T’as capté tes données ?

Problématique : L’implication active des élèves dans la récolte et l’analyse de données simples de la vie quotidienne peut­elle les aider à comprendre les liens entre qualité de vie et environnement ? En portant un bracelet, les élèves collectent des données relatives à leur activité physique et à leur environnement (niveau sonore, qualité de l’air…), qu’ils pourront ensuite analyser et partager. Cela les incitera à interroger leur mode de vie, tout en développant une culture numérique de la donnée, par une réflexion critique sur sa collecte et son exploitation.

Des bracelets connectés, pour quoi faire ? Nous souhaitons amener les élèves à produire des données sur leur vie quotidienne, de façon à prendre conscience de leurs habitudes et de la qualité de leur cadre de vie, par l’analyse de ces données. Cette démarche repose sur une volonté de rendre les élèves acteurs de la collecte de données (aspect participatif et impliquant). La collecte doit être simple, passive (sans que l’utilisateur ait à intervenir pour envoyer les données) et non intrusive, On pourra ainsi disposer de données utilisables dans différentes disciplines (SVT, sciences physique, EPS, EMI, histoire­géographie…) et plus largement avec le fonctionnement de l’établissement (cantine, vie scolaire, personnel de santé). 1

Ce projet est également un moyen pour travail sur une dimension éthique et citoyenne : collecte et stockage respectueux des données personnelles (anonymat, accès aux données, stockage “local” ...). Ainsi, ils sont associés dès le commencement du projet, pour réfléchir et décider des données personnelles qu’ils souhaitent collecter et les limites qu’ils veulent poser. En outre, le dispositif, étendu à un public plus large permettra aux élèves de comparer leurs données à celles d’autres types d’établissements, d’autres régions, d’autres populations, d’autres pays…

1 Voir en annexe 1 les points des nouveaux programmes des cycles 3 et 4 pouvant être abordés à travers ce projet

Un premier avantage de cette démarche est de faire travailler les élèves sur des données qui les concernent directement et qui correspondent à leur propre expérience. Ces données pourront être croisées entre elles, afin de mettre en évidence des corrélations (la qualité de l’air influence­t­elle la qualité du sommeil ? par exemple). En outre, l’application de collecte des données permettra aussi de croiser ces données avec d’autres données extérieures (météo, vie scolaire…)

Dans un monde connecté La qualité de vie est au centre des préoccupations actuelles. Le contexte sociétal est favorable à un tel projet :

­ les adolescents sont­ils suffisamment sensibilisés aux nuisances sonores qu’ils subissent et à leur impact ?

2

­ une récente étude a montré que les performances en endurance des adolescents auraient chuté de 25% en 40ans 3

­ on constate aussi une augmentation de l’obésité attribuée en partie à un manque 4

d’activité physique ­ La qualité de l’air est l’une des préoccupations majeures des citoyens. 5

Parallèlement les objets connectés permettent de récupérer facilement des données et connaissent un engouement auprès du grand public, rendant de plus en plus nécessaire une éducation à la culture numérique.

Le dispositif technique Le dispositif technique comprend plusieurs parties :

2 Un adolescent sur dix serait menacé et et pour la moitié de la population la nuisance numéro 1 est le bruit. cf http://www.mutualistes.com/les­chiffres­de­la­surdite­en.html (consulté le 11/05/2016) 3 fedecardio.org/sites/default/files/pdf/2015­02­15_cp_parcours_du_coeur_scolairevf.pdf (consulté le 11/05/2016) 4 En France, la proportion des personnes obèses est passée de 8.5% à 14,5% entre 1997 et 2009. cf http://www.obesite­sante.com/comprendre_l_obesite/obesite_et_surpoids/chiffres_de_l_obesite1.shtml (consulté le 11/05/2016) 5 http://www2.prevair.org/content/qualite­de­lair­et­enjeux­atmospheriques (consulté le 11/05/2016)

Un capteur connecté, sous la forme d’un bracelet, par exemple, qui recueille des

données sur l’environnement quotidien des utilisateurs et leurs activités, par exemple

:

Activité physique

Déplacements

Données physiologiques (rythme cardiaque, température…)

Qualité du sommeil

Qualité de l’air, température de l’air...

