer des langages (Communiquer) l’identité et la classe de l’élève.
|
||
La fiche contient les paramètres «EPS» principaux.
|
||
La fiche contient les paramètres «SPC» principaux.
|
||
La fiche est organisée de manière logique et métho-
|
||
dique.
|
||
La fiche est claire, agréable à lire, avec illustrations
|
||
notamment.
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Retrouvez Éduscol sur
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eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Mars 2016 14
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CYCLE 4 I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en œuvre son enseignement
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Mouvement et interactions
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CRITÈRES DE RÉUSSITE PERMETTANT
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DOMAINE DE COMPÉTENCES ÉVALUÉES L’ATTRIBUTION D’UN NIVEAU DE MAITRISE,
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DE A A D.
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||
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||
Mobiliser des outils numériques L’élève a su ouvrir LibreOffice Texte.
|
||
Fiche technique de méthodologie pour un lancer La fiche présente un titre adapté et de taille de police
|
||
optimal plus importante.
|
||
Un tableau a été créé avec un nombre de cases et
|
||
lignes opportun.
|
||
Les entêtes de lignes ou colonnes ont été remplis
|
||
judicieusement.
|
||
|
||
|
||
Niveau A : les indicateurs choisis apparaissent dans leur (quasi)totalité
|
||
|
||
Niveau B : les indicateurs choisis apparaissent partiellement
|
||
|
||
Niveau C : les indicateurs choisis apparaissent de manière insuffisante
|
||
|
||
Niveau D : les indicateurs choisis ne sont pas présents
|
||
|
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eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Mars 2016 15
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CYCLE 4 I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en œuvre son enseignement
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Mouvement et interactions
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Support d’activité : Une fiche technique pour un lancer optimal
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PARTIE A : Rédaction d’une synthèse
|
||
En consultant l’activité précédente (Comment optimiser sa performance en lancer de Vortex© ?)
|
||
et en te souvenant du dernier cours d’EPS, rédige un paragraphe répondant au problème
|
||
suivant :
|
||
« Un camarade a été absent aux 2 dernières séances d’EPS et de physique-chimie. Tu dois le
|
||
conseiller efficacement pour qu’il réalise le meilleur lancer de Vortex© possible. Rédige un
|
||
paragraphe racontant ce que tu lui dis, en citant les paramètres vus en EPS et en physique-
|
||
chimie. »
|
||
Consignes
|
||
• Le paragraphe sera préparé sur un brouillon puis rédigé au propre sur cette feuille dans la
|
||
zone ci-dessous.
|
||
• Le paragraphe devra faire 10 lignes maximum.
|
||
• La rédaction sera soignée et correctement ponctuée.
|
||
• Les erreurs d’orthographe et de grammaire seront limitées.
|
||
• Les paramètres spécifiques EPS seront balisés avec «(EPS)» entre parenthèses.
|
||
• Les paramètres spécifiques à la physique-chimie seront balisés avec «(PC)» entre paren-
|
||
thèses.
|
||
|
||
Paragraphe
|
||
|
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||
|
||
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||
PARTIE B : Confection de la fiche technique par informatique
|
||
En consultant le paragraphe que tu as rédigé ci-dessus, construis avec un logiciel de
|
||
traitement de texte une fiche technique répondant au cahier des charges suivant.
|
||
Cahier des charges :
|
||
• la fiche doit être faite dans le logiciel de traitement de texte xxxxx ;
|
||
• l’identité et la classe de l’élève sont mentionnées en haut à gauche du document ;
|
||
• la fiche présente un titre adapté et de taille de police plus grande ;
|
||
• un tableau est demandé avec des entêtes de lignes ou colonnes remplis judicieusement ;
|
||
• dans le tableau seront classés les différents conseils à suivre pour réaliser un lancer de
|
||
performance optimale ;
|
||
• les paramètres plutôt étudiés en EPS seront balisés avec «(EPS)» entre parenthèses et écrit
|
||
en vert ;
|
||
• les paramètres plutôt étudiés en physique-chimie seront balisés avec «(PC)» entre paren-
|
||
thèse et écrit en rouge ;
|
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eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Mars 2016 16
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CYCLE 4 I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en œuvre son enseignement
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Mouvement et interactions
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Repères pour l’évaluation (correction possible)
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Étape 1
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Étape 2 : EPS
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Étape 3
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Partie A
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1. Il est possible que les élèves évoquent au
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début les paramètres suivants :
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La force du bras, la puissance du bras, la vitesse
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du bras, la vitesse d’élan, la longueur de l’élan,
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l’angle de lancer, la poussée des jambes, la
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rotation du buste, le poids du corps sur la jambe
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arrière…
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2. Ci-contre un exemple de production
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avec Avistep :
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3. Quand le Vortex monte, les écarts entre les
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points diminuent de plus en plus, alors qu’ils
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augmentent de plus en plus quand il chute.
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4. La même durée s’écoule entre chaque pointage.
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Si les distances entre les points diminuent, alors
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la vitesse du projectile diminue : le projectile est
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donc dans sa phase montante – descendante.
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De même, si les distances entre les points
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augmentent, alors la vitesse du projectile
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augmente : le projectile est donc dans sa phase
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montante – descendante.
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5. Autocorrection avec l’observation des valeurs
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des vitesses.
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6. L’angle du lancer dans le fichier lancer2.avi est
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d’environ 57°.
