4.1.1. Description du mouvement

Dans le test 4, il y a cinq questions où on demande aux élèves de décrire le mouvement d’un objet dans un référentiel. Dans l’exercice 2, on demande aux élèves de décrire le mouvement d’un enfant debout sur un manège dans le référentiel terrestre (question 2.1) puis dans le référentiel manège (question 2.2). Dans l’exercice 5, il s’agit de décrire dans le référentiel terrestre le mouvement d’une boîte qui ne bouge pas (question 5.1.a), le mouvement d’une boîte mise en mouvement (question 5.2.a) et le mouvement d’une voiture tirée par un camion sur une route droite à vitesse constante (question 5.3.a). Le Tableau 11-20 présente les performances des élèves à ces cinq questions.

Tableau 11-20. Performances des élèves sur les questions demandant une description de mouvement (résultats croisés).

	Fréquence	Pourcentage
aucune réponse correcte	1	0,3%
1 réponse correcte	2	0,5%
2 réponses correctes	15	3,8%
3 réponses correctes	49	12,4%
erreur aux questions 2.1 et 2.2	22
erreur aux questions 2.1 et 5.2.a	13
4 réponses correctes	117	29,7%
erreur à la question 2.1	42
erreur à la question 5.2.a	37
erreur à la question 2.2	33
5 réponses correctes	210	53,3%
Total	394	100,0%

On voit donc que, même après enseignement, les élèves ont encore du mal à décrire un mouvement dans un référentiel. Les erreurs les plus fréquentes sont faites dans le cas où on a ni immobilité ni mouvement rectiligne uniforme.

Parmi les élèves interviewés, on trouve des erreurs pour les questions 2.1, 2.2 et 5.2.a. Voici quelques extraits d’entretiens pour mieux comprendre l’origine de ces erreurs.

Il peut s’agir parfois d’un simple oubli comme dans le cas de Sally (très bonne élève) qui a répondu que le mouvement de l’enfant était uniforme dans le référentiel Terre pour la question 2.1 :

‘« alors là je sais pas ce que j’ai fait j’ai oublié de dire que c’était circulaire (lit) décrire le mouvement de l’obje- de l’enfant dans le référentiel Terre le mouvement de l’enfant est uniforme et ben c’est circulaire uniforme » « je pense que c’est un oubli parce que parce que ça me semble trop quoi ça ça me semble trop gros que que c’était circulaire quoi un manège »’

Il peut s’agir d’une véritable incompréhension de ce qu’est le mouvement d’un objet par rapport à un référentiel. Par exemple, pour l’exercice 2, Alice donne la réponse écrite suivante :

question 2 : ‘Dans le référentiel manège : « Dans le référentiel manège, l’enfant n’est pas immobile, il tourne comme le manège son mouvement est aussi circulaire uniforme. »’

‘« il était i- il était immobile ou pas (retourne la feuille et lit l’énoncé) non ils mettent qu’il est debout donc euh ah en fait debout ils se disaient pas si il était immobile ou pas debout » « j’ai pris le référentiel manège comme ils disaient et euh et donc là euh du coup comme c’était la force du manège le mouvement euh si l’enfant il était pas immobile euh il tournait en fait comme le manège enfin il tournait euh si le manège tournait lui aussi en fait (mouvement circulaire avec son crayon) »’

‘Il semble que cette élève n’ait pas compris que si l’enfant tourne « comme le manège » c’est qu’il est immobile par rapport au manège. De plus, Alice parle de la « force du manège » alors que les forces ne sont pas à prendre en compte ici.’

‘Un peu plus tard dans l’entretien, Alice explique pourquoi elle n’a pas décrit le mouvement dans le cas de la caisse mise en mouvement dans l’exercice 5 :’

‘« je savais pas trop si le m- quand il poussait la caisse il la poussait droite ou ou par exemple euh sur le côté donc c’est vrai que ça pouvait pas être euh immobile ni rectiligne uniforme parce que il la il commence à la pousser mais euh elle elle sera pas à la même vitesse enfin mais euh c’est vrai que là j’ai pas su en fait euh si c’était rectiligne non uniforme parce qu’on disait pas si la si la s’il poussait la caisse droite »’

‘Sa réflexion est tout à fait pertinente et montre qu’elle a bien analysé la situation. Selon son analyse, la réponse aurait dû être « non uniforme ». On peut se demander pourquoi elle n’a pas donné de réponse. Il semble en tout cas que plusieurs difficultés viennent se mêler chez cette élève qui a une compréhension partielle du mouvement.’

L’entretien mené avec Louise nous apporte un autre type d’informations. Louise a indiqué que la caisse avait un mouvement ‘rectiligne uniforme’ pour la situation 2 de l’exercice 5. Elle réalise son erreur au moment de l’explicitation de ses réponses :

‘« j’avais mis que c’était rectiligne uniforme parce que l’homme il poussait la caisse mais là aussi je suis en train de me rendre compte que c’est enfin moi j’aurais maintenant en prenant du recul j’aurais plutôt mis rectiligne non uniforme » « parce que moi je pensais que l’homme comme il poussait la caisse et ben je l’imaginais à la même allure dans dans une vitesse constante donc euh » « quand on a expliqué pour la voiture tout à l’heure et que moi j’ai parlé du démarrage que ça y avait forcément un moment où où ça augmentait donc euh euh là c’est pa- j’aurais mis non uniforme parce que c’est pareil c’est comme si là il là il démarrait à à faire pousser la caisse et euh il la met en mouvement donc euh y a un moment où où elle est arrêtée et elle se met à à avancer »’

‘Au moment de l’entretien, Louise fait une bonne analyse de la situation qui lui permet de corriger son erreur. On peut se demander pourquoi elle n’a pas fait cette analyse au moment du devoir. Une hypothèse est que l’explicitation des réponses facilite le repérage des cohérences.’

‘Après enseignement de l’ensemble de la mécanique, il reste chez les élèves des difficultés pour décrire le mouvement. L’analyse des réponses écrites montre que, dans le cas d’un référentiel différent du référentiel terrestre, les élèves ont souvent du mal à décrire le mouvement. Il semble aussi que l’immobilité et le mouvement rectiligne uniforme soient mieux acquis. Les entretiens nous montrent que les difficultés des élèves sont variées.’