2. L’usage d’un modèle matérialisé informatisé et la pratique de la modélisation par les élèves 

Le modèle matérialisé est censé médiatiser pour l’élève le rapport entre monde des objets et des événements et monde théorique. Les élèves en sont-ils conscients ? Quel statut reconnaissent-ils à ce qu’ils observent sur leur moniteur ? Comment évolue au cours des séances leur compréhension du rapport entre ce qui est représenté sur l’écran et la réalité expérimentale ?

Comme nous l’expliquons dans le chapitre suivant, nous ne nous livrerons pas à une étude comparative, qui aurait pu consister par exemple à comparer l’activité de deux élèves ou de deux ensembles d’élèves, les uns utilisant un modèle matérialisé, les autres ne l’utilisant pas. Cela ne signifie pas que toute comparaison, pour le même individu, est interdite. On peut par exemple comparer les processus de modélisation induits dans deux environnements différents, lorsque l’élève se sert du modèle matérialisé et lorsqu’il se livre à une activité de manipulation avec le dispositif expérimental classique ; c’est ce que nous ferons dans le chapitre 8. Cette préoccupation renvoie à un reproche couramment adressé aux activités de Travaux Pratiques, qui consiste à dire qu’elles sont peu efficaces dans l’acquisition des concepts, car elles se limiteraient trop souvent à des modes d’emploi que l’élève suit sans en comprendre les raisons.

Il faudra donc se demander comment et dans quelles conditions l’utilisation du modèle matérialisé informatisé a aidé les apprenants à mettre en relation le monde des objets ou événements et le monde de la théorie/modèle. Les processus cognitifs mis en oeuvre sont-ils différents suivant que l’ordinateur joue vis à vis de l’expérience un rôle prédictif ou un rôle explicatif ? Et par comparaison, quels types de connaissances utilisent-ils pendant l’activité expérimentale, indépendamment de l’usage de l’ordinateur ?

Une autre série de questions porte sur le rôle d’écran que ce logiciel créé pour les mathématiques peut jouer pour un apprentissage en sciences physiques ; en particulier, l’affichage sur l’ordinateur de messages rédigés en termes de géométrie empêche-t-il les utilisateurs de donner un sens physique aux éléments du modèle qu’ils manipulent ?

Le cas de l’optique géométrique élémentaire a ceci de particulier que les déplacements d’objets y tiennent une place importante ; or sur les fichiers mis à leur disposition, les déplacements de parties du dessin peuvent avoir plusieurs significations. Comment les élèves comprennent-ils ces différents sens du déplacement ?