Etude des difficultés conceptuelles relatives à la construction d’une image virtuelle et impact des tice sur les productions des apprenants

Abstract

Le travail de cette thèse s’articule autour de deux axes. Le premier, porte sur l’identification de quelques difficultés conceptuelles relatives à la construction d’une image virtuelle. Le second, concerne l’évaluation de l’impact de l’utilisation d’un Atelier Java d’Optique Géométrique AJOG sur les productions des élèves de la 1ère année du baccalauréat et des étudiants de la 1ère année universitaire. Nous avons élaboré, dans le cadre des conditions de Gauss, des tests mettant en jeu des exercices clairement conçus en référence à la construction de l’image virtuelle. Chaque test est constitué de deux types de sous-tests : un sous-test basé sur une situation « simple » (1ère variante), et un sous-test où une difficulté a été intentionnellement introduite (2ème variante). Pour évaluer l’assimilation des participants des deux niveaux à propos de la construction de l’image virtuelle, nous avons réalisé deux études. Ces deux études nous ont révélés l’existence de difficultés d’ordre conceptuel. Ainsi, la construction des images virtuelles correspondantes aux sous-tests de la 2ème variante a indiqué qu’environ 33% des élèves du secondaire, et 26% des étudiants de l’université rencontrent la difficulté conceptuelle associée au tracé du prolongement d’un rayon de construction. Afin de pallier, principalement, cette difficulté observée, nous avons expérimenté un Atelier Java d’Optique Géométrique AJOG. Les résultats ont montré, d’une part, que l’utilisation de l’AJOG n’induit en aucun cas l’utilisateur à commettre une erreur de la construction d’une image virtuelle. D’autre part, cette utilisation a rendu les réponses des participants des deux niveaux, plus cohérentes que celles obtenues en utilisant la méthode traditionnelle de la construction géométrique. Par ailleurs, l’analyse des difficultés éprouvées par les participants a montré que l’utilisation de l’AJOG présente un outil très utile permettant de surmonter la difficulté conceptuelle du tracé du prolongement d’un rayon de construction. Cependant, malgré le caractère interactif de l’AJOG, l’apprenant se heurte à la difficulté conceptuelle relative à la correspondance objet-image (ponctuelle et globale), et également à la difficulté liée au nombre minimum de rayons partant d’un même point de l’objet, même en utilisant l’AJOG. La première difficulté se présente chez 11% des participants de chaque niveau, et la deuxième difficulté se présente chez 13% des élèves de baccalauréat et chez 9% des étudiants de l’université.