[PDF] OPTIQUE ET VISION» Guide du personnel enseignant et technique

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Octobre

2014

SÉQUENCE

D'ENSEIGNEMENT

"OPTIQUE ET VISION»

Guide du personnel

enseignant et technique

Centre de développement pédagogique Document de travail (Révision linguistique : octobre 2014)

1_Guide_optique_vision

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04/02/15

Table des matières

Introduction de la séquence d'enseignement.......................................................................3!

Canevas de la séquence d'enseignement............................................................................3!

Planification suggérée de la séquence d'enseignement......................................................5!

Documents relatifs à la séquence d'enseignement..............................................................6!

Guide d'animation de la séquence d'enseignement.............................................................7!

Mise en situation......................................................................................................8!

Activation des connaissances antérieures...............................................................8!

Première démarche d'investigation scientifique.......................................................9!

Deuxième démarche d'investigation scientifique...................................................10!

Synthèse en grand groupe....................................................................................11!

Laboratoire dirigé...................................................................................................11!

Synthèse en grand groupe....................................................................................11!

Activités de synthèse et d'intégration....................................................................12!

Similitudes entre l'oeil humain et le modèle de l'oeil..................................12!

Limites du modèle de

Localisation d'images à l'aide de la schématisation..................................14! Anomalies et maladies de l'oeil humain (enrichissement).........................16!

Remarques :

• !"#$%$&'()$'*+$%,$-+.(/(01,&23.(4567( • Le masculin a été retenu dans le but d'alléger le texte des documents.

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Introduction

de la séquence d'enseignement

Cette séquence d'enseignement a été élaborée afin de faciliter la compréhension des phénomènes

en cause lors de la formation d'images par une lentille convergente. Le sujet est exposé d'une façon sommaire puisqu'il sera approfondi dans le cours de physique de cinquième secondaire. Le

modèle de l'oeil qui est présenté dans ce guide permet aux enseignants de science de la troisième

secondaire (ST ou ATS) de rendre plus concret le fonctionnement de l'oeil et de son cristallin. Cette

séquence permet aussi de confronter les élèves à la fausse conception voulant que les images se

forment toujours au foyer des lentilles (foyer du cristallin pour l'oeil). Elle s'étale sur environ quatre

périodes et priorise la démarche d'investigation scientifique.

Le travail de l'élève se divise principalement en trois parties. Pour débuter, on propose à l'élève un

survol des différentes professions liées à la vision humaine. Puis, l'élève se met en action et

découvre la formation d'images par une lentille à travers deux démarches d'investigation

scientifique et un laboratoire dirigé. Finalement, l'élève complète son exploration par diverses

activités d'apprentissage : repérer les similitudes entre le modèle et l'oeil humain, mettre en

évidence les limites du modèle et enfin explorer la formation d'images par une lentille d'une façon

plus systématique en utilisant la schématisation.

Canevas de la séquence d'enseignement

2 e cycle du secondaire (3 e secondaire) ST ou ATS

Temps requis en classe

: 4 périodes de 75 minutes

Intentions pédagogiques

• Comprendre le fonctionnement optique de l'oeil humain

• Faciliter la compréhension des phénomènes en cause lors de la formation d'images par une

lentille convergente

• Confronter les élèves à la fausse conception voulant que les images se forment toujours au

foyer des lentilles (foyer du cristallin pour l'oeil)

• Permettre à l'élève de faire l'acquisition de connaissances à l'aide de la démarche

d'investigation scientifique

Contexte proposé

L'élève découvre expérimentalement le fonctionnement global des lentilles et plus spécifiquement des lentilles convergentes. Pour ce faire, l'élève aura à étudier le fonctionnement de l'oeil humain à travers un modèle. On lui propose aussi d'explorer les métiers liés à l'oeil humain.

