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Publié le 6 avril 2014 | Physique

Parallèle

Présentation générale de Parallèle

Parallèle est une application iPad qui exploite la réalité augmentée. Parallèle est un jeu qui permet de se familiariser avec des notions d'électromagnétisme. Plus particulièrement, Parallèle s'adresse à tous les enseignants de physique qui ont à enseigner les notions liées au mouvement de particules chargées dans un champ électromagnétique, et à leurs étudiants.

Quand Parallèle est en marche, la caméra de la tablette filme ce qui est devant elle, mais ce qui s'affiche sur l'écran est un mélange de la réalité (ce qui se trouve devant la caméra) et d'éléments tridimensionnels ajoutés. C'est ça, la réalité augmentée!

Un étudiant utilise Parallèle

Un étudiant utilise Parallèle

Pour fonctionner, Parallèle utilise des marqueurs. Ces marqueurs sont des cartons sur lesquels on a imprimé des symboles précis, que l'application pourra reconnaître et sur l'image desquels elle pourra superposer les éléments tridimensionnels. Le résultat est actualisé en temps réel.

Parallèle est un jeu sérieux qui vise à permettre aux joueurs de s'approprier les notions de physique liées au mouvement des particules chargées dans un champ électromagnétique. (En Sciences de la nature et en Sciences informatiques et mathématiques, ces notions sont liées au cours 203-NYB-05.)

Le scénario du jeu Parallèle commence avec la découverte d'un coffre sumérien dont les parois intérieures cachent des inscriptions secrètes. Le joueur doit découvrir ces symboles pour ouvrir une porte mystérieuse.

Pour voir les inscriptions, les étudiants disposent d'un canon à particules qui balaie l'intérieur du coffre. Ce balayage donne une image du contenu du coffre, comme le ferait un microscope électronique. La trajectoire des particules est contrôlée en appliquant des champs électriques et magnétiques sur les parois du coffre. Ainsi, afin de découvrir les symboles cachés, les étudiants ont à comprendre comment les champs affectent la trajectoire des particules. Ils doivent ensuite établir quels sont les champs à appliquer pour piloter le faisceau de particules dans une direction donnée.

Le jeu se déroule en deux temps.

  1. À l'aide d'un premier marqueur, les étudiants utilise le canon sur un cube transparent qui leur permet de voir la trajectoire des particules. Ils peuvent ajuster à volonté les champs électriques et magnétiques et visualiser l'effet de ces changements sur la trajectoire des particules.
  2. Avec le second marqueur, le cube transparent de la première étape est remplacé par un énigmatique coffre sumérien opaque. Les étudiants savent où ils doivent diriger le faisceau de particules, mais ne peuvent pas voir ce qui se passe à l'intérieur du coffre. En appliquant ce qu'ils ont appris à l'étape 1, ils doivent diriger le faisceau « à l'aveugle » et découvrir les trois symboles cachés en moins de trente minutes. Ces symboles leur serviront de clé pour ouvrir la porte qu'ils pourront visualiser à l'aide du troisième marqueur.

Un décompte se fait quand le cube de verre est utilisé. Au départ, le compteur affiche 30 minutes, et le temps restant diminue quand les étudiants utilisent le cube transparent. On encourage les étudiants à utiliser le cube de verre le moins longtemps possible (30 minutes étant le maximum). On peut décider que le « gagnant » ou l'équipe « gagnante » sera celle avec le plus de minutes restantes au compteur lors de l'ouverture de la porte.

Vidéo de présentation de l'outil

Le mouvement des particules dans un champ électromagnétique est un phénomène à la fois abstrait et tridimensionnel. Pour apprivoiser des phénomènes comme celui-ci, la réalité augmentée présente un intérêt certain. Les étudiants qui ont expérimenté le jeu ont aimé pouvoir visualiser le mouvement des particules, sous tous les angles, en en manipulant les paramètres à leur guise. De plus, cela leur a fourni une représentation commune des phénomènes en jeu qu'ils pouvaient utiliser ensemble pour discuter des notions, et auquel l'enseignant pouvait faire référence en classe.

Utilisations possibles de Parallèle par l'enseignant ou par l'étudiant

L'application est conçue pour être utilisée comme un jeu par les étudiants. Les étudiants peuvent jouer le jeu seul ou en équipe de deux.

L'enseignant peut expliquer toute la matière en classe, puis utiliser le jeu comme examen préparatoire ou comme exercice supplémentaire. Toutefois, il peut aussi choisir de ne rien expliquer aux étudiants et les inviter à explorer le jeu de façon autonome.

Pour que les étudiants puissent exploiter pleinement le jeu et réussir à ouvrir la porte sumérienne, il faut idéalement consacrer deux ou trois séances de laboratoire à l'activité.

L'application Parallèle (en mode « coffre transparent ») peut aussi être utilisée par l'enseignant pour faire des démonstrations, que les étudiants aient eux-mêmes joué au jeu Parallèle ou non.

Conditions organisationnelles ayant facilité ou pouvant faciliter l'intégration de Parallèle

Pour que les étudiants puissent jouer au jeu Parallèle en classe ou en laboratoire, il faut disposer d'une tablette iPad par équipe de deux (ou trois) étudiants.

Ces iPads doivent être équipés de l'application Parallèle, qui est disponible gratuitement pour le téléchargement sur l'App Store de Apple.

Chaque équipe d'étudiants doit également disposer des trois marqueurs nécessaires au fonctionnement de l'application. Ces marqueurs sont disponibles gratuitement en communiquant avec Mme Sylvie Daniel, professeure titulaire au département des sciences géomatiques de l'Université Laval.

Si l'enseignant souhaite faire une démonstration en utilisant l'application Parallèle, il n'a besoin que d'un seul iPad équipé de Parallèle, ainsi que des marqueurs (ou, minimalement, du premier des trois marqueurs). Il est alors intéressant d'avoir un connecteur iPad-VGA, nécessaire pour projeter le contenu de l'écran de l'iPad à l'aide d'un vidéoprojecteur.

Soutien pour Parallèle

Pour du soutien sur l'utilisation de Parallèle, communiquer avec le répondant TIC de votre collège ou communiquez avec Mme Sylvie Daniel, professeure titulaire au département des sciences géomatiques de l'Université Laval, de l'équipe de développement de Parallèle.

Documentation incontournable pour l'utilisation ou l'intégration de Parallèle

Consultez la chronique sur Parallèle parue dans Profweb, mais, surtout, le récit de Mathieu Fortin, enseignant au Cégep de Sainte-Foy. M. Fortin, membre de l'équipe de développement de Parallèle, y partage son expérience d'utilisation de l'application en classe.

Un article sur Parallèle est également paru dans le journal le Soleil en juin 2013.

Pour en savoir plus sur la réalité augmentée, visionnez la vidéo La réalité augmentée, de la Vitrine Technologie-Éducation.

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