L`OBSERVATION (avec quoi observer ?) Des instruments pour

L’OBSERVATION (avec quoi observer ?)
Des instruments pour observer :
Nos sens ne suffisent pas, pour explorer le monde qui nous entoure afin de le comprendre, nous avons
besoin d’élargir notre champ d’investigation, donc de faire appel à des instruments ou des techniques.
L’observation directe ne suffit pas pour répondre au questionnement de l’observateur qui doit avoir
recours à des instruments (observation directe à l’œil nu : pratique réductrice de l’observation).
Les techniques qui développent les capacités d’observation et les potentialités de nos sens (loupes,
binoculaires, microscopes) permettent d’aller plus loin dans les investigations.
Influence de l’instrumentation sur l’histoire des sciences : les mêmes objets ont été observés et
interprétés différemment en fonction de l’évolution de l’instrumentation scientifique.
Une condition de l’observation est la maîtrise de ces techniques. Même l’utilisation de la loupe
n’est pas si évidente et suppose un apprentissage.
Observer à la loupe :
Objectifs :
• faire pratiquer une démarche expérimentale pour comprendre les conditions techniques
d’utilisation de la loupe.
• découvrir que la loupe ne permet d’observer qu’une partie de l’objet à la fois.
Déroulement :
•
distribuer une loupe à main à chaque élève.
•
faire observer avec la loupe n’importe quel objet.
•
laisser un temps d’expérimentation sauvage : ils découvriront déjà qu’on ne voit pas toujours
pareil et pas l’ensemble de l’objet.
•
leur demander par groupe de deux de « chercher quelles sont les conditions pour avoir une bonne
image de l’objet ».
•
dégager avec eux quels sont les paramètres : position de l’œil par rapport à la loupe et distance de
la loupe par rapport à l’objet.
•
faire réaliser une expérience précise en notant les positions relatives et le résultat par rapport à
l’objet observé.
•
déplacer la loupe par intervalle régulier de la proximité de l’œil jusqu'à l’objet et noter
l’emplacement où l’image est la meilleure et la plus grossie.
•
chaque groupe fait l’expérience en plaçant l’objet à des distances différentes par rapport à la loupe.
•
les différents groupes comparent leurs résultats.
L’observation des pratiques des élèves lors de l’utilisation d’une loupe binoculaire met en évidence
leurs difficultés à réaliser la mise au point. Problème à prendre en compte et nécessité pour
l’enseignant de guider l’observation lors de l’utilisation de ce nouvel instrument.
Observer au microscope lumineux :
Il présente la caractéristique de se poser sur l’objet à observer, une petite bague de plexiglas
transparent mettant le système optique à la distance optimale pour une observation nette avec un
grossissement de 30 fois. De plus, une petite lampe intégrée éclaire l’objet.
Cet instrument est utilisable par des enfants très jeunes (maternelle), mais aussi pour des enfants plus
âgés.
Observer au microscope :
Un instrument ne permet pas de comprendre si l’on ne peut pas situer ce que l’on observe par rapport à
un système de référence. On risque de s’arrêter à la description physique sans l’associer à une
interrogation sur la fonction des objets observés.
Les difficultés de lecture :
Le changement d’échelle induit des observations inhabituelles, en dehors de modèles connus, et donc
des interprétations souvent erronées.
Le lien avec la réalité directement perceptible disparaît au fur et à mesure que l’on augmente le
grossissement. Les élèves sentent qu’ils ne peuvent pas représenter ce qu’ils voient parce qu’ils ne le
comprennent pas.
La relation au réel :
Le microscope amène directement à l’échelle de la cellule, ce qui ne peut s’interpréter qu’à partir des
références du réel directement perceptible.
Technique d’utilisation du microscope :
Pour utiliser le microscope :
•
Nettoyer les lentilles sans les rayer.
•
Régler l’éclairage afin de voir le maximum de lumière dans l’oculaire.
•
Remonter le tube du microscope avec la vis de réglage.
•
Réaliser une préparation microscopique suffisamment fine et la placer dans une goutte d’eau
entre lame et lamelle.
•
Positionner la partie à observer au centre de la platine du microscope.
•
Commencer par observer avec l’objectif qui grossit le moins.
•
Faire descendre lentement le tube jusqu’à l’amener presque au contact de la préparation.
•
Puis remonter en ayant l’œil sur l’oculaire jusqu’à ce qu’une image apparaisse bien au point ;
cette technique évite de casser systématiquement les lamelles des préparations.
•
Pour déplacer la préparation, tenir compte du fait que l’image est renversée et grossie, ce qui
inverse les mouvements à faire par rapport au mouvement obtenu.
•
Passer progressivement du plus faible grossissement aux grossissements plus forts afin de
savoir situer ce que l’on observe par rapport à l’ensemble (ce qui est nécessaire pour pouvoir
interpréter l’image obtenue).
•
Essayer de reconstituer l’objet en volume, en modifiant très légèrement la mise au point pour
observer successivement les parties inférieures et supérieures de la préparation.
Comparer les observations faites avec des techniques différentes :
Loupe et microscope apportent des informations complémentaires :
Alors que la loupe donne une vision des formes et des couleurs directement associées à la
réalité, le microscope amène à observer une toute petite partie de l’objet. De plus s’il s’agit
d’un être vivant, on ne pourra pas l’observer dans son intégralité et sous sa forme vivante. Le
rapport de taille par rapport au réel est d’ailleurs souvent difficile à percevoir.
Passer par des grossissements intermédiaires :
Le plus souvent il convient d’observer les mêmes objets avec des grossissements progressifs depuis la
loupe (où l’on retrouve les structures visibles à l’œil nu), puis le microscope optique à faible
grossissement.
Observer en manipulant :
Observer en agissant sur l’objet :
Souvent il ne suffit pas de regarder l’objet à distance. Il faut agir sur lui, le manipuler pour le
regarder sous toutes les coutures, parfois aussi l’ouvrir, ce qui est aussi possible pour les
plantes et les animaux déjà morts vendus en boucherie
Une banque d’outils dans la classe :
Pour bien observer, il faut donc à la fois « savoir regarder » et maîtriser des techniques
d’investigation .
Il est intéressant de créer dans la classe une banque d’outils que les élèves pourront aller chercher en
fonction de leurs besoins, sachant que le premier apprentissage sera de les faire réfléchir sur ce
qu’apporte tel ou tel instrument par rapport aux objectifs de l’observation que l’on entreprend.
Proposition d’équipement pour une classe d’école élémentaire :
•
30 loupes à main ou lentilles de Fresnel (une par élève).
•
1 loupe binoculaire ou monoculaire (type « microscope lumineux de poche »).
•
Des instruments de mesure (mètre à ruban, balance de cuisine à affichage digital,
thermomètre, équerre, chronomètre, mètres de couturière , règles graduées…).
•
Au CM2 : 1 microscope .
•
Un appareil photo instantané.
•
Un magnétoscope.
•
Un caméscope.