- Groupe TraAM mathématiques 2021-2022 de l’académie de Rennes
Niveau et durée : 2de SNT, 1h à 1h30
Objectif pédagogique : Analyse et traitement d’une image
Manipuler la notion de composantes RGB, se repérer sur une image, utiliser des instructions conditionnelles et des boucles « for » pour traiter une image (introduction aux listes).
La situation-problème : On programme un ordinateur pour jouer à « Bazar Bizarre »
Les règles du jeu : On présente le jeu « Bazar Bizarre » :
C’est un jeu de rapidité qui consiste à saisir en premier une figurine.
Le jeu contient cinq figurines différentes (chaise, bouteille, fantôme, livre et souris) de 5 couleurs différentes et des cartes sur lesquelles sont dessinés deux figurines colorées.
- Les cinq figurines
On retourne une carte. Il y a alors deux possibilités :
- La carte contient une figurine de la bonne couleur : il faut attraper cette figurine.
- Une première carte du jeu
Exemple : Le fauteuil est rouge, il faut l’attraper.
- La carte contient deux figurines qui ne sont pas de la bonne couleur : il faut attraper la figurine qui n’a rien en commun avec la carte : ni la couleur, ni l’objet.
- Une deuxième carte du jeu
Exemple : Ni le livre, ni la souris ne sont de la bonne couleur. Il faut prendre ni la souris, ni le livre, ni rouge (fauteuil) ni vert (bouteille) : il faut prendre le fantôme blanc.
Le but est de créer un robot capable de jouer tout seul (analyse de la carte et prise de décision).
Pré-requis : Les élèves doivent avoir vu les affectations, les instructions conditionnelles et la boucle for sur Python.
Pour le traitement d’images, les élèves doivent avoir vu les instructions : open, getpixel, show et doivent savoir ce que sont les composantes RGB d’un pixel.
Nous avons réalisé préalablement deux séances de découverte de traitement de l’image (environ 3h).
| Fichiers Capytale |
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| Lien Capytale | https://capytale2.ac-paris.fr/web/c/0457-570552 |
| Document élève de synthèse |
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Déroulement :
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Partie A : Analyse des figurines du jeu
Il est possible de faire travailler les élèves à l’aide d’un notebook Capytale. Pour cela, le professeur aura récupéré les activités (à partir des liens ou de la bibliothèque) ou chargé les fichiers .ipynb en utilisant « charger un notebook » et aura associé les images à chaque partie, les élèves ont alors besoin de leur codes Educonnect pour se connecter à leur ENT (Toutatice ou autre) et avoir accès aux activités.
| Document élève |
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Lien Capytale : https://capytale2.ac-paris.fr/web/c/d8a4-595929 |
| Corrigé prof | Lien Capytale : https://capytale2.ac-paris.fr/web/c/1a51-595930 |
- Les cinq figurines du jeu
On complète un algorithme qui :
- compte le nombre de pixel d’une image qui ne sont pas de la couleur de l’arrière-plan ;
- récupère le code RVB du pixel central.
On peut alors déterminer l’objet représenté et sa couleur.
Partie B : Le robot apprend à identifier des objets sur une carte du jeu
- Une carte à analyser
Le premier programme affiche une carte du jeu. Le second programme a pour objectif de décrire les deux objets sur la carte. Les élèves complètent les parties manquantes du script.
Partie C : Notre robot joue à Bazar bizarre
Le troisième programme a pour objectif de donner l’objet à prendre. Les élèves complètent les parties manquantes du script.
| Documents élève pour les parties B et C : |
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Notebook Capytale : https://capytale2.ac-paris.fr/web/c/fe63-595926 |
| Corrigé pour le professeur des parties B et C : | Notebook Capytale : https://capytale2.ac-paris.fr/web/c/507a-595927 |
Analyse du dispositif :
Les élèves ont complété sans trop de difficultés les programmes des parties A et B.
Pour celui de la partie C, la difficulté est liée au travail de logique. La plupart des élèves ont eu besoin de plusieurs essais et/ou d’un coup de pouce pour réussir à compléter le script.
Dans les programmes :
En SNT
| Contenus | Capacités attendues |
| Affectations, variables Instructions conditionnelles Boucles bornées |
Écrire et développer des programmes pour répondre à des problèmes et modéliser des phénomènes physiques, économiques et sociaux. |
| Traitement d’image | Traiter par programme une image pour la transformer en agissant sur les trois composantes de ses pixels. |
En mathématiques
| Contenus | Capacités attendues |
| Variables informatiques de type entier, booléen, flottant, chaîne de caractères Affectation Séquence d’instructions Instruction conditionnelle Boucle bornée (for) |
Concevoir et écrire une instruction d’affectation, une séquence d’instructions, une instruction conditionnelle. Programmer, dans des cas simples, une boucle bornée Dans des cas plus complexes : lire, comprendre, modifier ou compléter un algorithme ou un programme. |
Parmi les six compétences majeures :
- Modéliser
Utiliser, comprendre, élaborer une simulation numérique ou géométrique prenant appui sur la modélisation et utilisant un logiciel.
- Représenter
Choisir un cadre (numérique, algébrique, géométrique…) adapté pour traiter un problème ou pour représenter un objet mathématique.
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