Une séquence pédagogique
« Sciences et Techniques du Numérique » en Seconde
au lycée Arthur Varoquaux

La photo numérique

Kbida Abdellatif
 

Séance 1 : appareil photo numérique (APN) décryptage de prospectus publicitaires

Objectifs :

• Développer une vision critique des documents présentés
• Dégager les principales caractéristiques d'un appareil photo numérique
• Se poser des questions sur la signification de ces caractéristiques

Déroulement de la séance :

• Présentation aux élèves d'un recueil de prospectus publicitaires de la grande distribution pour appareils photo.
• Étude des documents avec questionnaire.

Après débat, les élèves se rendent compte qu'il ne s'agit pas d'un document scientifique. Les dénominations sont approximatives et variables d'une publicité à l'autre. Il est nécessaire de se documenter et de réfléchir pour comprendre et avoir un avis « éclairé » sur le sujet.

• Réalisation d'un tableau récapitulatif des différentes caractéristiques des appareils photo numériques présentés.
• Recherche documentaire et réalisation d'un guide pratique sur l'appareil photo.

Quelques remarques :

• L'évaluation nous a permis de cerner certains aspects mal assimilés par les élèves, nous avons alors décidé de reprendre ces notions en classe (hors machine). Le débat et l'échange en classe ont été l'occasion de faire prendre en note les points importants vus lors des précédentes séances.

• L'objectif de la séance « APN décryptage de prospectus publicitaires »est une mise en activité forte des élèves de la manière la plus autonome possible. Le questionnement doit venir des élèves et leur donner ainsi l'envie de trouver des réponses par eux-mêmes. Une présentation orale du travail est envisagée, suivie d'un bilan des professeurs.

Séance 2 : 1) TP le capteur CCD

Objectifs :

• Observer et comparer appareil numérique et appareil argentique
• illustrer le fonctionnement et le rôle du capteur CCD, dispositif central de l'apn

Déroulement de la séance :

• Le professeur de physique manipule, les élèves observent
• le professeur provoque le débat en questionnant les élèves
• les élèves prennent des notes, reproduisent ce qu'ils observent à l'oscilloscope

• Une source lumineuse éclaire la barrette CCD à travers un système de lentilles, on observe à l'oscilloscope un signal électrique.
• On éclaire un fil placé devant la caméra CCD ; un système électronique placé après la caméra permet de visualiser la taille du fil à l'oscilloscope.
• Les élèves ont sur le paillasse du matériel à leur disposition pour réaliser un petit montage montrant que la lumière peut être transformée en signal électrique.

Quelques remarques :

• Ce TP fut l'occasion d'aller au coeur de la « boîte noire » que constitue l'apn.

• Les élèves ont manipulé autrement que face aux écrans d'ordinateurs, dans une séance très concrète.

2) Notion de compression numérique

Objectifs :

• Calculer le poids d'une image RVB 24bits connaissant ses dimensions.
• Lire et comprendre une notice
• Faire découvrir aux élèves la notion de compression numérique

Déroulement de la séance :

• Dans un premier temps, on demande de calculer le poids théorique de deux d'images, les images (non compressées) sont accessibles sur le réseau local, les élèves pourront vérifier l'exactitude des calculs.
• Les élèves, par groupe de deux, choisissent un appareil photo muni d'un extrait de sa notice. Ils doivent lire la documentation et déterminer le poids théorique des différentes photos possibles.
• Ils prennent des photos dans la cour dans différentes résolutions et dans différents modes
• De retour en salle informatique, ils téléchargent les photos et comparent les poids des photos observés avec les poids théoriques calculés.
• On instaure le débat et provoque la réflexion sur ces différences constatées pour en venir à la notion de compression numérique.

Quelques remarques :

• Les élèves se sont très vite approprié l'utilisation des apn, des modèles appareils qu'ils découvraient pour la première fois.

• Pendant cette séance les élèves étaient très actifs, ils ont beaucoup manipulé. Ainsi ils ont découvert par l'expérience que les photos au format JPEG étaient compressées

   Nous voulions prolonger le débat sur « le pourquoi compresser » ce sera l'objet de la prochaine séance.

Séance 3 : Compression numérique

Objectifs :

• Comprendre pourquoi les données sont compressées.
• Illustrer sur des exemples simples papier-crayon le principe de la compression.
• Connaître les deux types de compression avec et sans perte de données.
• Connaître différents formats numériques et leurs spécificités.

Déroulement de la séance :

• Dans une salle banalisée, en activité papier crayon, on compresse des chaînes de caractères symbolisant des couleurs en repérant les répétitions.
• Puis dans une salle informatique à l'aide d'un logiciel, on compresse des photos et des images aux formats JPEG, PNG et GIF à différents degrés de compression, à l'aide d'un logiciel de traitement d'image GIMP, et on observe les rendus et les spécificités de chaque format.
• On découvre que l'oeil humain a un seuil de perception au dessous duquel il ne perçoit pas de différence entre deux points, le pouvoir séparateur de l'oeil.
• On décide de mesurer « artisanalement » ce pouvoir séparateur de l'oeil , avec les élèves et de la géométrie élémentaire, on a réalisé une expérience (dans le couloir, voir photo).

Quelques Remarques :

• Il s'agit d'une séance dont le contenu est ambitieux, nous avons fait beaucoup manipuler les élèves pour qu'il s'approprie ce contenu.

• Nous avons utilisé un logiciel de traitement d'images. Un des avantages des images numériques est qu'elles peuvent être exploitées et retravaillées. Ils ont apprécié la partie traitement d'images. Lors de la prochaine séance nous travailleront à la création d'une bannière pour notre site web à partir des photos prises.

Kbida Abdellatif

Voir l'expérimentation d'une option facultative en classe de Seconde « Initiation aux Sciences et Techniques du Numérique » au lycée Arthur Varoquaux.
http://www.epi.asso.fr/revue/articles/a1004i.htm

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Association EPI
Avril 2010