6.1. Actions/Forces de contact

La notion de contact a été introduite dans cette classe pour la première fois en lien avec la notion d’action par l’intermédiaire d’une activité incluant un matériel expérimental (pierre + élastique) dès le thème 1 de la séance 1. Les élèves sont confrontés à la situation en groupes d’abord et ensuite avec toute la classe et disposent de leur perception et leur observation ainsi que de la signification qu’ils connaissent du mot « action » dans leur vie quotidienne (cette notion n’ayant pas été introduite par le professeur) afin de trouver les objets qui agissent sur la pierre et construire ainsi un sens au concept d’« action ». Une première tendance observée chez les élèves est d’associer « action » à contact sans expliciter ce lien ; ils citent parmi les objets qui agissent, ceux qui sont en contact avec la pierre et vont même jusqu’à citer les objets qui sont en contact indirect avec elle, ceux qui constituent une chaîne d’objets qui fait que la pierre se maintienne à sa position. Une deuxième tendance est d’associer « action » à l’attraction terrestre, la pesanteur, la gravité ou la Terre. Une troisième tendance est de considérer que si A agit sur B alors B agit sur A ; cette tendance paraît plus présente pour les actions de contact que pour l’action de la Terre qui est à distance. Les facettes relatives au contact, aux actions réciproques et à la Terre sont ainsi introduites pour la première fois de façon implicite à travers des interprétations d’une situation matérielle au niveau des objets/évènements.

Le principe des actions réciproques est ensuite introduit de façon explicite et institutionnalisé dans le modèle des interactions présenté aux élèves. Les interactions de contact et à distance sont différenciées mais ne sont pas définies de façons claires dans le registre de la langue naturelle ; l’interaction de contact est représentée par une flèche pleine alors que celle à distance l’est par une flèche en pointillés dans la représentation du diagramme système-interactions ; ainsi, les facettes relatives au contact, mises en jeu par des définitions de règles de représentation restent donc implicites en langue naturelle mais sont incorporées aux représentations, un nouveau registre sémiotique et ne sont donc pas verbalisées. La représentation du diagramme système-interactions est ensuite mise en œuvre dans différents champs d’application et le contact s’y trouve toujours incorporé ; il est mis en œuvre à travers des interprétations aux deux niveaux, celui des objets/évènements et relationnel entre objets/évènements et théorie/modèle et à travers des opérations formelles. Le contact est donc mis en jeu implicitement par rapport au registre de la langue naturelle et explicitement dans le registre de la représentation du diagramme système-interactions quand une flèche pleine est dessinée entre deux objets. Il faut noter qu’en résolvant une difficulté concernant la confusion entre Terre et sol, le professeur utilise les effets de l’action de chacun pour les différencier et ne mise pas sur la nécessité ou non du contact dans chacun des deux cas pour qu’il y ait action.

Le contact est ensuite utilisé pour la différentiation entre sens de l’action et sens du mouvement. Dans une activité mettant un jeu un matériel expérimental (médecine-ball), l’observation et surtout la perception de l’action des mains sur le médecine-ball aux moments du contact (lancer et réception), permet de se placer au niveau des objets/évènements pour interpréter la situation et différencier le sens de l’action des mains du sens du mouvement du médecine-ball. De même les phases du mouvement sont déterminées en fonction du contact : lancer et montée sont différenciés ainsi que descente et réception ; les facettes relatives au contact sont ainsi implicitement mises en jeu.

Avec l’introduction des forces et leur représentation, le contact devient implicite soit au bilan des forces soit à leur représentation, mis en jeu donc par des interprétations au niveau relationnel entre objets/évènements ou théorie/modèle ou par des opérations formelles. Il devient encore une fois incorporé aux représentations mais à un deuxième genre cette fois, celui des représentations vectorielles ; cependant, contrairement au cas du diagramme système-interactions, il est implicite dans ce registre vectoriel puisque quand une force est représentée, aucun symbole n’exprime le fait qu’elle soit de contact ou à distance alors que dans le cas du diagramme système-interactions cette distinction était symbolisée. Le contact devient par la suite tantôt incorporé à la représentation du diagramme système-interactions (mis en jeu presque quatre fois après l’introduction des forces), tantôt à celle des forces. Le professeur verbalise explicitement dans un cas (thème 3, séance 5), la facette qui traduit l’absence de force du fait de l’absence de contact.

Il faut noter qu’il existe une continuité dans l’enseignement de ce concept d’actions/forces de contact ; l’utilisation des trois facettes traduisant ce contact s’étale le long de la séquence d’enseignement, ce qui peut favoriser l’acquisition de ces concepts par les élèves.