Thèse de didactique
de la physique et de la chimie

Auteur

LOUNIS, Ali

Titre

L'introduction aux modèles vectoriels en physique et en mathématiques : conceptions et difficultés des élèves, essai de remédiation.

Type
Spécialité

Thèse d'université nouveau régime,
Didactique de la physique.

Date, université, laboratoire d'accueil

1989, Aix Marseille 1

Directeur(s)
Membres du jury

Benarroche Marcel
G.Vergnaud, S.Johsua, J.Grea, JJ.Bonniol, E.Saltiel.

Descripteurs

physique, mathématiques, vecteur, raisonnement, enseignement secondaire, procédure graphique, grandeurs physiques vectorielles.

Résumé

L'étude empirique des difficultés des élèves lors de l'apprentissage et de l'utilisation des modèles vectoriels de base (procédures graphiques) montre que celles-ci restent dominées par une emprise du numérique importante et par une tendance marquée au raisonnement de type "monovalent". Les élèves privilégient l'aspect scalaire des grandeurs physiques vectorielles (en l'occurrence la force et la vitesse), par rapport à leurs caractéristiques d'orientation spatiale. Ces conceptions sont tenaces et évoluent très peu sous l'effet de l'enseignement traditionnel malgré un bon niveau d'acquisition préalable du concept de "vecteur mathématique".
Nous avons relevé par ailleurs de remarquables analogies avec des obstacles épistémologiques qui ont conditionné le lent développement historique des pré-concepts vectoriels formalisés, au siècle dernier.
Dans un essai expérimental de remédiation il nous a paru approprié de favoriser le travail de synthèse et d'harmonisation des savoirs transposés et transmis en physique et en mathématiques. Nous avons organisé dans deux classes de Seconde (niveau dix), observées durant une année, des séquences interdisciplinaires mettant l'accent sur l'explicitation des relations, des similitudes et des différences entre grandeur physique vectorielle et "vecteur mathématique". L'analyse de trois questionnaires (passés également dans six classes témoins, suivies aussi pendant un an), a montré notamment que les écarts entre les performances des élèves (améliorées) dans les deux disciplines, ont pu être ainsi sensiblement réduits.

Références

DocThese : 89AIX10031

Publications

LOUNIS, Ali, 1990. Considérations historiques et difficultés d'élèves à propos des grandeurs physiques vectorielles, Bulletin de l'Union des Physiciens, n°721.

Mémoire

These microfichee

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Résumé en anglais