L'activité de modélisation dans la construction des connaissances en physique

Après avoir envisagé la formation des concepts scientifiques à travers leurs aspects relationnels, nous proposons maintenant de nous intéresser plus spécifiquement à la construction des connaissances en physique par le biais de l'activité de modélisation. Un des buts de la physique est d'essayer de rendre compte du fonctionnement du monde qui nous entoure. Pour cela, les physiciens construisent des modèles permettant de décrire, voire de prédire, un certain nombre de phénomènes. Une importante recherche, menée au sein du LIREST (laboratoire didactique des sciences et techniques), a été effectuée sur l'utilisation de la modélisation dans l'enseignement (Martinand et al. 1992 & 1994). Cette recherche soulève la question du rôle de la modélisation dans l'apprentissage des élèves. En partant entre autres de travaux en épistémologie (Bunge 1973, Bachelard 1979, Giere 1988) sur l'activité de modélisation, Tiberghien (2000) propose des hypothèses sur la construction des connaissances en physiques. En effet, pour elle, cette construction passe par la mise en relation du monde des théories et des modèles avec le monde des objets et des événements. De plus, elle distinguera à l'intérieur du monde des théories et des modèles, les connaissances qui sont issues de la physique et celles provenant de la vie quotidienne (Figure 1.1).

Figure 1.1 : Les liens entre le monde des objets/événements et celui des théories/modèles (Tiberghien & Vince à paraître 2004).

Cette approche permet d'envisager l'hypothèse que faire établir des liens entre le monde des objets/événements et celui des théories/modèles favorise la construction des connaissances physiques par les élèves et bien sûr des liens internes à chacun de ces mondes (Tiberghien 2000). Nous ajoutons que l'établissement de ces liens nécessite de faire la distinction entre ce qui relève du modèle et ce qui appartient au monde des objets et des événements. Il est important de préciser que le monde des objets et événements n'est pas la réalité mais ce que perçoit l'individu de cette réalité. Cette perception n'est accessible au chercheur qu'à travers les verbalisations des individus à propos des objets et des événements. Un autre aspect de ce travail est d'envisager un fonctionnement différent entre les théories de la physique et celles qui sont développées dans le quotidien.