Luminosité ambiante

Bruit ambiant

Dans une version ultérieure, d’autres capteurs pourront être ajoutés.

Les données ainsi recueillies sont stockées dans un espace de stockage maîtrisé et

stockées de façon anonyme, mais associées à l’établissement scolaire.

Une application web (et éventuellement mobile) permettra la consultation des

données individuelles de l’utilisateur. Seule cette application sera capable de lever

l’anonymat sur les données de l’utilisateur lui­même (cryptographie).

Une autre application web permettra la consultation/visualisation des données

collectives. Elle permettra une visualisation dynamique des données et le croisement

de différents paramètres “à la volée”. Elle offrira trois niveau de présentation :

Niveau “standard” : affichage d’un tableau de bord avec quelques graphiques

préselectionnés correspondant aux informations les plus importantes.

Niveau “personnalisé” : création d’un tableau de bord personnalisé à partir de

valeurs calculées, de graphiques et de croisements de données prédéfinis,

assemblés et organisés selon les choix de l’utilisateur.

Niveau “sur mesure” : l’utilisateur pourra créer librement ses calculs, ses

visualisations de données et les assembler dans son tableau de bord.

Les données seront accessibles (toujours dans leur version anonyme) en open data,

par l’intermédiaire de l’application, en téléchargement et par le biais d’une API

ouverte.

L’application de stockage des données exposera une API libre et documentée

permettant à n’importe qui (fournisseurs d’applications, de matériel, particuliers…) de

créer un connecteur pour ajouter des données. Ainsi, par exemple, des données

issues de l’application de vie scolaire de l’établissement (absences, retards,

incidents…), des données de météo... Les connecteurs ainsi créés seront

rassemblés dans un catalogue (type store) et les utilisateurs pourront sélectionner

ceux qu’ils désirent selon leurs besoins. Seul l’utilisateur lui­même pourra décider

d’inclure les données d’un connecteur et, éventuellement, de les rendre publiques

(mais anonymes) pour les autres utilisateurs.

Annexe 1

Le projet “T’as capté tes données ?”permet de travailler de nombreux points des nouveaux programmes.

En voici un rapide aperçu pour les cycles 3 et 4.

Nouveaux programmes : école http://www.education.gouv.fr/pid285/bulletin_officiel.html?cid_bo=94708

Socle commun D1 : Les langages pour penser et communiquer Comprendre, s'exprimer en utilisant les langages mathématiques, scientifiques et informatiques “traiter et organiser des données, lire et communiquer des résultats, recourir à des représentations variées d'objets, d'expériences, de phénomènes naturels (schémas, dessins d'observation, maquettes...).

L'éducation physique et sportive permet de donner un sens concret aux données mathématiques en travaillant sur temps, distance et vitesse.” D2 : Les méthodes et outils pour apprendre [...] la capacité de coopérer en développant le travail en groupe et le travail collaboratif à l'aide des outils numériques, ainsi que la capacité de réaliser des projets. Des projets interdisciplinaires sont réalisés chaque année du cycle, [...] utiliser différents périphériques ainsi que des logiciels de traitement de données numériques… [...] L'enseignement moral et civique permet de réfléchir au sens de l'engagement et de l'initiative qui trouve à se mettre en œuvre dans la réalisation de projets et dans la participation à la vie collective de l'établissement. Ce domaine s'appuie aussi sur les apports de la vie scolaire. D3 : La formation de la personne et du citoyen L'enseignement moral et civique permet de réfléchir au sens de l'engagement et de l'initiative qui trouve à se mettre en œuvre dans la réalisation de projets et dans la participation à la vie collective de l'établissement. Ce domaine s'appuie aussi sur les apports de la vie scolaire. D4 : Les systèmes naturels et les systèmes techniques [...] Par l'observation du réel, les sciences et la technologie suscitent les questionnements des élèves et la recherche de réponses. Au cycle 3, elles explorent trois domaines de connaissances : l'environnement proche pour identifier les enjeux technologiques, économiques et environnementaux ; D5 : Les représentations du monde et l'activité humaine [...] Relier des questions scientifiques ou technologiques à des problèmes économiques, sociaux, culturels, environnementaux.

