INTRODUCTION GENERALE

Ce travail de thèse porte sur l’étude de l’évolution de la compréhension conceptuelle des élèves dans le cas d’un enseignement de mécanique en 1ère S.

Au début des années 1970, la plupart des recherches en didactique des sciences sont centrées sur les conceptions des élèves. Ces nombreux travaux sur les conceptions ont produit des résultats sur l’apprentissage des élèves dans des domaines très variés de la physique. A la suite de ces travaux, toujours dans une perspective constructiviste, le courant du « changement conceptuel » a émergé dans les années 80 en psychologie (Carey, 1985) et en didactique (Posner, Strike, Hewson & Gertzog, 1982). Particulièrement en didactique de la physique, de nombreux didacticiens se sont penchés sur les questions d’apprentissage et d’enseignement. On trouve essentiellement en France un certain nombre de travaux, qui, tout en utilisant les résultats sur les conceptions, se basent entre autres sur l'activité de modélisation pour développer des séquences d'enseignement (Martinand & al., 1992 ; Tiberghien, 1994 ; Méheut, 1996 ; Guillaud, 1998 ; Buty, 2000 ; Vince, 2000). D’autres travaux de recherche portent sur les processus d'apprentissage ; par exemple les travaux de Dykstra (1992), Niedderer (1992), Von Aufschnaiter (2003). Ces travaux peuvent enrichir une variété de recherches mettant en jeu les situations d’enseignement. C’est pourquoi l'étude des processus d’apprentissage des élèves au cours d’un enseignement nous paraît essentielle.

Ce travail de thèse s’inscrit dans un cadre socioconstructiviste. Il s’agit d’une étude de cas au sens où nous avons observé l’enseignement de la mécanique dans une classe de 1ère S. Le professeur de cette classe faisait partie d’un groupe de recherche – développement « groupe Outils » animé par l’équipe au sein de laquelle mon travail a été mené.

Cette étude se présente en quatre parties.

Dans la partie A, nous définissons le cadre théorique dans lequel nous nous plaçons. Cette partie comporte trois chapitres. Le premier chapitre présente une introduction générale à l’apprentissage ; les théories de l’apprentissage de Piaget et Vygotsky. Dans le chapitre suivant, nous présentons d’abord les travaux portant sur les conceptions, le changement conceptuel ; puis les travaux plus précisément en didactique de la physique portant sur les processus d’apprentissage et l’activité de modélisation, nous soulevons ensuite travaux en les questions de découpage des connaissances selon leur type et selon leur taille. Dans le dernier chapitre, nous explicitons les hypothèses et questions de recherche.

Dans la partie B, nous abordons l’analyse des savoirs en jeu dans l’enseignement et l’apprentissage des élèves. Cette partie B comporte aussi trois chapitres. Le premier chapitre présente une analyse épistémologique succincte de la mécanique et les concepts de base de la mécanique qui entrent en jeu dans la séquence. Au chapitre suivant, nous présentons une revue des travaux concernant les conceptions en mécanique et les connaissances que les élèves peuvent avoir acquises préalablement à l’enseignement. Au troisième chapitre nous analysons la séquence d’enseignement du groupe « Outils »; les textes du modèle, les contenus d’activités.

La partie C comporte un seul chapitre.Nous présentons la méthodologie de ce travail : le contexte de recueil de données, leur traitement, la construction de la liste des facettes et l’analyse.

Dans la partie D, nous présentons les analyses, cette partie comporte quatre chapitres. Le premier porte sur les analyses relatives aux quatre activités d’enseignement et les résultats. Enfin dans le chapitre discussion et conclusion, nous donnons un bilan global des résultats pour l’ensemble des données, en ce qui concerne les évolutions des élèves.