{"id":293,"date":"2022-06-28T11:12:32","date_gmt":"2022-06-28T09:12:32","guid":{"rendered":"https:\/\/didacsciences.be\/?page_id=293"},"modified":"2024-12-12T21:45:24","modified_gmt":"2024-12-12T20:45:24","slug":"optique-maternel","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/didacsciences.be\/index.php\/home\/concepts-scientifiques\/optique-maternel\/","title":{"rendered":"Optique (maternel)"},"content":{"rendered":"\n

Pour citer cette page : Roelants, D. et Dahmouche, H. (2022).\u00a0Optique (maternel)<\/em>. DidacSciences. https:\/\/didacsciences.be\/.<\/p>\n\n\n\n

Introduction et balises<\/h2>\n\n\n\n

\u00c0 l\u2019\u00e9cole maternelle, l\u2019\u00e9l\u00e8ve d\u00e9couvre son environnement proche. Par le biais de cette rencontre, le jeune \u00e9l\u00e8ve va progressivement d\u00e9velopper des repr\u00e9sentations du monde physique et de ses ph\u00e9nom\u00e8nes.

La lumi\u00e8re fait partie du quotidien des \u00e9l\u00e8ves. Pourtant, il s\u2019agit d\u2019un concept pr\u00e9sentant une grande complexit\u00e9 pour eux. \u00c9mise par des sources lumineuses, elle interagit avec des objets sur son passage. Elle poss\u00e8de la propri\u00e9t\u00e9 de se propager de mani\u00e8re rectiligne mais v\u00e9hicule aussi de l\u2019information sur la forme, la couleur ou les dimensions d\u2019un objet (en lien avec la vision). On voit un objet gr\u00e2ce \u00e0 la lumi\u00e8re et, pourtant, on ne voit pas la lumi\u00e8re. Selon Tiberghien, Delacote, Ghiglione et Matalon (1980)[1]<\/sup><\/a> cette particularit\u00e9 am\u00e8ne probablement une difficult\u00e9 importante dans la conceptualisation de la lumi\u00e8re.

Un des obstacles majeurs li\u00e9s au concept de la lumi\u00e8re est que les enfants ont des difficult\u00e9s \u00e0 consid\u00e9rer la lumi\u00e8re comme \u00e9tant une entit\u00e9 ind\u00e9pendante des sources qui l\u2019\u00e9mettent. Cette difficult\u00e9, pr\u00e9sente chez des \u00e9l\u00e8ves de 5 \u00e0 15 ans, conduit ces derniers \u00e0 associer la lumi\u00e8re exclusivement \u00e0 sa source ou aux effets visibles qu\u2019elle provoque (Arnantonaki, 2021<\/a>[2]<\/sup><\/a>). Une autre difficult\u00e9 des jeunes \u00e9l\u00e8ves semble aussi toucher \u00e0 l\u2019identification de la nature de la lumi\u00e8re. Les repr\u00e9sentations des \u00e9l\u00e8ves sont souvent \u00e9loign\u00e9es du mod\u00e8le scientifique. L\u2019objectif sera d\u2019amener l\u2019\u00e9l\u00e8ve \u00e0 passer de ces conceptions quotidiennes et spontan\u00e9es, tr\u00e8s r\u00e9sistantes, \u00e0 d\u2019autres plus compatibles avec le mod\u00e8le scientifique (Ravanis, 2012[3]<\/sup><\/a>). Vous trouverez dans ci-apr\u00e8s toute une s\u00e9rie d\u2019auteurs qui se sont int\u00e9ress\u00e9s aux interventions didactiques favorisant ce passage.

