Université Lumière Lyon II
Thèse
pour obtenir le grade de
Docteur de l'université Lyon II
en Sciences de l'éducation
le vendredi 6 octobre 2000
Approches phénoménologique et linguistique des connaissances des élèves de 2nde sur le son
Contribution à l'élaboration et l'analyse d'un enseignement et au développement d'un logiciel de simulation
préparée sous la direction d'Andrée Tiberghien,
au sein de l'équipe COAST du laboratoire GRIC (UMR 5612)
Jury
Daniel Beaufils,
Jean-Louis Martinand, Rapporteur
Martine Méheut, Rapportrice
Gilbert Pietryk
Sylvianne Rémi
Andrée Tiberghien, Directrice

Remerciements

La position d'ouverture traditionnellement attribuée aux remerciements dans la pagination d'une thèse n'est pas vraiment révélatrice de l'effet qu'ils me procurent : quand vient l'heure des remerciements, vient l'heure des bilans... Et c'est alors le film de trois années qu'il convient de se repasser, seul moyen de rendre hommage à tous les acteurs, quel que soit leur rôle dans ce synopsis au dénouement tant attendu. L'analogie cinématographique s'arrête là car contrairement à la cérémonie des Oscars, la finalité de ces remerciements n'est pas celle d'une remise de décoration ou de prix d'excellence, en maniant la brosse à reluire ou le discours convenu mais bien plutôt celle d'une reconnaissance sincère envers tous ceux qui ont participé à cette entreprise collective qu'est une thèse.

Il est évidemment tout naturel d'adresser d'abord ma plus grande reconnaissance à Andrée qui m'a proposé de m'embarquer et qui m'a accompagné dans cette aventure. Sa passion, son enthousiasme et son dévouement pour la cause juste d'un apprentissage efficace de l'enseignement des sciences n'ont cessé de m'étonner. J'en ai largement bénéficié : elle n'a pas ménagé ses efforts pour trouver une bourse de thèse d'abord, pour "relancer la machine" ensuite lorsque ceci s'est avéré nécessaire et, enfin, pour que la rédaction de la thèse soit achevée dans les délais. Sa disponibilité, son suivi de mes travaux furent exemplaires quand, autour de moi, tant d'exemples de "thésards" me montraient la chance qu'il y a à pouvoir compter sur un guide efficace... Je me rends compte aujourd'hui du confort induit par sa rigueur scientifique et son expérience. Enfin, et ceci compte tout autant que le reste, j'ai toujours apprécié, à côté des qualités scientifiques d'Andrée, ses qualités "humaines". Les nombreux échanges, sortant bien souvent du champ de la recherche, ont été pour moi essentiels, en m'apprenant beaucoup et en rendant le travail bien plus agréable. Pour toutes ses raisons, je la remercie chaleureusement.

Je voudrais exprimer également ma gratitude aux autres membres du GRIC et particulièrement ceux de l'équipe COAST, qui ont tous contribué à une ambiance studieuse mais détendue. Merci à Françoise qui, par sa gentillesse et son efficacité permet à tous de travailler dans de bonnes conditions, en les déchargeant en particulier de tâches parfois fastidieuses. Je remercie également les thésards qui m'entouraient : Arnaud pour ses remarques et questions constructives mais aussi pour son soutien et son aide dans la rédaction, Laurent pour les longues discussions enrichissantes qui ont permis de révéler des affinités et des points de vue souvent proches, Laurence pour m'avoir supporté comme voisin pendant tout ce temps. Je n'oublie pas tous ceux qui, même si je les côtoyais moins, ont pu me donner des conseils ou me faire des remarques fructueuses : Christian, Mathieu, Jean-François, Henri-Pierre, Bernadette, Mickael, Kris. Je remercie spécialement Erika deVries de m'avoir initié à SPSS et aux méthodes statistiques et Gérard Collet de l'aide qu'il m'a apporté quant à l'approche langagière de mes travaux. Merci également à Jean-Claude Régnier, de l'ISPEF, pour les conseils qu'il m'a donnés pour l'élaboration des questionnaires.

