Fonctionnement du savoir

Le professeur effectue une monstration de la procédure à suivre pour faire le bilan des forces et donne plusieurs définitions et règles : "il faut préciser le système à étudier avant de faire le bilan des forces", "il y a 2 types d'actions (interactions, forces): à distance et de contact" qui a déjà été introduite rapidement dans le thème précédent, "il y a trois types d’interactions (forces) à distance: gravitationnelle, magnétique, électrique" et présente le tout sous forme d'un schéma qu'il appelle organigramme et que les élèves copient sur leur cahier. Ce registre pourrait peut-être aider les élèves à mieux mémoriser les différentes étapes pour faire le bilan des forces mais on ne sait pas à quel point les élèves donnent du sens à ce qu'il y a derrière ces étapes ou s'ils les prennent juste pour une série de règles à appliquer sans vraiment comprendre le concept de forces de contact et à distance. Pour trouver les forces de contact le professeur propose aux élèves d'énumérer à chaque fois les objets avec lesquels le système est en contact et c'est là qu'apparaît la facette "quand un objet est en contact avec d’autres alors il exerce une force sur ces objets" qui n'est pas prononcée en tant que telle par le professeur. Les forces de contact et à distance sont rendues plus explicites et le professeur donne aux élèves le moyen de les repérer : il suffit de vérifier si la force appartient à l’un des trois genres de forces à distance pour qu’elle soit à distance et dans le cas contraire, voir si l’objet est en contact avec le système étudié pour qu’il y ait force de contact (plus explicite que pour les autres classes). Le professeur donne ensuite un exemple et met ainsi en œuvre les règles et définitions qu'il avait déjà données (imbrication 3a). Il s'agit de faire le bilan des forces exercées sur une boule métallique plongée dans l'eau, suspendue à un fil et qui se trouve à proximité d'un aimant, la situation étant schématisée au tableau. Le professeur suscite donc des interprétations en termes de relation entre objets/évènements et théorie/modèle pour trouver les forces qui s'exercent sur la boule. Les facettes précédentes sont donc réutilisées avec trois facettes introduites pour la première fois: "la Terre exerce toujours une force sur les autres objets", "la force exercée par les fluides sur les objets immergés s'appelle la poussée d'Archimède (ou un corps immergé dans un fluide subit de la part de celui-ci une poussée vers le haut: c'est la poussée d'Archimède)", et "la force exercée par un fil ou un ressort est appelée tension du fil ou du ressort". La facette concernant la Terre est introduite implicitement quand un élève reconnaît le poids comme force s'exerçant sur la boule alors que les deux autres le sont explicitement par des définitions. Une difficulté apparaît chez un élève concernant les forces de contact, il met la force exercée par l'eau parmi les forces à distance et c'est là que le professeur intervient en utilisant l'argument que l'eau ne peut pas agir à distance sur un objet. Le professeur qui fait parler les élèves pour qu'ils répondent aux questions critique et évalue leurs réponses pour les infirmer ou les confirmer.

La tâche principale dans ce thème est la définition de concepts et de règles suivie par l’interprétation. Le nouveau savoir est présenté par des définitions et mis en jeu ensuite par des interprétations.

Il est important de noter dans ce thème que la réalisation de la représentation des forces est faite pour la première fois. A chaque fois qu’une force est énumérée par les élèves, le professeur la représente sur le schéma sans préciser que la force est représentée par un vecteur et sans donner les caractéristiques du vecteur force. Pour une première représentation des forces en classe, celle-ci n’est pas du tout explicitée aux élèves. Le professeur a peut-être considéré que la représentation des forces a déjà été traitée dans la classe précédente ou a juste anticipé une représentation qui sera détaillée plus tard dans son cours. Les élèves n’ont pas du tout participé à cette représentation ; le professeur ne leur a posé aucune question concernant le sens, la direction ou l’origine de ces forces mais les a représentées lui-même et aucun élève n’a posé de questions concernant cette représentation, ils l’ont juste copiée.