Détail par discipline EPS : “L'éducation physique et sportive occupe une place originale où le corps, l'action et l'engagement de soi sont au cœur des apprentissages et assure une contribution essentielle à l'éducation à la santé.” « En éducation physique et sportive, les élèves se construisent une culture sportive. » « Elle amène les enfants et les adolescents à rechercher le bien­être et à se soucier de leur santé… »

Compétences spécifiques et activités : ∙ Apprendre à entretenir sa santé par une activité physique régulière… ∙ Utiliser des outils numériques pour observer, évaluer et modifier ses actions ∙ Pendant la pratique, prendre des repères extérieurs et des repères sur son corps pour contrôler

son déplacement et son effort. ∙ Utiliser des outils de mesures simples pour évaluer sa performance.

Champs :

Produire une performance optimale, mesurable à une échéance donnée Adapter ses déplacements à des environnements variés

Les retours sur leurs actions permettent aux élèves de progresser. Les élèves peuvent aussi utiliser différents modes de représentation (chiffres, graphiques, tableaux) pour rendre compte des performances réalisées, de leur évolution et les comparer (exemples : graphique pour rendre compte de l'évolution de ses performances au cours du cycle, tableau ou graphique pour comparer les performances de plusieurs élèves). HG

∙ Situer des lieux et des espaces les uns par rapport aux autres. ∙ Apprendre à utiliser les outils numériques qui peuvent conduire à des réalisations collectives. ∙ Investigation des lieux de vie du quotidien et de proximité ; sont ensuite abordés d'autres

échelles et d'autres « milieux » sociaux et culturels ; enfin, la dernière année du cycle s'ouvre à l'analyse de la diversité des « habiter » dans le monde.

∙ Dépasser une expérience personnelle de l'espace vécu pour accéder à la compréhension et à la pratique d'un espace social, structuré et partagé avec d'autres individus. Sciences et techno : D’une façon générale les grandes compétences scientifiques transversales sont sollicitées tout au long du projet :

o Pratiquer des démarches scientifiques et technologiques o Concevoir, créer, réaliser o S'approprier des outils et des méthodes o Mobiliser des outils numériques o Adopter un comportement éthique et responsable

∙ La construction de savoirs et de compétences, par la mise en œuvre de démarches

scientifiques et technologiques variées et la découverte de l'histoire des sciences et des

technologies, introduit la distinction entre ce qui relève de la science et de la technologie et ce qui relève d'une opinion ou d'une croyance.

∙ La diversité des démarches et des approches (observation, manipulation, expérimentation, simulation, documentation...) développe simultanément la curiosité, la créativité, la rigueur, l'esprit critique, l'habileté manuelle et expérimentale, la mémorisation, la collaboration pour mieux vivre ensemble et le gout d'apprendre.

∙ Relier des connaissances acquises en sciences et technologie à des questions de santé, de sécurité et d'environnement.

∙ Mettre en œuvre une action responsable et citoyenne, individuellement ou collectivement, en et hors milieu scolaire, et en témoigner.

