Thèse

Etude d’un apprentissage dans une séquence d’enseignement en optique géométrique à l’aide d’une modélisation informatique

Par Buty Christian
Directeur ou directrice de thèse : Andrée Tiberghien et Colette Laborde
Université de soutenance : Université Lumière – Lyon II
Année de soutenance : 2000
Résumé :
Le domaine de la physique étudié est l’optique géométrique. Le contexte institutionnel est celui de la dernière année de l’enseignement secondaire, en classe réelle, dans un enseignement de cours-TP ” pendant une séquence de huit semaines. Les élèves disposent d’une représentation informatisée d’expériences utilisant un matériel classique. Cette représentation obéit aux lois de l’optique géométrique, par construction. Elle constitue ” un modèle matérialisé ” d’une part parce qu’elle traduit le modèle physique de la situation expérimentale et d’autre part parce qu’elle a une réalité matérielle sur laquelle les étudiants agissent. On espère qu’ils établissent ainsi des liens plus étroits entre le champ expérimental et le modèle physique. La méthode choisie est celle de l’étude de cas, basée sur l’enregistrement continu des productions verbales et des gestes d’un étudiant. Une analyse semi-quantitative des données recueillies vise à mettre en évidence la relation entre le type de ressources que les étudiants utilisent, et leur usage de la théorie physique. Notre principal résultat est que les étudiants, pendant les moments où ils se servent du modèle matérialisé informatisé, expriment une plus grande variété de connaissances, que pendant les instants où ils manipulent le matériel expérimental. Cependant, pendant l’utilisation de l’ordinateur, le lien entre ce que les étudiants voient sur l’écran et les expériences qu’ils réalisent n’est pas bien réalisé, sauf quand les instructions de l’enseignant le demandent explicitement. Une analyse qualitative vise à reconstituer la construction du concept d’image optique par l’étudiant. Son évolution prend la forme d’un changement de la force relative attribuée par l’étudiant à deux aspects de l’image : la netteté et la taille. Elle montre que le modèle matérialisé informatisé peut jouer le rôle de milieu réactif pour l’apprentissage, sous certaines conditions qui dépendent de l’intervention de l’enseignant.