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7. J’ai compté 50 images soit une durée de 50 x
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0,033 s ≈ 1,65 s
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v ≈ 3 ÷ 1,65 = 1,8 m/s
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La vitesse de la course d’élan est en moyenne
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de ≈ 1,8 m/s.
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8. L’élève doit parvenir aux paramètres suivant :
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--la vitesse du bras.
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Retrouvez Éduscol sur
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--l’angle du lancer.
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--la vitesse de la course d’élan.
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CYCLE 4 I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en œuvre son enseignement
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Mouvement et interactions
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Partie B
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1. L’angle pour lequel le lancer sera optimal est de 45°.
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2. Voir la capture ci-contre.
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3. Le boulet de canon devrait aller moins loin peut-être
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à cause des frottements dus à l’air.
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4. Élément de réponse : Dresser un élastique entre 2
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poteaux de saut en hauteur à environ 2,5 m du sol.
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Le lanceur doit se tenir à une distance environ égale
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à la différence entre 2,5 m et H, avec H la hauteur à
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laquelle se trouve le projectile quand le lanceur est
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bras tendu vers le haut.
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L’élève doit alors viser juste au-dessus de l’élastique
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à la fin de la course d’élan.
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On peut aussi se servir de la barre transversale de
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buts de football (2,44 m de hauteur).
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Avec des élèves de 150 cm en moyenne, on a H ≈ 180
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cm, soit une distance d’environ 70 cm à 100 cm.
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Étape 4 : EPS
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Étape 5
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Partie A
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Paragraphe :
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Pour réaliser le meilleur lancer de Vortex possible, voilà ce que je te conseille de faire. Recule de la
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ligne de lancer d’environ 3 mètres (3 grands pas) pour préparer une course d’élan réduit (PC). Arme
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ton bras pour un lancer bras cassé (au-dessus de l’épaule) et positionne-toi de profil (EPS). Tu peux
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utiliser ton bras gauche libre pointé vers l’avant et regarder ta montre pour guider ton élan pendant
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la course (EPS). Assure-toi de la sécurité du pas de tir. Démarre ta course d’élan pour courir le plus
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vite possible jusqu’à la ligne de tir (PC), toujours de profil et le bras armé bien en arrière (EPS) et ne
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marque pas de temps d’arrêt entre la course et le lancer (EPS-PC). Au moment de lancer, mets tout
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ton poids sur la jambe arrière (PC) puis donne le maximum de vitesse à ton bras (PC) en visant selon
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un angle d’environ 40 à 45° (PC) pour que la trajectoire soit une parabole (PC). Oriente ton regard vers
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la zone de chute (EPS). En phase finale, finir grand et équilibré face à la zone de chute (EPS).
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Partie B : Exemples de fiche technique pour un lancer optimal
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PHASES DU LANCER DÉTAILS DES ACTIONS
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Préparation du lancer -- Reculer de la ligne de lancer d’environ 3 mètres.
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-- Armer le bras bien en arrière pour un lacer bras cassé.
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-- Se positionner de profil.
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-- Pointer le bras libre vers l’avant et regarder sa montre.
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La course d’élan -- S’assurer de la sécurité du pas de tir.
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-- Démarrer la course d’élan, toujours de profil et bras cassé.
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-- Courir le plus vite possible sans marquer de temps d’arrêt jusqu’au lancer.
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Le lancer -- Mettre tout son poids sur la jambe arrière.
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-- Donner le maximum de vitesse au bras.
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-- Viser un angle d’environ 40 à 45° pour faire une parabole.
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-- Regarder la zone de chute.
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Retrouvez Éduscol sur
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Évaluation
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Voir les grilles intermédiaires placées dans les parties : «Précisions pour l’enseignant»
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CYCLE 4 I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en œuvre son enseignement
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Mouvement et interactions
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Annexe
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Fiche d’utilisation de quick media converter
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Le logiciel s’ouvre en mode facile.
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Changer la langue si nécessaire (menu langue).
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1. Ajouter la vidéo à convertir (vignette «bande vidéo» avec un « + » au centre).
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2. Choisir le dossier de destination de la vidéo convertie (Vignette en bas d’un dossier rouge avec
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un point d’interrogation au centre).
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3. Choisir le format de conversion. Cliquer sur la vignette «Format pour Windows Media Player»
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(la 5ème), puis sélectionner MS compatible DivX (.avi) 4:3.
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4. Enfin, cliquer sur la vignette « double flèche circulaire orange et verte », la conversion
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s’effectue en quelques secondes si le fichier n’est pas trop volumineux.
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Bibliographie / Sitographie
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• Exemples de logiciels pour carte mentale : Freeplane ou Freeplane portable
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• Exemple de logiciel de conversion de format de fichier vidéo : Quick Media Converter
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• Exemple de logiciel de pointage sur vidéo → Avistep de Michel DELABAERE
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• Exemple de d’outils géométriques numériques → TGT de l’lNS HEA
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• Exemples de simulateurs de tirs paraboliques :
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--Chute parabolique EDUMEDIA (nécessite un abonnement de l’établissement)
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--Site physiquecollege.free.fr
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--Simulateur de tir parabolique de l’Université du Colorado
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• L’enseignement de l’athlétisme en milieu scolaire (page 153) – Didacthlétisme - Patrick
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SENERS
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• Ediction VIGOT
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• Lettre d’information de l’Observatoire du mouvement – Juin 2002 – N°6 (1ère page)
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Retrouvez Éduscol sur
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