∙ Repérer et comprendre la communication et la gestion de l'information : Le stockage des données, notions d'algorithmes, les objets programmables. (Les élèves découvrent l'algorithme en utilisant des logiciels d'applications visuelles et ludiques. Ils exploitent les moyens informatiques en pratiquant le travail collaboratif.) ∙ En croisement de disciplines :

o Les fonctions de nutrition, o Etablir une relation entre l'activité, l'âge, les conditions de l'environnement et les

besoins de l'organisme. o Travail sur les matériaux et objets techniques. o Interactions des organismes vivants entre eux et avec leur environnement. o Aménagements de de l'espace par les humains et contraintes naturelles ; impacts

technologiques positifs et négatifs sur l'environnement. (bruit, pollution,...)

Maths : Parmi les six compétences majeures des mathématiques : modéliser, représenter, raisonner et communiquer. « Les situations sur lesquelles portent les problèmes sont, le plus souvent, issues d'autres enseignements, de la vie de classe ou de la vie courante. » Il s’agirait donc bien « de travailler avec des données réelles issues de différentes disciplines (histoire et géographie, sciences et technologie, éducation physique et sportive, arts plastiques).[…] De plus, la lecture des données, les échanges oraux pour expliquer les démarches, et la production de réponses sous forme textuelle contribuent à travailler plusieurs composantes de la maitrise de la langue dans le cadre des mathématiques. »

Au collège http://www.education.gouv.fr/pid285/bulletin_officiel.html?cid_bo=94717

[Les élèves] « sont davantage confrontés aux défis technologiques, sociétaux et environnementaux du monde d'aujourd'hui. Il s'agit pour eux de comprendre ce monde afin de pouvoir décider et agir de façon responsable et critique à l'échelle des situations du quotidien et plus tard à une échelle plus large, en tant que citoyens. » « L'abstraction et la modélisation sont bien plus présentes désormais, ce qui n'empêche pas de rechercher les chemins concrets qui permettent de les atteindre. Toutes les disciplines y concourent : il s'agit de former des élèves capables de dépasser le cas individuel, de savoir disposer d'outils efficaces de modélisation valables pour de multiples situations et d'en comprendre les limites » « La vie au sein de l'établissement et son prolongement en dehors de celui­ci est l'occasion de développer l'esprit de responsabilité et d'engagement de chacun et celui d'entreprendre et de coopérer avec les autres. À travers l'enseignement moral et civique et sa participation à la vie du collège, il est amené à réfléchir de manière plus approfondie à des questions pour lesquelles les réponses sont souvent complexes, mais en même temps aux valeurs essentielles qui fondent notre société démocratique » On pourra aussi insister sur la capacité à « passer d’un langage à un autre » et sur « les activités interdisciplinaires que constituent les EPI » Français : « L'enseignement du français joue un rôle déterminant dans l'éducation aux médias et à l'information : les ressources du numérique trouvent toute leur place au sein du cours de français et sont intégrées au travail ordinaire de la classe, de même que la réflexion sur leurs usages et sur les enjeux qu'ils comportent. Enfin, l'enseignement du français contribue fortement à la formation civique et morale des élèves, tant par le développement de compétences à argumenter que par la découverte et l'examen critique des grandes questions anthropologiques, morales et philosophiques soulevées par les œuvres littéraires. » « Les élèves apprennent à tirer profit de l'écoute de discours oraux élaborés ; ils apprennent à en produire eux­mêmes, à s'appuyer efficacement sur une préparation, à maitriser leur expression, à apporter leur contribution dans des débats. » Lors du projet, il s’agira de : ∙ « Passer du recours intuitif à l'argumentation à un usage plus maitrisé » ∙ « Lire des images, des documents composites (y compris numériques) et des textes non

littéraires » ∙ [travailler] les caractéristiques des différents documents étudiés (scientifiques, médiatiques,

composites...). »

Selon le niveau des classes concernées, des thèmes préconisés pourront être abordés : ∙ Se chercher, se construire

∙ Vivre en société, participer à la société ∙ Agir sur le monde ∙ confrontation de valeurs ? ∙ Informer, s'informer, déformer ? ∙ Se raconter, se représenter ∙ Dénoncer les travers de la société ∙ Agir dans la cité : individu et pouvoir Enfin, le projet peut trouver sa place dans différents EPI relatifs aux thématiques « Information, communication, citoyenneté », « Sciences, technologie et société » ­ en lien avec la physique­chimie, les sciences de la vie et de la Terre, l'éducation aux médias et à l'information

Tout niveau du cycle : Présentation, mise en scène, appropriation de l'espace : valoriser son travail, rendre compte de son travail, présenter à un public, par l'oral, l'écrit, le numérique, la mise en scène...

