A propos Joel Chevrier

Joël Chevrier (1960) Professor of Physics at the University Joseph Fourier (UJF) of Grenoble (1998-...). Low Cost High Tech: Technology based innovations in introduction of people to science Major present interest as a teacher is the use of new instruments and new technologies to introduce a broad audience to science and technology. A second important interest is how to introduce non-scientists to science representation and exploration of the world. Science, Technology and Design: The factory of contemporary world Arts and Science: "Une des fonctions de l'art est la relecture permanente de la réalité." G. Penone My research activity as a physicist in the last 10 years has been related to force measurement at nanoscale. This experimental work is based on building new machines. Major subjects as shown by publications have been: - Study of the mechanical effects of vacuum quantum fluctuations: the Casimir effect - Measurement of the heat transfer in vacuum in the near field regime: twin brother of the previous question - Now: Mechanical properties of living materials at nano scales

Workshop « Smartphones and Movement » @ ENSCI – Les Ateliers april 2016

See original at http://cosima.ircam.fr/2016/04/18/workshop-smartphones-and-movement-ensci-les-ateliers/

In collaboration with, Joël Chevrier (professor of physics at the Grenoble Alpes University), Anne Dubos (anthropologist and transmedia artist), Loïc Lobet (designer), and Florent Deloison (artist and developper), we proposed a two-week workshop on Smartphones and Movement at the ENSCI – Les Ateliers design school.

The workshop united a group of about twenty students who worked in small groups on the design of different projets including performances, installations, and gadgets involving smartphones in motion, as well as concepts of controlling common smartphone applications through movements.

Here are some of the projets developed during the workshop.

Le téléphone portable et l’école : mariage difficile, séparation impossible ?

Image 20170308 24215 1xbaex3Le portable à l’école, pour quoi faire ?
Pexels, CC BY-SA

Joel Chevrier, Université Grenoble Alpes

« Pas de téléphone portable dans le monde de l’école » dit Emmanuel Macron. Fort bien. Mais la question n’est-elle pas d’avoir un jour plus d’école dans le monde des téléphones portables ?

Les portables n’ont pas été faits pour l’école

Moins de dix ans après leur apparition, les mobiles se sont installés au cœur de nos vies. Cette proposition semble donc signifier que l’école ne se sent pas prête à faire face à ce changement profond dans notre relation au réel, aux autres et à l’information. Et elle a probablement raison. Il est peut être plus sage en l’état d’observer une sorte de moratoire sur les usages du numérique à l’école et de se concentrer sur ce que l’école sait faire. Surtout si, au-delà d’expérimentations locales, d’initiatives personnelles d’enseignants, il s’agit finalement de laisser entrer massivement les mobiles dans l’école comme ils le font partout ailleurs (vie quotidienne, santé, sport…).

La raison de cette légitime résistance est finalement simple : les portables et les tablettes n’ont pas été fabriqués et développés pour l’école. Il n’y a aucune raison de penser que leur usage courant introduit à l’école puisse être immédiatement la base d’un projet pédagogique.

En effet, l’usage courant des portables et des tablettes passe quasi-exclusivement aujourd’hui par les écrans à l’école comme à la maison, en fait comme partout. Ce qui conduit rapidement chacun à être devant des écrans plusieurs heures par jour. Bien des pays ont publié des alertes à propos de l’impact des écrans sur le développement des enfants.

Il existe d’ailleurs aujourd’hui des recherches pour élaborer un numérique sans écran en particulier pour les tout-petits. C’est par exemple le projet mené par la jeune designeuse Marion Voillot à Paris (ENSCI Les Ateliers en lien avec l’IRCAM et le CRI Paris) autour de l’usage des capteurs des téléphones portables pour enregistrer les mouvements des enfants. Elle travaille autour de la motricité fine et de la production de mouvements et de gestes qui sont autant de signes, et donc aussi une première approche de l’écriture manuelle. Citons aussi Kim Smith au MIT Media Lab qui se pose les mêmes questions : faire aborder l’univers numérique à des enfants en bas âge, dont c’est le monde futur, en évitant les écrans et en privilégiant les mouvements, les gestes, la collaboration dans la vie réelle.

Comment reconnecter la vie à l’école et hors de l’école à l’ère digitale ?

