Pour Tiberghien (1999), donner une explication, une interprétation ou une prédiction au sujet d’un événement du monde sensible, nécessite une activité de modélisation. Cette activité implique deux mondes d’une part celui de la théorie-modèle correspondant aux systèmes explicatifs de l’individu qui fournit l’explication et d’autre part les objets et les événements. Il établit donc des liens entre les objets ou les événements et ses propres systèmes explicatifs.
D’après Buty (2000), les systèmes explicatifs que l’élève construit et met en oeuvre, dépendent non seulement de la situation3 expérimentale dans laquelle il est placé mais aussi de ses acquis antérieurs (ou ’théorie(s) préexistante(s)’). Ces systèmes explicatifs sont constitués d’éléments cognitifs stables (Buty, 2000), en particulier le raisonnement causal linéaire (Viennot, 1993). Par exemple, pour certains élèves, le son cause la vibration de la source de son et non l’inverse. Ces systèmes explicatifs peuvent ainsi ne pas faire sens du point de vue de la physique.
Pour Buty (2000), la situation expérimentale est constituée du dispositif expérimental, de la consigne, des informations mises à la disposition des élèves.