Les premiers mod\u00e8les explicatifs construits en maternelle le sont souvent par l\u2019interm\u00e9diaire de l\u2019exploration des ombres. <\/strong>Pourtant, cette approche n\u2019est pas sans difficult\u00e9. Certains auteurs dont Ravanis (2012)[4]<\/sup><\/a> ont d\u2019ailleurs signal\u00e9 l\u2019importance de la reconnaissance de la lumi\u00e8re comme entit\u00e9 distincte comme pr\u00e9alable \u00e0 d\u2019autres apprentissages impliquant la propagation rectiligne de la lumi\u00e8re comme c\u2019est le cas pour l\u2019\u00e9tude des ombres. Diff\u00e9rents auteurs se sont ainsi int\u00e9ress\u00e9s aux nombreux obstacles inh\u00e9rents \u00e0 la formation des ombres. Martinand (1986)[5]<\/sup><\/a> en a identifi\u00e9 trois :
– une difficult\u00e9 pour reconna\u00eetre le m\u00e9canisme de la formation de l\u2019ombre ;
– une difficult\u00e9 pour d\u00e9finir la place de l\u2019ombre par rapport \u00e0 celle de la source et de l\u2019obstacle ;
– une difficult\u00e9 pour identifier la correspondance entre le nombre des lampes et celui des ombres.

Dans sa recherche, Ravanis (1996)[6]<\/sup><\/a> a, lui,  identifi\u00e9 deux conceptions chez les jeunes \u00e9l\u00e8ves. La premi\u00e8re est la substantialisation de l\u2019ombre et l\u2019attachement de l\u2019ombre \u00e0 l\u2019objet. Vous trouverez plus d’informations sur celles-ci dans l\u2019article de cet auteur. Dans sa th\u00e8se, Arnantonaki (2021)<\/a>[7]<\/sup><\/a> pr\u00e9sente \u00e9galement des obstacles li\u00e9s au concept d\u2019ombre respectivement pour l\u2019\u00e9cole maternelle et primaire.

En maternelle, il est question d’amener l\u2019\u00e9l\u00e8ve \u00e0 distinguer lumi\u00e8re et ombre, \u00e0 construire la notion d\u2019obstacle et de source \u201clumineuse\u201d. Il s\u2019agit de construire un mod\u00e8le pr\u00e9curseur pour la formation des ombres int\u00e9grant la reconnaissance de la formation des ombres comme r\u00e9sultat de l\u2019emp\u00eachement de la propagation de la lumi\u00e8re par un obstacle (Dumas-Carr\u00e9 et al.<\/em>, 2003[8]<\/sup><\/a>; Ravanis et al., 2005[9]<\/sup><\/a>). Ce mod\u00e8le implique en fait une premi\u00e8re approche de la propri\u00e9t\u00e9 de propagation rectiligne de la lumi\u00e8re.

Par les diverses explorations autour des ombres et lumi\u00e8res, l\u2019\u00e9l\u00e8ve de maternelle est amen\u00e9 \u00e0 d\u00e9couvrir des mat\u00e9riaux particuliers (transparents ou color\u00e9s) ou encore des objets usuels tel le miroir ou la lampe de poche. L\u2019utilisation d\u2019objets comme les instruments d\u2019optique simples (ex : les loupes) lui permet aussi d\u2019approcher les manifestations des ph\u00e9nom\u00e8nes physiques li\u00e9s \u00e0 la lumi\u00e8re et qu\u2019ils \u00e9tudieront plus tard (ex : les effets de la lumi\u00e8re; Arnantonaki, 2021<\/a>[10]<\/sup><\/a>).

La lumi\u00e8re joue un r\u00f4le essentiel pour le vivant. Aborder l\u2019optique en maternelle, c\u2019est aussi s\u2019int\u00e9resser \u00e0 la vue et aux organes des sens qui y sont li\u00e9s. Les \u00e9l\u00e8ves associeront ainsi l’\u0153il \u00e0 la vue. Cela permettra, plus tard, d\u2019entrer dans les m\u00e9canismes en jeu dans la vision.<\/p>\n\n\n\n

Enfin, l\u2019enjeu de cet enseignement est de constituer un pr\u00e9requis \u00e0 de futurs apprentissages, par exemple en astronomie au primaire<\/a> ou au secondaire<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