Il me semble que cette interdiction ne pourra tout de même être qu’une décision provisoire. La période de calme (rêvons un instant) ainsi installée devrait surtout permettre de préparer l’avenir en transformant l’usage de ces appareils et en les mettant au service de l’éducation dans et hors de l’école.

C’est ce qui se passe pour la santé et le sport dans la silver economie. Pourquoi pas pour l’éducation ? « Perfect for gaming ! » : c’est ainsi que Steve Jobs présentait le portable il y a 10 ans. Pouvons-nous en faire un objet « perfect for learning ! » ? Comment vient-on à l’ère digitale reconnecter la vie à l’école et hors de l’école ?

L’école est le lieu qui prépare chacun à une destination future, qui est son propre avenir comme acteur d’un monde largement inconnu et imprévisible mais déjà envahi par le numérique.

La France à elle seule est déjà équipée de dizaines de millions d’appareils. À mes yeux d’enseignant, c’est un véritable tour de force pédagogique : nous les utilisons tous en permanence quels que soient notre âge, notre niveau d’éducation, nos intérêts personnels, notre statut social, l’état de nos finances et notre mode de vie. Il vous suffit de regarder autour de vous pour le vérifier. Nous les avons adoptés en quelques années.

Le système éducatif a une prétention explicite dans la structuration de nos vies. C’est une prétention affirmée avec raison. Il devrait même rester la référence pour tous devant tout autre. Mais il subit de plein fouet la concurrence de ce nouvel acteur qu’est le numérique. Sans rien demander à personne, celui-ci redéfinit, dans les sphères publique, professionnelle et privée, notre accès à l’information et à la connaissance, notre relation aux autres.

Cela advient de plus sans en passer par une formation longue et difficile en présence d’un enseignant, sans manuel, sans mode d’emploi. Au contraire, on fait tout, tout seul et sans convoquer la notion d’effort si chère à notre enseignement depuis toujours. Le mot d’ordre est plutôt « Ce n’est que du plaisir ».

Ces deux systèmes que tout sépare ont donc des prétentions antagonistes quant à notre façon d’être au monde. L’interdiction évoquée par Emmanuel Macron fait le constat de cette incompatibilité et cherche à séparer école et téléphone portable.

S’il n’y a pas école, il y a toujours smartphone…

En fait pour le moment, l’école et le numérique ont déjà chacun leur moment dans la journée. L’article de Tamar Lewin dans le New York Times pourtant déjà ancien (2010) souligne : « If Your Kids Are Awake, They’re Probably Online ». Elle rapporte, comme tous les autres observateurs, des connexions de plusieurs heures par jour. Regarder autour de soi permet de vérifier. C’est en fait une banalité. Chaque personne, arrivée à 20 ans, aura passé à peu près autant de temps à l’école que de temps connecté en face d’un écran. S’il n’y a pas école, il y a toujours smartphone…

Un enfant connecté a des activités déterminées par ses seuls choix et sans réel accompagnement bienveillant pour une partie très importante de son temps disponible. Tous les parents le savent.

L’interdiction des portables à l’école signifierait alors que cette dernière renonce à intervenir explicitement dans cet océan de temps connecté et qui pèse donc autant que le temps passé à l’école ?

Le smartphone, en concurrence directe avec la pédagogie.
Pexels

Irions-nous jusqu’à présupposer qu’une scolarité basée essentiellement sur l’« avant numérique » suffit à l’école pour être l’acteur déterminant, au côté de la famille, du développement d’un enfant ? Ce serait considérer que finalement les mobiles ne sont que des outils qui accélèrent tout mais ne changent pas fondamentalement nos vies ni notre façon de vivre ensemble. L’arrivée à grande échelle de la post-vérité et de ses conséquences portées par les réseaux sociaux n’a pas l’air d’abonder dans ce sens.

Se replier, en laissant la moitié du temps, le développement d’un jeune cerveau à un système qui évolue sans réel souci des enjeux éducatifs semble une solution bien hasardeuse. Si on s’installe dans cette séparation, il est douteux que l’école fasse le poids.

Personne ne dit qu’il est facile de régler la question. Nul n’a d’ailleurs l’expertise pour la régler seul. Le bon côté de l’affaire, c’est que c’est aussi un chantier passionnant et très stimulant pour tous, afin d’entamer une réflexion sur l’éducation et sur l’enseignement dans le monde à venir. Autant pour les enfants que pour les adultes. Dans et en dehors de l’école.

