4.4 Situation 7 : image d’un objet (5 novembre 1996, 21 minutes)

La situation 7 a pour but de passer de l’image d’un point à l’image d’un objet. Le choix qui a donc été fait dans la séquence d’enseignement est de passer du point à l’objet, en reconstituant l’objet à partir de points. C’est une démarche qui se situe entièrement au niveau du modèle, ce que marque bien le fait que l’outil principal de ces deux situations qui se suivent, 6 et 7, est le modèle matérialisé sur l’ordinateur. Il n’est pas du tout sûr que cette démarche soit naturelle aux apprenants, comme le marque le souci déjà relevé d’Emmanuel de relier la notion d’image à la taille de l’objet, même quand l’objet est un point sans dimension, ce qui est le cas dans la situation 6 (image d’un point).

La situation 7 était a priori prévue pour être découpée en trois épisodes :

• une démonstration utilisant le modèle matérialisé qu’on peut considérer un objet comme une juxtaposition de points, et l’image de l’objet comme la juxtaposition de l’ensemble des images ;

• la mise en évidence que la lumière constitue le vecteur de l’information de l’objet à l’image, en faisant apparaître l’ensemble des faisceaux qui vont de chaque point de l’objet au point correspondant de l’image ;

• une traduction expérimentale, qui permettrait de constater qu’un écran d’observation n’est pas indispensable pour voir une image, mais qu’on peut la voir en visée directe en regardant à travers la lentille.

La contrainte de temps a conduit l’enseignant à renoncer à cette mise en évidence de la visée directe, au profit de la prise de mesures qui donnent lieu à la situation 8 (formule de conjugaison).

Dès le début du travail sur le fichier image2, Emmanuel déplace tout ce qu’il peut déplacer sur le fichier : le point source sur le segment source (étape s7-1-1 int. 7/2), puis le point d’intersection du rayon quelconque avec la lentille (étape s7-1-1 int. 7/5). Mais surtout il essaye de déplacer le segment représentant l’image (étape s7-1-1 int. 7/9). Cet essai nous semble significatif de la persistance de sa conception initiale, qui le porte à croire que l’image peut être placée où on veut.

Tout au long de la situation 7, Emmanuel manifeste le tropisme déjà noté à s’intéresser préférentiellement à la taille de l’objet et de l’image. Dès que l’observateur dit qu’on peut modifier la taille de l’objet, il manifeste son intérêt et expérimente la manipulation (étape s7-1-1 int. 7/26), alors qu’il n’essaye pas tout de suite de déplacer le segment lui-même. Et de nouveau il essaye de modifier le segment image, comme si la taille de celui-ci n’était pas irrévocablement fixée par celle du segment objet (étape s7-1-1 int. 7/29). Il se livre alors à une manipulation qui n’était absolument pas prévue par les concepteurs de la séquence : il joue à faire coïncider le segment image avec un segment auxiliaire qui a été créé dans ce fichier pour marquer ultérieurement la place de l’image (voir annexe 3, volume II page 23). Cette activité est très vraisemblablement motivée par une remarque d’Adeline (étape s7-1-1 int. 7/39) indiquant une relation entre la position de l’objet par rapport à la lentille et la taille de l’image. Toute ludique qu’elle soit, cette opération met en acte la connaissance suivant laquelle justement la taille de l’image dépend à la fois de la position de l’objet, et de sa taille (étape s7-1-1 int. 7/44). Pourtant il ne semble pas qu’Emmanuel attache ce sens à sa manipulation. Il exprime au contraire que ce n’est pour lui qu’un jeu sans signification physique (étape s7-1-1 int. 7/41 et 50).

A une question de l’observateur il répond encore une fois en faisant allusion à la taille de l’image, alors que le développement précédent suggérait plutôt une inversion de l’image par rapport à l’objet (ce qu’il dit aussi, étape s7-1-4 int. 7/89). Dans la partie (épisode 2) où il s’agit de faire une double animation (portant sur le point d’incidence du rayon sur la lentille, pour faire apparaître le faisceau, puis sur le point source, pour balayer tout l’objet), il manifeste qu’il a compris comment on doit faire ces opérations, mais n’explicite pas pourquoi. Il semble néanmoins qu’il ait perçu en partie le sens de l’opération, car il est capable de discriminer quand Adeline fait des erreurs le point qu’il faut animer (étape 7-2-3 int. 7/191).

Lors de l’institutionnalisation qui fait suite (étapes s7-2-8 à s7-3-4), d’une part Emmanuel énonce que le segment qui est l’ensemble des images est l’image de l’objet (étape s7-2-8 int.7/237) ; d’autre part il énonce que si on veut avoir l’image nette sur l’écran (phrase prononcée par l’enseignant) il faut mettre celui-ci au niveau de ladite image (étape s7-3-1 int. 7/245). Dans l’étape s7-3-3 il est question de la visibilité par l’oeil de l’image ; Emmanuel dit bien que pour voir l’image il faut mettre l’oeil dans le faisceau émergent (étape s7-3-3 int. 7/257), et même utilise la possibilité de déplacer le point source sur son segment pour défendre son argumentation auprès d’Adeline (étape s7-3-4 int. 7/276) ; mais comme le phénomène d’accommodation n’a pas été discuté jusqu’à ce moment-là cela n’implique nullement que pour lui l’image doit être localisée.