Domaine général de formation

Orientation et entrepreneuriat

Axe de développement : connaissance de soi, de son potentiel et de ses modes

d'actualisation (connaissance de ses talents, de ses qualités, de ses champs d'intérêt et de

ses aspirations personnelles et professionnelles)

Compétence disciplinaire ciblée :

• Chercher des réponses ou des solutions à des problèmes d'ordre scientifique ou technologique (Démarche d'investigation scientifique) • Communiquer à l'aide des langages utilisés en science et en technologie

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Énoncés de la p

rogression des apprentissages

Univers matériel (E. Ondes)

! e.i Situer différentes régions sur le spectre électromagnétique (ex. : radio, infrarouge,

lumière visible, rayons X)

! f.i Décrire la façon dont les rayons lumineux sont déviés par une surface réfléchissante

plane

! f.iii Décrire la façon dont les rayons lumineux sont déviés lorsqu'ils traversent la surface

d'une substance transparente convexe ou concave ! g.i Déterminer la position du foyer d'une lentille concave et d'une lentille convexe

! g.ii Décrire le lien entre la position du foyer d'une lentille et le degré de déviation des

rayons lumineux dans diverses situations (ex. : accommodation du cristallin, choix de verres correcteurs) Univers vivant : pour ST (D. Systèmes) pour ATS (C. Systèmes) ! Fonction de relation

! b.i - Expliquer le rôle du système nerveux périphérique (transport de l'influx nerveux des

sens vers l'encéphale et de l'encéphale vers les muscles) ! c.i - Identifier les principales parties de l'oeil impliquées dans la vision (iris, cornée, cristallin, rétine) - Décrire la fonction des principales parties de l'oeil

Univers technologique (A. Langage des lignes)

! a.ii Associer aux éléments fonctionnels d'objets techniques le schéma de principes qui s'y

rattache (schémas et symboles propres aux lentilles, tracés des rayons lumineux) ! h.ii Représenter par des croquis (dessins à main levée) des objets simples en utilisant diverses formes de représentation (données expérimentales) ! j.iii Représenter une forme simple en réalisant une vue en coupe (coupe d'une lentille ou du modèle)

Techniques (A. Technologie)

! 1.c.i Choisir la vue la plus explicite de l'objet technique à décrire (modèle de l'oeil)

Techniques (B. Science)

! d.vi Utiliser de façon adéquate un instrument de mesure (ex. : ampèremètre, fiole jaugée,

position de l'image sur le modèle) ! e.i Utiliser de façon adéquate un instrument d'observation (ex. : loupe, binoculaire, microscope, modèle de l'oeil)

Légende

! : Élément travaillé dans la SAÉ ! : Élément vu précédemment + : Si désiré

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Évaluation des apprentissages

Les critères d'évaluation ainsi que les éléments favorisant la compréhension des critères

concernant

les démarches d'investigation sont intégrés aux cahiers de traces de l'élève. Vous les

trouverez dans des encadrés au bas des pages concernées. Planification suggérée de la séquence d'enseignement Cours (75 min.)

Descriptions de chaque cours

Documents

Préalables • Anatomie de l'oeil (dissection, si possible) • Fonctionnement sommaire de l'oeil

Mise en situation

• Présentation de la séquence d'enseignement et quelques pistes à propos des professions touchant la vision humaine (opticien, optométriste, etc.) • Activités d'apprentissage, p. 3

PHASE DE PRÉPARATION

Activation des connaissances antérieures

• Construction d'un réseau de concepts autour de l'oeil • Retour en plénière sur le réseau de concepts de l'oeil • Activités d'apprentissage, p. 4 • Capsule théorique sur l'optique géométrique, p. 3

Cours 1

Première démarche d'investigation scientifique • Découverte de la convergence et de la divergence de rayons lumineux à partir de la démarche scientifique • Utilisation possible de l'affiche sur la démarche d'investigation scientifique afin d'accompagner l'élève lors de son expérimentation • Cahier de traces " Investigation scientifique sur la convergence et la divergence de rayons lumineux » Deuxième démarche d'investigation scientifique • Découverte de la formation d'images à l'aide du modèle de l'oeil à partir de la démarche scientifique • Utilisation possible de l'affiche sur la démarche d'investigation scientifique afin d'accompagner l'élève lors de son expérimentation • Cahier de traces " Investigation scientifique sur la formation d'images