Un grand merci à Jean-Louis Martinand et Martine Méheut pour avoir bien voulu rapporter ce travail, mais également à Daniel Beaufils, Gilbert Pietryk et Sylviane Rémi pour avoir accepté de faire partie du jury de cette thèse.

Ce travail n'aurait pas vu le jour sans celui des enseignants avec lesquels j'ai pu collaborer. Je remercie tout spécialement les enseignants du groupe SOC de m'avoir parfaitement intégré et considéré comme membre du groupe à part entière malgré mon inexpérience aussi bien de chercheur que d'enseignant. Je remercie en particulier les enseignants du sous-groupe SON, Ginette Besson, Anne-Marie Colonna, Claudine Guettier et Jean-Marie Chastan pour la confiance qu'ils m'ont faite. Merci également à Pierre Gaidioz, Marie-Odile Martineu et Anne-Marie Miguet pour leur intérêt fréquent porté à mon travail et leurs encouragements. Toute ma gratitude va également à Mr Ganivet et Mme Monneret pour l'intérêt qu'ils ont porté à mes recherches et à mon avenir dans l'enseignement.

Ce travail n'aurait pas été possible sans tous les enseignants (qu'ils fassent partie du groupe SOC ou non, qu'ils enseignent la physique ou le français) qui ont accepté que leurs élèves passent mes questionnaires. Pour les quelques expériences menées là-bas, je tiens aussi à saluer tout particulièrement les équipes techniques des laboratoires du lycée Fays et du lycée de St Genis-Laval, et en particulier Sylvain Lichtenberger.

Concernant mes expérimentations, je n'oublie pas les quelques sept cents élèves qui ont passé au moins un de mes questionnaires et qui ont généralement joué le jeu avec sérieux.

Pour leur aide technique, je tiens à remercier Christophe Batier (de la cellule NTE de Lyon 1) qui, avec sa bonne humeur constante, m'a initié à la lecture optique de questionnaires, ainsi que Serge Miguet qui a proposé au débutant que j'étais un outil de simulation adapté à mes faibles capacités et qui m'a convaincu que j'étais capable de me transformer en programmeur amateur...

Même si ces remerciements prennent place dans ce qui constitue le résultat de trois années de recherche, je tiens à exprimer toute ma reconnaissance aux personnes qui m'ont fait confiance pour les tâches d'enseignement que j'ai également dû remplir durant cette période. Je pense en particulier à Roger Duffait qui m'a permis d'intervenir à un niveau qui m'intéresse particulièrement (la préparation au CAPES) en m'initiant et en me laissant toute liberté. J'ai non seulement eu énormément de plaisir à travailler avec lui mais j'ai également beaucoup appris au cours de cette expérience. Je tiens également à remercier Hervé Gayvallet qui m'a fait confiance pour quelques corrections de leçons et qui m'a toujours encouragé dans la voie que j'avais choisie.

Cette thèse a parfois été vécue comme un chemin de croix. En de pareils cas, ce sont aussi les amis qui aident à poursuivre ou à faire diversion l'espace d'un instant. Je voudrais ici les saluer, sans les citer tous puisqu'ils se reconnaîtront. Deux d'entre eux ont cependant été plus directement concernés par mon travail : Jérôme parce qu'il a été un utilisateur constructif de mes productions, mais également Ludovic pour l'intérêt qu'il a porté au logiciel dont il avait imaginé quelques caractéristiques.

Il est également de coutume de clore le moment des hommages par ceux qui vont à la sphère privée, sans qu'elle ne puisse être séparée du réseau humain dans lequel se débat le "pauvre" thésard perdu dans ses pensées et angoisses...

