2.2. Contenu et durée

Le tableau 5 met en évidence que certains thèmes sont spécifiques d’une classe, comme « les effets d’une force » pour la classe 1, « l’analyse du mouvement » pour la classe 2, et « la loi d’interaction gravitationnelle », « les effets d’une action », « la décomposition des forces » et « la 2ème loi de Newton » pour la classe 3. Cette différence entre les classes 1 et 2 vient de la différence entre le programme officiel et la séquence SESAMES et la différence avec la classe 3 vient de la différence entre le programme officiel français et le programme libanais.

Dans la classe 2, la notion d’interaction est très explicite, elle est traitée de façon isolée le long de plusieurs thèmes avec une représentation qui lui est propre, celle du diagramme système-interactions avant de figurer ensuite dans le titre de plusieurs thèmes en lien avec la force ; alors que dans la classe 1, la notion d’interaction intervient explicitement comme thème juste après l’introduction de la force par ses effets et dans la classe 3, elle est introduite en lien avec la loi d’interaction gravitationnelle. Ainsi, dans la classe 2, la force est exclusivement présentée comme un concept y compris lors de son introduction comme un modèle de l’action, alors que dans la classe 1 elle est introduite par ses effets et donc peu différenciée de l’action, pour ensuite être présentée comme modèle de celle-ci. Dans la classe 3, la force est introduite en lien avec la loi d’interaction gravitationnelle sous forme de formule mathématique sans être explicitée en tant que modèle de l’action ; c’est seulement à la fin de la séance III (thème 5) qu’elle est présentée comme une modélisation de l’action. Dans les classes 1 et 2, le principe des actions réciproques est introduit de suite après la force alors que dans la classe 3, il est introduit en lien avec la loi d’interaction gravitationnelle au début la séance II (thème 2). Le principe de l’inertie est introduit dans les trois classes après un travail sur la liste et la représentation des forces en relation avec la variation de la vitesse ; dans la classe 3 il est présenté en langue naturelle et sous forme de formule mathématique reliant force et variation de vitesse.

Cette analyse thématique met aussi en évidence des différences de durée pour des thèmes similaires traitant des mêmes notions. Une première différence concerne les concepts d’action et d’interaction qui sont traités de manière isolée dans la classe 2 pendant dix thèmes consécutifs, quatre de la séance I et six de la séance II. Alors que dans les classes 1 et 3, elles ne sont explicitement traitées que pendant deux thèmes. Une deuxième différence concerne la représentation vectorielle des forces (tableau 5) traitée plus longuement dans la classe 2 que dans les classes 1 et 3. De plus, dans la classe 2, deux représentations symboliques sont introduites et mises en relation, le diagramme système-interaction et la représentation vectorielle des forces et chacune de ces représentations est associée à un lexique précis : X agit sur Y (diagramme) et force exercée par X sur Y (vecteur). Ainsi non seulement les représentations symboliques en jeu sont différentes (diagramme et vecteur) mais pour la seule représentation vectorielle, il y a une durée d’enseignement plus longue qui, de plus, s’étale sur plusieurs séances : thème 7 et 8 de la séance II, thèmes 2 et 3 de la séance III, thème 1 de la séance IV, thème 2 de la séance VI. Les enregistrements vidéo montrent l’insistance du professeur dans les corrections sur les règles d’un schéma de forces qui doivent partir d’un même point et être notées F_X/Y. Dans les autres classes, les professeurs introduisent les représentations de la force et les reprennent, mais moins souvent et avec moins d’insistance sur l’importance du respect de règles dans un schéma de forces.

Cette analyse en thèmes peut être reliée à l’analyse conceptuelle macroscopique. Plusieurs thèmes du tableau 5 peuvent être reliés aux blocs de la figure 6 correspondant aux concepts mis en jeu dans les classes.

Ainsi, dans la classe 1, le bloc 1 (effets de la force) correspond au thème 1 de la séance I (18min); le bloc 2 (action – interaction) au thème 2 de la séance I et au thème 1 de la séance II (9min); le bloc 3 (force) aux thèmes 2 et 3 de la séance II (21min); enfin le bloc 4 (lois de la mécanique : principe de l’inertie) aux thèmes allant du thème 4 de la séance II au thème 3 de la séance VI (5h 40min).

Dans la classe 2, le bloc 1 (action) correspond au thème 1 de la séance I (19min) ; le bloc 2 (interaction) aux thèmes allant du thème 2 de la séance I au thème 6 de la séance II (1h 50min)(avec un thème intercalé entre eux correspondant à un introduction générale de la notion de force) ; le bloc 3 (force) au thème 4 de la séance II en plus des thèmes allant du thème 7 de la séance II au thème 1 de la séance IV (1h 25min) ; enfin le bloc 4 (lois de la mécanique : principe de l’inertie) aux thèmes allant du thème 1 de la séance V au thème 3 de la séance VII (3h).

Dans la classe 3, le bloc 1 (force gravitationnelle) correspond aux thèmes allant du thème 1 de la séance 1 au thème 3 de la séance 3 (1h 35min) (avec deux thèmes intercalés, le thème 3 de la séance I et le thème 1 de la séance II) ; le bloc 2 (effets de l’action) correspond au thème 4 de la séance III (4min) ; le bloc 3 (caractéristiques d’une action) au thème 5 de la séance III (3min) ; le bloc 4 (vecteur force) aux thèmes allant du thème 5 de la séance III au thème 3 de la séance V (1h 10min) ; enfin le bloc 5 (lois de la mécanique : principe de l’inertie) aux thèmes allant du thème 4 de la séance V au thème 5 de la séance VI (1h).

Il faut noter cependant, que les concepts correspondant aux blocs ne sont pas mis en jeu uniquement dans les thèmes que nous venons de citer ; ils peuvent être mis en jeu en relation avec les concepts (blocs) qui les suivent dans différents thèmes.

Cette analyse nous permet donc de comparer pour les mêmes blocs conceptuels, les durées d’enseignement approximatives dans les différentes classes.

Cette analyse à l’échelle mésoscopique en termes de thèmes nous a permis de faire un lien entre cette échelle et l’échelle macroscopique, celle de la séquence d’enseignement et des concepts. Une analyse plus fine peut être menée à l’échelle mésoscopique, en lien cette fois avec l’échelle microscopique. Cette analyse sera développée dans les trois chapitres suivants.