Joel Chevrier, Professeur de physique, Université Grenoble Alpes

La version originale de cet article a été publiée sur The Conversation.

L’intelligence est dans le « faire »

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Des images observées grâce au « Foldscope »
Cybulski J, Clements J, Prakash M/Wikimédia , CC BY-SA

Joel Chevrier, Université Grenoble Alpes

Connaissez-vous Manu Prakash ?

Le « Foldscope », ou microscope optique en papier à 50 cents, et la centrifugeuse médicale en papier (« paperfuge ») à 20 cents, voilà ce que l’on trouve rapidement en cherchant qui est Manu Prakash sur Google News.

Chercheur à l’Université de Stanford, il propose des solutions inattendues, simples et pratiques pour se confronter sans moyens particuliers à des enjeux de santé comme l’observation des parasites dans l’eau ou la centrifugation du sang. On peut mettre facilement en œuvre ces idées, n’importe où et pour des budgets dérisoires. Toute l’information est disponible en ligne. Sans surprise, c’est un carton sur le net ! Manu Prakash nous bluffe avec chacune de ses créations par leur évidence. Une fois qu’on a vu ce qu’il fait, on a aussi envie de le faire… et on peut.

Et pourtant je serais très (heureusement) surpris que ces propositions fassent l’objet d’une réelle diffusion de masse, qu’elles aient l’immense impact que l’on pourrait souhaiter. Le Foldscope ne me semble pas depuis sa naissance (en 2012) avoir pris cette direction.

L’intelligence et la créativité au service du « faire »

Même si la diffusion planétaire n’est pas là aujourd’hui, elle est réellement possible. Cette simple possibilité change la donne, notamment dans notre réflexion sur l’éducation dans un monde réel où l’information, en création permanente, circule vite, massivement et gratuitement. Manu Prakash est l’une des personnes qui dessinent les contours d’un monde en émergence : une vie fortement ancrée dans le réel, et, grâce au numérique, toujours plus basée sur la créativité partagée et l’intelligence collective.

Partout, pour tous

Dans le monde de l’intelligence collective, la création d’information et sa circulation cherchent à tirer le maximum des matériaux et de l’énergie, dans une quête de frugalité. Utopique ? Faites le test, et fabriquez un Foldscope ou une centrifugeuse en papier ; mesurez le temps, les moyens et l’argent nécessaires avant d’avoir ces outils en main.

Vous commencerez par rassembler l’information grâce à votre ordinateur, votre tablette ou votre smartphone, puis entrerez en contact, par les réseaux sociaux, avec quelqu’un sur la planète qui l’a déjà fait.

Vous fabriquerez l’objet chez vous, ou mieux encore, dans un ces lieux ouverts toujours plus nombreux, où on cultive le « Do It Yourself », FabLab ou MakerSpace, près de chez vous. Auriez-vous pu faire tout cela il y a seulement 10 ans ?

Tirer le maximum des technologies de l’information

Au prix d’une énorme quantité de matériaux, d’énergie, d’intelligence et de travail, nous avons déjà fait une partie essentielle de l’investissement nécessaire à cette présence immédiate et ubiquitaire de l’information et à sa circulation.

Depuis que l’humanité existe et produit des objets, on n’a jamais vu une croissance équivalente. Une surcouche globale d’intelligence artificielle toujours plus complexe, toujours plus présente, toujours plus rapide, toujours plus efficace se met en place, qui peut changer radicalement notre relation au réel et aux objets.

Comme Manu Prakash nous y invite, il s’agit de l’utiliser pour créer, produire et réparer nous même nos objets en générant le maximum d’information, en la faisant circuler et en utilisant le minimum d’énergie et de matériaux.

Il y a là un paradoxe : d’une part, notre monde va irrémédiablement vers la ressource rare, la frugalité. D’autre part, nous investissons en permanence dans cet équipement mondial, coûteux et massif, qui permet de produire et de mettre en circulation l’information.

Ce que propose Manu Prakashn c’est de penser avec toujours plus d’exigence une meilleure utilisation de ces ressources limitées et localisées que sont les énergies et les matériaux en mobilisant l’intelligence collective, soit toutes les connaissances et la créativité possibles.

