Thèse de didactique
de la physique et de la chimie

Auteur

QUINTANA-ROBLES, Miriam

Titre

Etude didactique de films comme aide pour l'enseignement de la physique. Cas de l'expansion des gaz.

Type
Spécialité

Thèse 3e cycle,
Didactique de la physique

Date, université, laboratoire d'accueil

10 juillet 1997, Université Claude Bernard Lyon I,
COAST

Directeur(s)
Membres du jury

Le Maréchal J.-F.
Chastrette M., Pinto R., Lefevre R., Tiberghien A.

Descripteurs

aide didactique, vidéo, gaz, modèle particulaire, modélisation, simulation, enseignement, apprentissage

Résumé

Notre recherche s'articule autour de la construction de films comme aide didactique pour l'enseignment de la physique sur l'état gazeux et plus particulièrement l'expansion des gaz. Nous envisageons les films comme un moyen de construire de manière contrôlée des ensembles de connaissances à présenter aux élèves. Ainsi, dans un premier temps, des films ont été élaborés à partir des résultats de recherche sur les conceptions et les difficultés d'apprentissage des élèves sur les états de la matière avec des interprétations microscopiques et macroscopiques. A cette construction, sont associées des hypothèses sur le rôle de la forme et de l'organisation des connaissances présentées, dans l'appropriation de ces connaissances par les élèves. Ces films présentent divers phénomènes macroscopiques en les associant à des comportements d'un modèle particulaire. Ce modèle particulaire est présenté par l'intermédiaire d'un simulateur mettant en jeu de sparticules qui se repoussent mutullement, et sont libre de se déplacer sur une portion de plan. Dans un deuxième temps, nous avons étudié le fonctionnement des élèves à partir de l'introduction des nouvelles connaissances dans les films, leurs formes de présentation et leurs ordres. Ces nouvelles connaissances sont présentées en dissociant clairement les aspects du champ expérimental et ceux des modèles physiques macroscopiques et microscopiques. Cette dissociation a été renforcée en utilisant un vocabulaire spécifique pour chacun de ces aspects présentés en image simultanément. Deux films ont été élaborés pour étudiert l'influence de l'ordre de présentation des connaissances. Ils comportent les mêmes séquences dont l'ordre est modifié. Un film commence par une séquence présentant le modèle particulaire et l'autre commence par la présentation d'une expérience de laboratoire. Nous avons utilisé dans cette étude deux techniques d'analyse : la résolution d'une tâche papier-crayon et la narration d'un film. Ces techniques nous ont permit d'étudier deux aspects des connaissances retenues par les élèves : un aspect opératoire lors de la résolution de la tâche et un aspect déclaratif lors de la narration des films. Nous avons mis au point une séquence d'enseignment laquelle a été réalisée hors classe avec des élèves âgés de 14 à 19 ans.
L'importance des connaissances restituées par les élèves montre qu'un tel film a un impact important sur les élèves et qu'il peut être utlisé en dehors du contexte de recherche pour lequel il a été crée. Grace au visionnement d'un tel film, les élèves sont capables d'exprimer des idées sur le modèle particulaire, et sont égalment aptes à utiliser les connaissances qu'il contient pour traiter un problème de physique, d'apparence éloigné.

Références

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Publications

Mémoire

Mémoire +annexes, diffusion : COAST

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