1.2.2. Mesure de la cohérence

Les tableaux 5-1 à 5-4 nous permettent aussi de voir dans quelle mesure nos tests permettent d’évaluer la cohérence des réponses des élèves sur les différentes composantes des concepts enseignés (question 5). Nous avions déjà pu identifier ces composantes lors de l’analyse a priori mais nos résultats permettent de confirmer que cette cohérence est un indicateur de la compréhension.

Le test 1 permet ainsi de tester la cohérence des élèves pour les composantes suivantes :

• description de la trajectoire dans différents référentiels ;
• description de la variation de vitesse dans différents référentiels ;
• description du mouvement dans différents référentiels ;
• interprétation d’une chronophotographie ;
• lien entre mouvement, trajectoire et variation de vitesse.

Ce test ne nous permet pas de tester la cohérence sur d’autres aspects de ces composantes, qui ne sont évalués qu’une ou deux fois :

• comparaison de la vitesse moyenne de deux mobiles sur l’ensemble d’un trajet ;
• utilisation de la définition de la vitesse pour justifier la comparaison de deux vitesses ;
• choix d’un point représentant un objet (de plus la question ne s’est pas avérée très pertinente pour évaluer cette composante).

Il pourrait être intéressant de rajouter des questions sur ces points.

La quasi-totalité des composantes évaluées dans le test 2 le sont plusieurs fois. Ce test permet ainsi de mesurer la cohérence des réponses des élèves pour toutes les composantes suivantes :

• identification des systèmes en interaction avec un système donnée (système Terre, systèmes en contact, pas d’interaction avec les systèmes qui ne sont pas en contact) ;
• identification des différentes forces s’appliquant sur un système (force exercée par la Terre, force de contact, absence de force si pas de contact) ;
• lien entre interaction et forces ;
• application du principe des actions réciproques.

Pour le test 3, les cohérences sont évaluées pour les points suivants :

• passage d’une description d’une situation du champ expérimental à une information sur la compensation des forces ;
• application du principe des actions réciproques.
• Par contre, pour le passage d’une information sur les forces à une information sur le mouvement, ce test ne comprend qu’une question.

Enfin, pour le test 4, on peut considérer que les cohérences des réponses des élèves sont évaluées pour les composantes suivantes :

Mouvement :

• lien entre mouvement uniforme (ou non uniforme) et variation de vitesse ;
• description du mouvement avec les termes du modèle dans le référentiel terrestre ;

Forces :

• identification de la force exercée par la Terre sur une système donné ;
• identification de la force exercée par un système en contact avec un système donné ;
• représentation du schéma des forces qui s’exercent sur un système (caractéristiques des différentes forces) ;

Lois de la mécanique :

• passage de la description du mouvement avec les termes du modèle à une information sur la compensation des forces ;
• passage du schéma des forces qui s’exercent sur un système (et donc de la compensation des forces) à une information sur le mouvement de ce système ;
• représentation des schémas des forces qui s’exercent sur un système en tenant compte de la compensation des forces.

Il paraît utile d’ajouter des questions pour les deux aspects suivants :

• lien entre mouvement circulaire et variation de direction (évalué deux fois) : en effet les performances des élèves sur les deux questions sont trop différentes et ne nous permettent pas de caractériser leur compréhension ;
• identification de l’absence de forces dans le cas de deux systèmes qui ne sont pas en contact (idée de force motrice, évaluée deux fois) : nous avons constaté (dans les entretiens) que les « mauvaises réponses » des élèves sur les questions relatives à la force motrice pouvaient provenir d’une mauvaise compréhension de l’énoncé. Il serait donc nécessaire d’avoir d’autres questions, plus explicites, pour vérifier que lorsque l’élève sait qu’il n’y a pas contact, il représente ou identifie une force « à distance ».