Teaching geometrical optics: didactic analysis of activities that can be carried out in class with a new tool for experimental study and modeling
Enseignement de l'optique géométrique : analyse didactique des activités réalisables en classe avec un nouvel outil d'aide à l'étude expérimentale et la modélisation
Résumé
Traycer is a new didactic tool that allows to follow the trajectory of light in situations of light propagation in water or in air, reflection on a mirror, refraction, image creation through lenses and dispersion through a prism. Mainly based on a review of the literature concerning students' conceptions of geometrical optics, this article proposes to analyze from a didactic point of view the activities that this new tool allows to perform. The analysis shows that, contrary to certain experimental activities carried out in the classroom, the experimental activities carried out with this new tool do not a priori reinforce certain students' conceptions. The analysis also shows that
by documenting in a broad way the behavior of light in the empirical field, this tool allows to explore the relations between the world of objects and events and the world of theories and models. Finally, if the empirical study of the behavior of light is complemented by empirical activities studying the positioning and size of images, it then becomes possible to work with students on the holistic obstacle of which the misconception of the traveling image is one of the expressions.
Traycer est un nouvel outil didactique qui permet de suivre le trajet de la lumière dans les situations de propagation dans l'eau ou dans l'air, de réflexion sur un miroir, de réfraction, de formation d'images à travers des lentilles et de dispersion à travers un prisme. En s'appuyant sur une revue de littérature concernant principalement les conceptions des élèves sur l'optique géométrique, cet article se propose d'analyser d'un point de vue didactique, les activités que permet de réaliser ce nouvel outil. L'analyse montre que, contrairement à certaines activités expérimentales menées dans les classes, les activités expérimentales réalisées avec ce nouvel outil ne renforcent a priori pas certaines conceptions d'élèves. L'analyse montre également qu'en étudiant de manière large le comportement de la lumière dans le champ empirique, cet outil permet d'explorer les relations entre le monde des objets et des événements et le monde des théories et des modèles. Enfin, si l'étude empirique du comportement de la lumière est complétée par des activités empiriques d'étude du positionnement et de taille des images, il devient alors possible de travailler avec les élèves l'obstacle holiste dont la conception de l'image voyageuse est l'une des expressions.