<\/a>Remarque :<\/em><\/p>\n\n\n\n

Notons que les mod\u00e8les scientifiques de la lumi\u00e8re sont multiples. Celui qui est abord\u00e9 \u00e0 l\u2019\u00e9cole est celui de l\u2019optique g\u00e9om\u00e9trique. Dans ce mod\u00e8le, on consid\u00e8re que la lumi\u00e8re se propage de rectiligne, en ligne droite dans un milieu homog\u00e8ne par des rayons lumineux qui peuvent se croiser sans interagir. Pour plus d\u2019information sur l’\u00e9volution des mod\u00e8les de la lumi\u00e8re et de l\u2019ombre, le lecteur peut consulter la th\u00e8se d\u2019Arnantonaki (2021)<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

Entr\u00e9es faciles<\/h2>\n\n\n\n

L\u2019article de Bebronne (2021)[11]<\/sup><\/a> montre l\u2019exemple d\u2019une s\u00e9quence autour de la lumi\u00e8re et des ombres dans une classe de 3e maternelle. La d\u00e9marche scientifique se d\u00e9roule au d\u00e9part d\u2019une lecture d\u2019album et est pens\u00e9e pour \u00e9viter toute vision magique de la science.

La brochure th\u00e9matique \u201cHistoire d\u2019y voir plus clair\u201d<\/a> de l\u2019asbl Hypoth\u00e8se propose des pistes pour permettre \u00e0 l\u2019\u00e9l\u00e8ve de se poser des questions scientifiques \u00e0 propos de l\u2019optique et en particulier les instruments d\u2019optiques, la lumi\u00e8re et les ombres. Les s\u00e9quences propos\u00e9es s\u2019accompagnent d\u2019\u00e9clairages didactiques et scientifiques

A propos de concepts physiques, Hartmann (2006)[12]<\/sup><\/a> propose un outil pratique reprenant des activit\u00e9s de classe sur diverses th\u00e9matiques. Un chapitre est notamment consacr\u00e9 \u00e0 la lumi\u00e8re. L\u2019int\u00e9r\u00eat r\u00e9side notamment dans les \u00e9clairages sur les conceptions des \u00e9l\u00e8ves de la maternelle au primaire.

A propos des ombres et lumi\u00e8res, l\u2019ouvrage de Saint-Georges (2011)[13]<\/sup><\/a> se pr\u00e9sente comme un outil permettant \u00e0 la fois de d\u00e9couvrir des s\u00e9quences pour les classes maternelles et d\u2019apporter un \u00e9clairage scientifique et didactique.

L\u2019ouvrage de Thouin (2006)[14]<\/sup><\/a> contient de nombreux exemples de probl\u00e8mes que l\u2019on peut proposer aux \u00e9l\u00e8ves de maternelle et primaire. Il s\u2019agit ici d\u2019une approche s\u2019inspirant des recherches r\u00e9centes en didactique des sciences permettant aux \u00e9l\u00e8ves de faire \u00e9voluer leurs conceptions par des solutions et\/ou approches possiblement diff\u00e9rentes, leur permettant ainsi de s\u2019initier \u00e0 la v\u00e9ritable nature du travail scientifique. Pour l\u2019enseignant, chaque exemple est richement accompagn\u00e9 de suggestions de mises en situation, de rep\u00e8res culturels et historiques, de suggestions d\u2019activit\u00e9s de structuration et d\u2019enrichissement, etc. Le module 4 de l\u2019ouvrage est consacr\u00e9 \u00e0 la lumi\u00e8re et le son.

Un autre ouvrage plus r\u00e9cent de Thouin (2017)[15]<\/sup><\/a> pr\u00e9sente la progression des apprentissages en sciences et technologies en offrant un aper\u00e7u d\u2019activit\u00e9s d\u2019enseignement qu\u2019il est possible de mettre en \u0153uvre. Les concepts scientifiques sont d\u00e9velopp\u00e9s et des rep\u00e8res culturels autour de ces concepts sont fournis. Les principales difficult\u00e9s d\u2019apprentissage des \u00e9l\u00e8ves sont abord\u00e9es en fin d\u2019ouvrage. On y retrouve bien \u00e9videmment le concept de lumi\u00e8re.

