Séquences denseignement. Application à une séquence en optique géométrique Christian Buty 15 décembre 2005 B3C

Principes de construction de séquences denseignement Buty C., Tiberghien A., Le Maréchal J-F. (2004). Learning hypotheses and an associated tool to design and to analyse teaching-learning sequences. In M. Méheut, D. Psillos (eds), International Journal of Science Education, 26:5, La construction dune séquence denseignement se fonde sur des hypothèses : hypothèses sur le savoir et hypothèses dapprentissage. Lexplicitation de ces hypothèses est une condition pour le caractère scientifique de cette construction. Qui dit hypothèses dit choix. Qui dit choix dit contraintes ET suggestions.

Construction et analyse Une construction scientifique a nécessairement un caractère collectif. Elle est généralement inaccessible à un enseignant individuel, et même à une équipe denseignants. On peut par contre donner à lenseignant des outils pour analyser les hypothèses, explicites ou implicites, qui se trouvent à la base dune séquence denseignement quil reprend.

Les hypothèses sur le savoir H10 : Le savoir est nécessairement transposé, et manipulé au cours de la construction dune séquence. Certaines facettes sont donc privilégiées, dautres passées sous silence. H11 : la modélisation est le cœur du fonctionnement de la physique et de la chimie. Elle donne le sens des concepts à enseigner. H12 : la signification dun concept sexprime dans un ensemble de registres sémiotiques distincts et complémentaires.

Les hypothèses dapprentissage (1) H20 : le paradigme socioconstructiviste/socioculturel est opératoire. H21 : les difficultés essentielles des élèves viennent des processus de modélisation. H22 : mettre en relation les différentes expressions dun concept dans différents registres sémiotiques est une étape nécessaire de lapprentissage.

Les hypothèses dapprentissage (2) H23 : certaines notions préexistantes chez les élèves peuvent aider à construire les nouvelles connaissances (référence à la ZPD) : les notions fondatrices. H24 : il peut parfois être nécessaire de se limiter à la construction dune connaissance intermédiaire. H25 : lenseignant doit jouer à la fois deux rôles déquilibriste : tuteur (aide vs dévolution) et médiateur (expression scientifique vs expression compréhensible).

La « grille » Connaissances antérieures de la physique (I) Connaissances antérieures communes (II) Connaissances à construire (III) Monde des théories et des modèles (A) Relation entre théories/modèles et objets/événements (B) Monde des objets/événements (C)

Context By filling out one grid for each step, we aim to articulate the three parts of the sequence from the modelling point of view. A teaching sequence in optics (grade 11) has been elaborated on research bases (conceptions in Optics, modelling activities) by teachers and researchers. 1: vision and visibility of objects and light 1: vision and visibility of objects and light 2: real image formation with a converging lens 2: real image formation with a converging lens 3: virtual images

First part of the TS Already known physics according to the curriculum (I) Already known from everyday life (II) To be constructed (III) World of theory/model (A) Rectilinear propagation of light light bath Distinction between point source and extended source. Diffusion of light. Relation between theory/model and objects/events (B) We see the light if it arrives in our eye. World of objects/events (C) Natural light phenomena: light rays, mirage conceptions relations

Second part of the TS Already known physics according to the curriculum (I) Already known from everyday life (II) To be constructed (III) World of theory/model (A) Distinction between point source and extended source. Rectilinear propagation of light. Travelling image The image of a point is constructed by all rays coming from the point source and passing through the lens. The image of an object is the set of all the images of the points. Geometrical constructions. Classical formulas for image position and size. Relation between theory/model and objects/events (B) We see the light if it arrives in our eye Image localization. Image inversion. Relation between object and image. World of objects/events (C) Parallax method Lens shapes. Focusing on a screen. Necessity of the lens to observe an image on the screen. Direct aim of the image.

Third part of the TS Already known physics according to the curriculum (I) Already known from everyday life (II) To be constructed (III) World of theory/model (A) Real image of objects through converging lenses. Rectilinear propagation as a principle for interpretation of vision. Existence of a located virtual image for lenses or plane mirrors. Image through two optical devices. Relation between theory/model and objects/events (B) World of objects/events (C) Direct aim Use of magnifying glasses and mirrors. Localisation of an image by direct aiming or ray tracing.