Un exemple de transposition didactique : l'énergie au collège

Sources d'énergie

Cette réflexion vient directement de ma dernière lecture pour le master de didactique : Les Connaissances Naïves. Cet exemple est traité dans le chapitre sur les connaissances naïves en physique, mais ce qui me plait le plus est l'éclairage sur la transposition didactique qui pour la première fois pour moi est devenu très éclairant. 

L'énergie en physique est un concept très abstrait et mathématique : il s'agit d'un nombre qui se conserve. Prenons par exemple les réflexions de Feynman, grand physicien, prix Nobel de physique, à ce sujet : 

"De toutes les lois de conservation, celle qui traite de l'énergie est la plus difficile, la plus abstraite et cependant la plus utile, elle est plus difficile à comprendre que celles que je viens de décrire ; en effet, pour la charge [électrique] et ces autres lois de conservation, le mécanisme est clair, c'est plus ou moins la conservation de certains objets [...]. La conservation de l'énergie est un peu plus difficile, car, cette fois, nous avons un nombre qui ne varie pas avec le temps, mais ce nombre ne représente aucun objet en particulier"

C'est donc un concept très compliqué à introduire pour le physicien sans rentrer directement dans un formalisme mathématique plus que pénible pour des collégiens. Donc ça n'était enseigné qu'à partir du lycée.
Oui mais, le savoir à enseigner dans la classe n'est pas le seul produit des scientifiques, il est aussi influencé par la noosphère, c'est à dire les politiques, la société étouça. Et aujourd'hui, pas un JT sans que l'on ne parle d'énergie renouvelable, d'énergie fossile... Il faut donc introduire la notion d'énergie dès le collège.

Une transposition didactique intéressante consiste, en se basant sur les connaissances initiales des élèves, à introduire le concept d'énergie en se basant sur certaines propriétés de l'énergie, sans chercher à la définir per se. On introduit alors un modèle qui n'est pas le modèle en vigueur dans le monde de la recherche scientifique, mais qui permet d'introduire la notion en étant compatible avec ce qui sera introduit plus tard dans l'enseignement.

  Je trouve ce travail très intéressant, ça ouvre pas mal de perspectives quant à l'enseignement de certains domaines de la physique réservés au post bac qui ont atterrit en term S, ou dans un tout autre domaine, aux connaissances scientifiques de l'éthologie qui doivent désormais être enseignées au plus grand nombre dans le cadre des nouveaux galops.

Références :
Les connaissances naïves, J. Lautrey, S. Rémi-Giraud, E. Sander, A. Tiberghien,
Solomon (1985), Teaching the conservation of energy, Physics education, 20 (2), 165-170