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Le secret du poisson Archer : comprendre la réfraction

The secret of the Archer fish : understanding refraction

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Archer Fishes_2004_by Ron Wampers

Le poisson Archer trouve ses proies à l'extérieur de l'eau. Il les attrape en émettant un jet d'eau. Comment fait-il pour éviter les déformations visuelles dues à la réfraction ? Quel est son secret ?

The Archer fish finds its prey living outside the water. It knocks the prey off the branch using a powerful jet of water. The Archer fish is hardly ever fooled by the visual distortion caused by the refraction. What is its secret ?

Rédacteur :

  • Céline SAGE
  • Langue : Anglais
  • Classe : Seconde
  • Durée indicative : 4 séances + l’évaluation

Thèmes abordés

La lumière, la réfraction, les lois de Snell-Descartes

Objectifs disciplinaires

Cette séquence peut être placée en parallèle du cours sur le prisme et les lois de Descartes sur la réfraction. Elle permet de voir des applications concrètes de cette loi et de donner le vocabulaire adapté en anglais.

Références au programme

Programme de physique de seconde. (L'Univers - Dispersion de la lumière blanche par un prisme. Réfraction. Lois de Snell-Descartes). Cette activité rappelle quelques propriétés de la lumière (vitesse très grande, propagation rectiligne) puis donne une application de la loi de Descartes (ou de Snell) sur la réfraction.

Niveaux de compétence en langue

Expression orale en continu : B1 Expression orale en interaction : B1 Compréhension de l'écrit : B1 Expression écrite : B1 Compréhension de l'oral : B1

Niveau visé par la séquence

Niveau B1 du CECRL.

Principaux supports documentaires utilisés lors de la séance

- The speed of light
- Vidéo sur « the speed of light »
- The secret of the Archer fish
- Snell's law
- Document power point sur la loi de Snell
- Total internal reflection and diamond
- Evaluation

Fiche analytique

Notion(s) centrale(s)

Le but de la séquence est d'une part de donner le vocabulaire anglais lié à l'étude de la réfraction et à l'optique de manière plus générale et d'autre part d'aborder la réfraction de façon à la fois plus ludique (grâce à l'étude du poisson Archer) et plus appliquée (à travers la découverte des fibres optiques et des propriétés du diamant).

Dimensions culturelle/interculturelle/interdisciplinaire

La séquence fait intervenir des notions d'histoire des sciences et de technologie. Elle montre par exemple qu'une même loi n'a pas le même nom dans plusieurs pays (loi de Descartes en France et loi de Snell dans les pays anglophones), en fonction de la personne qui l'a découverte. Elle explique de plus les différentes méthodes historiques de mesure de la vitesse de la lumière. En outre, elle aborde des notions de technologie en expliquant le fonctionnement des fibres optiques.

Activité(s) langagière(s) dominante(s) travaillée(s) au cours de la séquence

Les élèves auront à comprendre un texte scientifique (CE) puis à s'exprimer à propos de ce texte (IO). Outre la compréhension écrite et l'expression orale, la compréhension orale (CO) sera également travaillée puisqu'une vidéo servira de support. On peut également envisager de faire travailler les élèves à l'écrit (PE) en leur faisant construire leur propre exercice d'optique afin qu'ils puissent réutiliser le vocabulaire rencontré et les notions scientifiques apprises.

Exploitation pédagogique

Démarche pédagogique

Le cours se déroule à l'oral, en anglais :
1ère séance : The Speed of Light
Le cours débute sur une discussion avec les élèves sur leurs connaissances au sujet de la vitesse de la lumière. Puis, une feuille est distribuée qui résume des données sur la vitesse de la lumière et qui introduit la notion de milieu de propagation. Les élèves complètent cette feuille et la gardent pour la suite car elle comporte des données sur l'indice de réfraction de divers matériaux.
Pendant la deuxième partie de la séance, on demande aux élèves de s'interroger sur une méthode permettant de mesurer cette vitesse de la lumière. Ensuite, une vidéo est projetée, expliquant la démarche de divers scientifiques. A l'issue de cette projection, le professeur pose des questions pour tester la compréhension des phénomènes et les méthodes décrites sont résumées au tableau, après un échange oral.
2ème séance : The Secret of The Archer Fish
Un texte est distribué, qui décrit le comportement du poisson archer. Ce poisson semble avoir compris les lois de la réfraction... Le texte est d'abord lu en classe, par petits morceaux et en s'arrêtant s'il y a des problèmes de compréhension ou de vocabulaire. Chaque mot est expliqué en anglais, par des élèves de préférence. Les élèves tentent de répondre aux questions, et ce avec l'aide du professeur ; pour ce faire, ce dernier dispose d'une présentation vidéo projetée qui comporte des photos illustrant la « visual distortion » due à la réfraction. Cette présentation comporte également des images permettant de mieux comprendre le secret du poisson archer.
Cette activité a pour but d'introduire les lois de la réfraction qui seront étudiées lors de la séance suivante. Elle permet aussi d'évoquer la loi de Snell et de faire un point d'histoire des sciences.
3ème séance : Snell's Law
Cette séance rappelle la loi de Snell, vue en Français sous le nom de loi de Descartes. Elle donne le vocabulaire adapté et permet aux élèves de résoudre des exercices en utilisant ce vocabulaire. Elle s'accompagne d'une fiche pour les élèves et d'une présentation vidéo projetée pour le professeur. Les élèves ont des exercices à résoudre, en utilisant l'anglais et le vocabulaire adapté. On peut imaginer leur proposer de préparer leur propre exercice, en anglais, à soumettre à d'autres élèves de la classe.
4ème séance : Total Internal Reflection and Diamond
Cette séance explique la loi de la réflexion totale et introduit l'angle critique. Ensuite, les élèves tentent d'expliquer pourquoi les diamants sont particulièrement brillants.

Évaluation

Proposition d'évaluation

5ème séance : Evaluation
L'évaluation comporte plusieurs parties : des questions de cours, une explication de la loi de la réfraction à partir d'un schéma ainsi qu'un exercice sur la loi de Snell.

Ouverture internationale et interdisciplinarité

Ouverture internationale

La séquence utilise les TICE : une vidéo est projetée, ainsi qu'une présentation sous forme de diaporama.

Prolongements dans la discipline

Cette séquence fait appel à diverses notions abordées en classe de seconde et va un peu plus loin que le programme en donnant des applications (diamant, fibre optique) ainsi que des exemples de la vie de tous les jours.

Interdisciplinarité

Une référence à l'histoire est proposée grâce à l'étude des différentes méthodes de mesure de la vitesse de la lumière.

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