A mes parents d'abord : cette envie d'apprendre et de se dépenser pour que d'autres aient accès au savoir, c'est sans nul doute à eux que je la dois. Parce que sans que ce soit forcément explicite, le Savoir était toujours vivant et varié dans le cocon familial et son importance pour, plus tard, savoir être devenait une évidence. Une telle subtilité dans cette façon de donner l'envie d'apprendre, sans jamais "mettre la pression" mais en rendant plutôt les choses naturelles, continue de m'épater. Merci à eux de m'avoir permis de faire tout ce chemin pour finalement me rendre si curieux et joyeux d'enseigner et me donner l'envie de comprendre comment mieux enseigner.

A ma soeur, Delphine, qui m'a accompagné et soutenu, en particulier dans une dernière année studieuse en vivant la sienne de son côté. L'intérêt commun que nous avons, entre autres choses, pour l'enseignement et l'éducation, a souvent contribué à me convaincre de l'utilité d'un tel travail.

A mon frère, Jean-Marc, le "guide" sans qui je n'aurais sans doute été ni "prof", ni "de physique". Merci à lui et à Emmanuelle pour leurs encouragements constants.

A mes beaux-parents qui ont su me faciliter la vie pendant une rédaction qui, de fait, n'était plus perturbée par de fastidieuses tâches quotidiennes.

A Cécile surtout, même si c'est à elle qu'il est le plus difficile d'adresser ma reconnaissance. Elle fut ma plus fidèle supportrice, en s'acharnant à me prouver son objectivité, dont je doutais régulièrement. Elle est de toutes ces pages et de ce long cheminement, impliquée à bien des titres. En bonne physicienne, elle a toujours cherché à libérer les contraintes pour me permettre de trouver mon équilibre. Je n'oublierai pas son dévouement à mettre tout son coeur à mon ouvrage. C'est donc l'heure des excuses pour ce temps volé, pour ces absences trop longues et pour ces tourments chroniques face auxquels elle a toujours su trouver les mots justes.

Enfin, émilie, ton papa n'a pas été autant disponible qu'un petit bout comme toi en a besoin. Nous avons toute la vie devant nous pour nous rattraper. Cette thèse est terminée, et pour nous, ça ne fait que commencer...

Résumé

Clairement ancré dans le champ de la didactique de la physique, ce travail s'intéresse à l'enseignement et l'apprentissage de la physique élémentaire relative aux phénomènes sonores. Il a permis de développer des aspects théoriques nouveaux et des méthodologies associées. L'analyse phénoménologique menée a priori au sujet des savoirs en jeu, à la fois quotidiens et scientifiques, a conduit à la mise au point d'outils d'investigation pour dégager les traits caractéristiques des systèmes explicatifs utilisés par les élèves lors de la description et de l'explication de situations quotidiennes. Une approche lexicale et sémantique a parallèlement contribué à ces investigations.

Les résultats obtenus, d'une grande cohérence mutuelle, révèlent en particulier la référence prégnante à la perception auditive pour décrire et interpréter, la difficulté à adopter des invariants de raisonnement dans des contextes variés, la contingence des explications aux situations et un recours prédominant aux objets et aux événements plutôt qu'aux concepts scientifiques.

Une progression d'enseignement, élaborée collectivement et basée sur l'activité de modélisation a été analysée. Les outils élaborés ont permis d'évaluer l'effet de cet enseignement et d'un enseignement "classique" sur les systèmes explicatifs des élèves et les connaissances qu'ils utilisent. Les évolutions, globalement assez peu nombreuses, sont largement amplifiées pour la population ayant suivi l'enseignement élaboré révélant dans ce cas un apprentissage de nature scientifique.

Enfin, ce travail propose une simulation informatique élaborée à partir des besoins mis alors en évidence et de la littérature didactique. Cette simulation, en permettant la manipulation de modèles concernant la création et la propagation du son, vise l'amélioration des apprentissages sur le sujet.

Mots-clés :

son – enseignement – apprentissage – phénoménologie – conceptions – langue - simulation