Tout niveau du cycle : Aider les élèves à lire/écrire des textes scientifiques (comptes rendus d'expériences, formulations d'hypothèses...).

Tout niveau du cycle : Travail sur le lexique scientifique, mais aussi jeu sur les mots issus du domaine scientifique

∙ Comparer représentants mythiques de soi et représentations à partir de la collecte de données par des capteurs,

∙ Comparer les représentations mythiques et les représentations scientifiques de différents phénomènes étudiés en sciences de la vie et de la Terre,

∙ En 3e : mêler fiction et explications scientifiques en s'appuyant sur des lectures. En langues, la compétence « Parler en continue »

∙ Prendre la parole pour raconter, décrire, expliquer, argumenter ∙ Notamment sur la thématique “école et société” ∙ Pour le niveau A2 : Présenter un projet

EPS : Apprendre à entretenir sa santé par une activité physique régulière, raisonnée et raisonnable

Connaître les effets d'une pratique physique régulière sur son état de bien­être et de santé. Connaître et utiliser des indicateurs objectifs pour caractériser l'effort physique. Évaluer la quantité et qualité de son activité physique quotidienne dans et hors l'école.

∙ Adapter l'intensité de son engagement physique à ses possibilités pour ne pas se mettre en danger S'approprier une culture physique sportive et artistique pour construire progressivement un regard lucide sur le monde contemporain

Découvrir l'impact des nouvelles technologies appliquées à la pratique physique et sportive.

Connaître des éléments essentiels de l'histoire des pratiques corporelles éclairant les activités physiques contemporaines

EPI : Corps, santé, bien­être et sécurité

Sport et sciences : alimentation et entraînement ; physiologie de l'effort et mesure des performances ; statistiques ; performance et dopage. En lien avec les sciences de la vie et de la Terre, la chimie, la technologie, les mathématiques.

Sport et numérique : simulation sportive dans les jeux vidéo, les applications ; de la pratique à la simulation virtuelle.

Sports et sciences : performances sportives et évolutions technologiques (vêtements, équipement,...) En lien avec la technologie, les mathématiques, l'éducation aux médias et à l'information, l'enseignement moral et civique.

HG : S'informer dans le monde du numérique Connaître différents systèmes d'information, les utiliser. Trouver, sélectionner et exploiter des informations.

∙ Utiliser des moteurs de recherche, des dictionnaires et des encyclopédies en ligne, des sites et des réseaux de ressources documentaires, des manuels numériques, des systèmes d'information géographique.

∙ Vérifier l'origine/la source des informations et leur pertinence. ∙ Exercer son esprit critique sur les données numériques, en apprenant à les comparer à

celles qu'on peut tirer de documents de divers types. ∙ Coopérer et mutualiser

∙ Organiser son travail dans le cadre d'un groupe pour élaborer une tâche commune et/ou une production collective et mettre à la disposition des autres ses compétences et ses connaissances. ∙ Adapter son rythme de travail à celui du groupe. ∙ Discuter, expliquer, confronter ses représentations, argumenter pour défendre ses

choix. ∙ Négocier une solution commune si une production collective est demandée.

∙ Apprendre à utiliser les outils numériques qui peuvent conduire à des réalisations collectives.

