3. Hypothèses de modélisation chez l'élève

Quand l’élève construit son modèle, il ne fait pas référence à une théorie physique, mais il fait appel à une « théorie » du monde matériel qui dépend de son point de vue personnel constitué par son histoire ; cela implique l'utilisation d’un contexte social différent du contexte scientifique (Tiberghien, 1994, p. 75). Cette « théorie » de l’élève est un système explicatif qui n’est pas explicité ; du point de vue d’un physicien elle n’a pas toutes les caractéristiques d’une théorie, mais du point de vue de l’élève elle fonctionne comme telle.

L'élève en classe ou dans la vie quotidienne est face à plusieurs tâches d'ordre physique. Pour atteindre des buts de réalisation des situations rencontrées, il construit son modèle propre. Cette construction est le fruit de plusieurs sources de connaissances : " Ses connaissances antérieures, le dispositif matériel, le discours et les consignes de l'enseignant s'ils existent…" ( Buty, 2000, p. 19).

Ce modèle établi par l'élève peut fonctionner (à la limite) pour la situation, mais il ne sera pas pertinent au même point que celui du physicien. Donc, la modélisation de l'élève suit le même schéma général que celle du physicien mais c'est au niveau des théories utilisées qu’on trouve les différences ainsi qu’au niveau des processus de modélisation. De ce fait, on peut adapter la figure 1 avec quelques modifications de fond :

Ce schéma montre que le modèle de l'élève est créé selon sa « théorie » propre préexistante. Cette « théorie » est basée sur :

• Un système explicatif : c'est-à-dire que l'élève raisonne de la même façon pour plusieurs situations rencontrées, l'exemple le plus fréquent est le raisonnement causal (Tiberghien, 1994) ou certains raisonnements par analogie avec d'autres modèles rencontrés hors de la classe.
• Certaines théories physiques restant d'un apprentissage antérieur par exemple l’imitation d'un modèle donné par l'enseignant pour une autre situation proche de celle rencontrée par l'élève.

La modélisation chez l'élève repose sur son raisonnement propre c'est-à-dire son fonctionnement cognitif. Il peut faire intervenir des analogies mobilisées dans sa connaissance ou encore imite un modèle déjà vécu qu'il a rencontré avec un membre de sa famille, son professeur ou un pair. De ce fait, il sera confronté à deux mondes totalement différents, mais qui sont toujours en interaction : situation expérimentale et son explication théorique.

Le sujet apprenant est face à plusieurs situations de construction de la compréhension où il doit faire appel chaque fois à son propre modèle convenable à la situation physique rencontrée. Il a une double décomposition du savoir : les situations scolaires enseignées et les situations de la vie quotidienne.