Au delà du « DIY » : penser et faire ensemble !

Manu Prakash nous surprend aussi quand il montre comment il suffit de revenir au microscope originel pour faire un microscope nouveau, simple et économique, mais performant. Son microscope, c’est en fait celui créé au XVIIᵉ siècle par Antoni Van Leeuwenhoek.

En partant de l’optique géométrique, de la réfraction des rayons lumineux, il a ajouté une LED blanche, une pile et s’est appuyé sur des technologies issues du numérique de plus en plus répandues pour le concevoir.

Anthonie van Leeuwenhoek, l’inventeur du microscope.
Wikimédia

Il fait ainsi émerger des objets élémentaires, solutions à des questions bien réelles. Il s’agit, lors de la création, de la fabrication ou de la réparation de nouveaux objets, de (ré)utiliser le minimum de matériaux et d’énergie en mobilisant le maximum d’information. On y parvient en pensant et en faisant soi-même, ici et maintenant, tout en collaborant avec d’autres qui peuvent être n’importe où.

Contrairement aux matériaux et à l’énergie, l’information peut être disséminée à grande vitesse et gratuitement tout en se multipliant, en s’enrichissant comme en témoignent les innombrables tutoriels sur YouTube et ailleurs.

En résumé : on produit avec le minimum, on apprend les uns des autres et on fait mieux au prochain coup en profitant de la bonne idée qui a émergé de ces échanges. Pour un enseignant-chercheur en physique, il y a pire programme…

Joel Chevrier, Professeur de physique, Université Grenoble Alpes

La version originale de cet article a été publiée sur The Conversation.

Smartphones as pocket labs for DIY experimental physics MPTL 2015 Munich

 mptl version 3   :  Slides of my talk at the 20th International Conference on Multimedia in Physics Teaching and Learning Munich Germany

Smartphones as pocket labs for DIY experimental physics 

Introduction and Theory

There are about 2 billion smartphones in the world. This is not only an avenue to teach experimental physics, but equally important, it provides new pedagogical possibilities. There are up to 10 sensors in a single smartphone, all real-time connected to digital world. Among them, 3D accelerometer and 3D gyroscope enable physics students to do all key experiments in Classical Mechanics, a course taught in all universities in the world. The sensor performances are so high that quantitative experiments can be done in a “frugal environment”: pendulum experiment with detailed numerical analysis of data is done by suspending the smartphone to its own charge cable held in hand. For all experiments, no more specific apparatus (maybe a pillow on the floor…) is needed than a smartphone to collect data and a PC to treat them either in real-time or after experiment.

Concept and Implementation

Following pioneering works1, we have identified and developed 5 basic sessions related to major pedagogical objectives in Classical Mechanics: 1D movements (free fall and elevator), rotation (turn table or salad spinner), pendulum, oscillations (using a rubber elastic) and study of tramway trajectory. The use of smartphones enables a real time and interactive representation of collected data on laptops. For this, we have developed a free software iMecaProf that can be used with iPhone and Android smartphones. For a circular motion, as the smartphone rotates, its orientation is represented real-time on a PC screen together with acceleration and velocity vectors in lab and smartphone frames (using polar coordinates) and with energies versus time (potential, kinetic and mechanical energies). The taught formal description becomes an interactive representation used in real time to even control by hand the experiment. Students finally explore direct connections between Classical Mechanics and daily life: smartphones use sensors whose data are analyzed within the frame of Classical Mechanics for their every day uses.

Objectives and Assessment

Based on rich possibilities offered by smartphone to teach physics, the pedagogical contents is always evolving: i) interactive and real-time representation of data based on formal description ii) quantitative numerical treatment after data collection, iii) student innovation especially when defining frugal experimental environments, iv) impact of sensor performances and limits on results.

A program has been developed on this basis for first year students in sciences at the University of Grenoble. Last year, this experimental teaching with smartphones involved 25 students during 20 hours and this year, 50 students. We have not yet entered a careful assessment beyond student engagement and apparent satisfaction. It is a next step to find a collaboration to do it.

1- J.Kuhn and P.Vogt, Column Editors of iPhysicsLabs in The physics teacher:

https://www.aapt.org/Resources/iPhysics-Labs.cfm