IREMInstitut de recherche sur l'enseignement des mathématiques de Grenoble

Auteurs :

Pierre FLEURY

Résumé :

Notre étude interroge l’intimité entre les deux disciplines mathématiques et sciences physiques à
l’école primaire pour construire en optique le concept scientifique de source ponctuelle de
lumière. En partant d’un évènement historique (la mesure de la hauteur de la pyramide de
Khéops par Thalès), des élèves de cycle 3 ont recherché les conditions expérimentales pour
lesquelles la proportionnalité entre les hauteurs de deux objets verticaux (bâton et pyramide) et
les longueurs au sol de leur ombre portée était vérifiée. La modélisation conclut que si les
hypoténuses des triangles d’ombres des deux objets verticaux sont parallèles alors les rayons
lumineux issus de la source de lumière le sont aussi et réciproquement. Ceci identifie une des
caractéristiques communes (que nous qualifierons « zone de symbiose ») aux deux concepts
scientifiques en jeu dans cette étude, celui de source ponctuelle de la lumière et celui de
proportionnalité. Les élèves auront pu enclencher la construction du concept physique (de source
ponctuelle) en s’appuyant sur le concept mathématiques (de proportionnalité) en produisant des
langages pour penser et communiquer (domaine 1 du socle).

Mots-clés :

Concept scientifique, proportionnalité, source ponctuelle, « zone de symbiose », école primaire.