∙ « Les espaces et les territoires dans le cadre de leur aménagement par les sociétés sont questionnés au regard de la durabilité de leur développement et des effets géographiques de la mondialisation contemporaine. Dans cette perspective, il est important de sensibiliser les élèves à la question du développement, qui reste tout à fait essentielle, mais dont les termes sont modifiés par la montée en puissance des problèmes liés au changement global et à la surexploitation de certaines ressources. »

∙ « La démarche reposant sur l'étude concrète de cas de territoires, contextualisés et replacés à différentes échelles, est particulièrement importante : elle permet aux élèves de mettre en œuvre le raisonnement géographique et d'utiliser des outils et documents variés particulièrement importants »

∙ On veille à initier les élèves aux principes de la cartographie et de l'imagerie géographique numériques.

∙ 5e : Thème 3 : Prévenir les risques, s'adapter au changement global ∙ 4e : Thème 1 : L'urbanisation du monde.

Pour toutes les disciplines scientifiques, toutes les compétences générales seront sollicitées : Pratiquer des démarches scientifiques, Concevoir, créer, réaliser, argumenter... Science­physique : Saisir par une pratique concrète la complexité du réel en observant, en expérimentant, en mesurant, en modélisant ;

vivre et préparer une citoyenneté responsable, en particulier dans les domaines de la santé et de l'environnement :

­ en construisant sa relation au monde, à l'autre, à son propre corps ­ en intégrant les évolutions économiques et technologiques, pour assumer en citoyen les responsabilités sociales et éthiques qui en découlent.

∙ Concevoir et réaliser des expériences pour caractériser des mélanges.

­ Composition de l'air. ­ Caractériser un mouvement ­ L'énergie et ses conversions

∙ Des signaux pour observer et communiquer : notamment « signal et information » pour

comprendre que l'utilisation du son et de la lumière permet d'émettre, de transporter un signal donc une information. Mais aussi et surtout partie sur les signaux sonores

Décrire les conditions de propagation d'un son. Relier la distance parcourue par un son à la durée de propagation.

∙ Vitesse de propagation. ∙ Notion de fréquence : sons audibles, infrasons et ultrasons. Les exemples abordés privilégient les phénomènes naturels et les dispositifs concrets : tonnerre, sonar... Les activités proposées permettent de sensibiliser les élèves aux risques auditifs.

∙ EPI : Sciences, technologie et société : pollutions

SVT : plus spécifiquement

∙ Rythmes cardiaque et respiratoire, et effort physique ∙ hygiène de vie : conditions d'un bon fonctionnement du système nerveux, perturbations par

certaines situations ∙ EPI : Corps, santé, bien­être et sécurité, société, météorologie…

Technologie :

∙ Imaginer des solutions en réponse aux besoins, matérialiser une idée en intégrant une dimension design, …

∙ Représentation de solutions (croquis, schémas, algorithmes) ∙ Réaliser, de manière collaborative, le prototype d'un objet communicant ∙ fin de 3e : Comparer et commenter les évolutions des objets et systèmes.

∙ Exprimer sa pensée à l'aide d'outils de description adaptés. ∙ Développer les bonnes pratiques de l'usage des objets communicants.

Maths : Thème E ­ Algorithmique et programmation EMI : Première connaissance critique de l'environnement informationnel et documentaire du XXIe siècle ;

∙ maîtrise progressive de sa démarche d'information, de documentation ; ∙ accès à un usage sûr, légal et éthique des possibilités de publication et de diffusion.

∙ Se questionner sur les enjeux démocratiques liés à la production participative d'informations ∙ Produire, communiquer, partager des informations

∙ Utiliser les plates­formes collaboratives numériques pour coopérer avec les autres. ∙ Participer à une production coopérative multimédia en prenant en compte les

destinataires. ∙ S'engager dans un projet de création et publication sur papier ou en ligne utile à une

communauté d'utilisateurs dans ou hors de l'établissement qui respecte droit et éthique de l'information..

Distinguer la simple collecte d'informations de la structuration des connaissances. ∙ EPI Information, communication et citoyenneté