à l'aide du modèle de

l'oeil »

Cours 2

Synthèse en grand groupe

• Synthèse faite par l'enseignant touchant les lentilles convergente et divergente • Capsule théorique sur l'optique géométrique, p. 4

Laboratoire dirigé

• Laboratoire dirigé sur l'ajout de lunettes au modèle de l'oeil • Activités d'apprentissage, p. 5

PHASE DE RÉALISATION

Synthèse en grand groupe

• Synthèse faite par l'enseignant sur la combinaison de lentilles • Capsule théorique sur l'optique géométrique, p. 5

Cours 3

Activités de synthèse et d'intégration

• Similitudes entre l'oeil humain et le modèle • Limites du modèle de l'oeil • Activités d'apprentissage, pp. 6 et 7

Cours 4

PHASE D 'INTÉGRATION Activités de synthèse et d'intégration (suite) • Localisation d'images à l'aide d'un schéma • Retour sur le réseau de concepts de la phase de préparation pour consolider les apprentissages • Courte recherche sur une anomalie ou maladie de l'oeil humain • Capsule théorique sur l'optique géométrique, p. 6 • Activités d'apprentissage, pp. 8 à 10

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Documents relatifs à la séquence d'enseignement Voici les autres documents liés à cette situation d'apprentissage : Activités d'apprentissage (trame de fond de la séquence) " Ce document imprimable accompagne l'élève tout au long de la séquence d'enseignement suggérée. Il contient, entre autres, la mise en situation ainsi que plusieurs documents complémentaires liés aux activités d'apprentissage. " Une version Adobe Acrobat (PDF) est disponible sur le site du CDP 1 " Une version Microsoft Word (DOCX) est aussi disponible sur demande pour permettre l'adaptation à une réalité locale ou à une clientèle particulière. Investigation scientifique sur la convergence et la divergence de rayons lumineux " Ce document imprimable constitue le cahier de traces qui accompagne l'élève tout au long de sa démarche d'investigation scientifique sur la divergence de rayons lumineux. " Les critères d'évaluation y sont présentés dans des encadrés au bas des pages. " Une version PDF est disponible sur le site du CDP 1 " Une version DOCX est aussi disponible sur demande pour permettre l'adaptation à une réalité locale ou à une clientèle particulière. Investigation scientifique sur la formation d'images à l'aide du modèle de l'oeil " Ce document imprimable constitue le cahier de traces qui accompagne l'élève tout au long de sa démarche d'investigation scientifique sur la formation d'images à l'aide du modèle de l'oeil. " Les critères d'évaluation y sont présentés dans des encadrés au bas des pages. " Une version PDF est disponible sur le site du CDP 1 " Une version DOCX est aussi disponible sur demande pour permettre l'adaptation à une réalité locale ou à une clientèle particulière. La capsule théorique sur l'optique géométrique " Ce document permet au personnel enseignant et technique d'accompagner les élèves. Il peut même être une source d'inspiration pour l'enseignant lors de la préparation de ses cours. " Une version PDF est disponible sur le site du CDP 1 1 Les documents seront disponibles en septembre 2015

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Étapes de fabrication d'une boîte à faisceaux maison " Ce document permet aux techniciens en travaux pratiques de fabriquer une boîte à faisceaux maison à partir de trois diodes lasers à module linéaire. Elle est peu dispendieuse puisque son coût est d'environ 8$. Le document comprend la nomenclature ainsi que tous les dessins techniques nécessaires à la fabrication de la boîte. " Une version PDF est disponible sur le site du CDPquotesdbs_dbs44.pdfusesText_44

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