1. Analyse à l’échelle macroscopique

Nous nous plaçons à l’échelle macroscopique afin d’effectuer une analyse conceptuelle des différentes séquences enseignées. Le professeur de la classe 1 nous a dit qu’il a suivi le programme officiel français ; le professeur de la classe 2 a suivi la séquence SESAMES ; et celui de la classe 3 a suivi le programme officiel libanais mais a effectué une modification en commençant par le chapitre concernant la loi d’interaction gravitationnelle avant les chapitres forces et interactions et les lois de Newton, alors qu’il était en dernier selon le programme officiel libanais. Nous présentons donc l’analyse conceptuelle des séquences suivies dans les trois classes, séparément pour les forces et interactions et pour les lois de Newton, précisément le principe de l’inertie. En effet, nous avons voulu étudié la même partie des programmes officiels en France et au Liban ; celle-ci correspond aux parties forces et interaction et principe de l’inertie. Toutefois, le professeur libanais a commencé par la loi d’interaction gravitationnelle et nous étions contraintes de la prendre en compte puisqu’elle met en jeu les forces et les interactions ; de même la 2ème loi de Newton ne constitue pas une partie commune des deux programmes mais elle se trouve imbriquée avec le principe de l’inertie dans la classe 3. Nous présentons la structure conceptuelle des trois séquences dans la figure 6.

La séquence suivie par la classe 1 introduit la force par ses effets, l’action et l’interaction pour ensuite présenter le vecteur force comme modélisation de celles-ci. La séquence SESAMES introduit d’abord un enseignement spécifique des notions d'action et d’interaction et leur associe même une représentation symbolique, celle du diagramme système-interactions (voir le modèle des interactions dans l’annexe 2). La séquence introduit ensuite le vecteur force comme modélisation de l’action et assure le passage du diagramme système-interactions à la représentation vectorielle de la force. Par contre, la séquence suivie par la classe 3 introduit la force gravitationnelle, puis introduit l’action par ses effets pour ensuite lui donner des caractéristiques et présenter la force comme modélisation de celle-ci.

Concernant le principe de l’inertie, la séquence suivie par la classe 1 donne un énoncé de ce principe qui met en jeu une implication entre compensation des forces et immobilité ou mouvement rectiligne uniforme. La séquence SESAMES présente ce principe sous forme de quatre implications logiques, deux reliant compensation des forces et nature du mouvement et les deux autres reliant compensation des forces à la variation de vitesse. La séquence suivie par la classe 3 présente ce principe sous forme d’un énoncé similaire à celui de la classe 1, accompagné d’une formule présentant une équivalence entre « somme des forces nulle » et « vecteur vitesse constant ».

Figure 6. Analyse conceptuelle pour les parties forces et interaction et principe de l’inertie (d’après Coulaud, 2005 sauf pour le cas du Liban). Les deux échelles de chaque côté sont utilisées pour référer au numéro des blocs par la suite.

Cette analyse conceptuelle à l’échelle macroscopique donne la structure de la vie du savoir à un niveau de granularité relativement élevé, à travers les pratiques des différentes classes. Des analyses aux deux échelles, mésoscopique et microscopique permettent de mieux caractériser le savoir enseigné.