Charles (2021)[16]<\/sup><\/a> propose un ouvrage sur l\u2019exploration du monde vivant, des objets et de la mati\u00e8re \u00e0 l\u2019\u00e9cole maternelle. Des contributions de divers chercheurs questionnent l\u2019\u00e9ducation scientifique et technologique ainsi que leurs approches. Ainsi, Delserieys, Fragkiadaki et Kampesa abordent la compr\u00e9hension de la formation des ombres chez des \u00e9l\u00e8ves de 4 \u00e0 6 ans par le dessin scientifique.<\/p>\n\n\n\n

\u00c9crits scientifiques<\/h2>\n\n\n\n

La recherche de Ravanis (1996)<\/a> pr\u00e9sente deux strat\u00e9gies didactiques diff\u00e9rentes pour initier les \u00e9l\u00e8ves de maternelle aux sciences physiques : la premi\u00e8re strat\u00e9gie bas\u00e9e sur le constructivisme piag\u00e9tien, la seconde sur le socio-constructivisme. Deux s\u00e9quences sont \u00e9tudi\u00e9es : l\u2019une sur les aimants, l\u2019autre sur les ombres.

La recherche de Dumas-Carr\u00e9 et al.<\/em> (2003)<\/a> s\u2019int\u00e9resse au lien entre les interactions de l\u2019enseignant avec les \u00e9l\u00e8ves et le processus conceptualisation des ph\u00e9nom\u00e8nes au cours d\u2019activit\u00e9s scientifiques sur la formation des ombres.

La recherche de Ravanis et al. (2005)<\/a> porte sur l\u2019analyse de l\u2019efficacit\u00e9 de la construction d\u2019un mod\u00e8le pr\u00e9curseur pour le ph\u00e9nom\u00e8ne de formation de l\u2019ombre chez des \u00e9l\u00e8ves de 5-6 ans. Deux interventions didactiques sont compar\u00e9es : l\u2019une conduite par une approche sociocognitive (avec mod\u00e8le pr\u00e9curseur), l\u2019autre reposant par une approche classique empirique.

L\u2019\u00e9tude de Resta-Schweitzer & Weil-Barais (2007)<\/a> tente de cerner le r\u00f4le de l\u2019\u00e9ducation scientifique dans le d\u00e9veloppement intellectuel du jeune enfant entre 5 et 6 ans. Cette recherche est men\u00e9e au d\u00e9part d\u2019une s\u00e9quence d\u2019activit\u00e9s concernant la formation des ombres visant \u00e0 transformer la mani\u00e8re dont les enfants appr\u00e9hendent les ph\u00e9nom\u00e8nes physiques.

Dans leur recherche, Weil-Barais et Resta-Schweitzer (2008)<\/a> explorent la m\u00e9diation en contexte d\u2019enseignement-apprentissage par une approche cognitive et d\u00e9veloppementale. L\u2019\u00e9tude porte sur une s\u00e9quence destin\u00e9e \u00e0 des \u00e9l\u00e8ves de 3e maternelle (grande section) sur la formation des ombres.

La th\u00e8se de Resta-Schweitzeir (2011)<\/a> interroge le r\u00f4le de l\u2019\u00e9ducation scientifique dans le d\u00e9veloppement intellectuel du jeune enfant; notamment la relation entre d\u00e9veloppement et apprentissage. Des s\u00e9quences d\u2019enseignement-apprentissage ont \u00e9t\u00e9 exp\u00e9riment\u00e9es dans des classes de 3e maternelle (grande section) sur la formation des ombres.

La th\u00e8se d\u2019Arnantonaki (2021)<\/a> propose une \u00e9tude de l\u2019appropriation de mod\u00e8les pr\u00e9curseurs de la lumi\u00e8re et de la formation des ombres par des enseignants de grande section de maternelle (5-6 ans).<\/p>\n\n\n\n

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Pistes de r\u00e9flexion pour les TFE et m\u00e9moires<\/h2>\n\n\n\n

Voici quelles pistes de r\u00e9flexion pouvant amener \u00e0 un travail de recherche \u00e0 propos de l’optique en maternelle.<\/p>\n\n\n\n