Thèse de didactique
de la physique et de la chimie

Auteur

SÉRÉ, Marie-Geneviève

Titre

Analyse des conceptions de l'état gazeux qu'ont les enfants de 11 à 13 ans, en liaison avec la notion de pression, et propositions de stratégies pédagogiques pour en faciliter l'évolution.

Type
Spécialité

Thèse d'état,
Doctorat es Sciences physiques

Date, université, laboratoire d'accueil

24 avril 1985, Université Paris 6
LIREST

Directeur(s)
Membres du jury

Hulin Michel,
Delacote G., Bresson R., Guidoni P., Guinier A., Martinand J.L., Tavernier J.

Descripteurs

sciences physiques, enseignement, collège, conception, état gazeux, gaz, pression, température, méthodes, modèle particulaire, objectifs pédagogiques, enseignant

Résumé

Depuis la rentrée de septembre 1977, les sciences physiques figurent au programme des classes de collège. De la sixième à la troisième, c'est-à-dire de 11 à 16 ans environ, les élèves reçoivent un enseignement, en principe expérimental, qui les initie aux propriétés physiques de la matière, à l'électricité, au magnétisme et à l'électromagnétisme, à la mécanique, à l'optique et à la chimie. Cet enseignement, qui ne s'appuie sur aucun formalisme mathématique, a les objectifs suivants : des objectifs de méthode visant en particulier à développer l'observation et le raisonnement expérimental, des objectifs de savoir-faire visant à familiariser avec le matériel de laboratoire et sa manipulation. Enfin il poursuit des objectifs de connaissance parmi lesquels figure l'acquisition des grandeurs physiques définissant la matière dans ses différents états. Cet objet d'étude est proposé uniquement aux classes de Sixième et de Cinquième, qui correspondent en général à l'âge où les enfants accèdent au raisonnement formel. L'objet de notre travail est de décrire, étudier et analyser les conceptions des enfants de 11 à 13 ans, à propos de l'état gazeux, dans le but d'améliorer l'enseignement dans ce domaine.
Dans une première partie, nous explicitons le programme des classes de 6ème et 5ème qui a servi de cadre à nos investigations en classe. Nous donnons une analyse de ses objectifs et nous cherchons à rassembler les explications données par la physique des expériences qui servent de base expérimentale à ce programme. Dans une deuxième partie, nous exposons les méthodes d'investigation que nous avons utilisées, pour recueillir et analyser les productions des élèves, suivant les axes explicités en introduction. Nous montrons les apports respectifs de ce qui est mis en œuvre dans et hors de la classe. Dans une troisième partie, nous donnons une vue d'ensemble des conceptions que développent les enfants de 11 à 13 ans à propos de l'état gazeux. Ils y associent des images, ils adoptent certains cheminements et ils rencontrent des obstacles pour former les concepts de quantité de substance et de masse, pour prendre en compte les actions exercées par les gaz, pour former le concept de pression, et pour prendre en compte les variations de température. Dans une quatrième partie, nous décrivons les possibilités d'évolution de ces conceptions, en en précisant les conditions. Nous rendons compte d'une étude de cas : l'observation d'une classe sur une période assez longue, qui a permis de caractériser précisément l'évolution de trois élèves, ainsi que les interactions professeur-élèves et élèves-élèves. Nous montrons aussi les progrès vis-à-vis d'objectifs de méthode, d'élèves dont nous avons suivi l'enseignement. Enfin nous montrons comment l'exposé d'un modèle particulaire cinétique des gaz permet aux enfants de cet âge de mieux comprendre les propriétés physiques des gaz.
En conclusion, nous faisons des propositions pour aider à l'apprentissage des notions physiques concernant l'état gazeux. Ces propositions témoignent de ce que la connaissance des conceptions des élèves permet un choix bien différent d'objectifs, d'expériences et de démarches pédagogiques, par les enseignants.

Références

INRP : Emile1.

Publications

Séré M.-G. (1985). The gaseous state, in Children's ideas on science, Driver R., Guesne E., Tiberghien A. (Eds), Open University Press.

Séré M.-G. (1986). Children's conceptions of the gaseous state prior to teaching, European Journal of Science Education, Vol 8, n°4, 413-425.

Séré M.-G., Tiberghien A. (1989). La formation des concepts décrivant les états de la matière au collège, Bulletin de l'Union des Physiciens, n°716, 911-930.

Mémoire

Mémoire : 364 pages.

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