De la didactique pour préparer un cours de physique
Le prof débute son cours en parlant d'échographie. On a des images de fœtus en train de sucer leur pouce dans la tête, on se rappelle le froid du gel qu'applique le médecin avant de faire une échographie lorsqu'on s'était fait une entorse au foot. Quelques instants plus tard, nous voilà en train de bidouiller un micro et un récepteur sur un banc d'optique pour étudier la propagation des ondes sonores et on voit des sinusoïdes sur l'écran de l'oscilloscope. Il s'est passé quoi là? C'est quoi le lien?
Enseigner c'est aussi aider l'élève à faire des liens
L'une des difficultés de l'enseignement de la physique est de permettre à l'élève de faire des liens entre les objets et les phénomènes du monde de tous les jours et entre les objets et les phénomènes de la classe de physique. Ces objets sont introduits en classe de physique pour modéliser la situation de la vie de tous les jours. Souvent, pour comprendre le lien entre l'objet de la vie de tous les jours et l'objet utilisé en physique, il faut passer dans le monde des concepts et des modèles. Il faut dire que l'échographe émet une onde ultrasonore qui se propage dans un milieu, est réfléchie, puis est enregistrée par un micro. C'est cette modélisation qui permet de comprendre la situation expérimentale choisie par le prof de physique. |
| Tableau pour repérer les liens de modélisations à expliciter |
Cette nécessité pour l'enseignant de bien faire attention à distinguer (et relier) objets et concepts, vie de tous les jours et classe de physique, a amené une chercheuse en didactique (A. Tiberghien) à introduire la notion de théorie des deux mondes. Cette théorie aide l'enseignant à construire les questions des activités de physique qu'il propose à ses élèves. Lorsqu'il a choisi la situation qu'il va étudier en classe, l'enseignant peut remplir le tableau de modélisation ci-dessous.
Illustration sur l'exemple de la formation de la buée
Changeons d'exemple et prenons une démarche d'investigation proposée par Météo-France pour les primaires. Il s'agit de savoir "d'où vient l'eau de la buée?". Dans la vie de tous les jours, les enfants observent la formation de buée principalement en voiture, dans le bus ou parfois à la maison, les jours où il pleut et il fait froid. Il faut donc distinguer les objets (l'air dans la voiture, l'air hors de la voiture, la pluie, la vitre de la voiture, la pluie) les évènements (l'apparition et la disparition de la buée), les concepts de la vie de tous les jours (le chaud et le froid), et la théorie de la vie de tous les jours (la buée se crée quand le chaud rencontre le froid).
Pour expérimenter en classe, les élèves proposent d'utiliser un sèche-cheveux ou des glaçons pour faire le chaud et le froid : ici, on voit une non dissociation du concept (chaud ou froid) et de l'objet (sèche-cheveux ou glaçons). L'enseignant va souvent mettre les glaçons dans de l'eau dans un verre et on arrive en classe de sciences à une situation avec comme objets : l'air de la pièce, l'eau avec les glaçons et le verre, la buée. Les concepts scientifiques à mettre en jeu pour décrire cette situation sont la température et l'humidité de l'air. L'explication physique est assez complexe en comparaison de celle de la vie de tous les jours, j'ai fait un billet sur ce sujet ici : http://la-zaude-a-lecole.blogspot.fr/2017/03/comment-se-forme-la-buee.html
Sur l'image ci-dessous on voit comment ce diagramme peut aider l'enseignant à expliciter les liens à faire pour aider les élèves à tirer le meilleur parti de cette situation d'apprentissage.
