La modélisation

Ces critères de fonctionnement constituent pour nous des indices pour toute forme de modélisation qui est étudiée par des épistémologues (Bunge, 1975 ; Wallisser, 1977 ; Bachelard, 1979) et des didacticiens (Méheut et al, 1990 et 1994 ; Méheut 96 et 97 ; Larcher et al, 1990 ; Martinand, 1992, Tiberghien, 1994-2005).

Nous considérons d’une manière générale, au-delà du savoir de la physique, que la modélisation est un fonctionnement essentiel de tout savoir relatif au monde matériel, particulièrement un savoir physique. « Quand un individu explique, décrit, interprète et prédit une situation matérielle, il est dans l’activité de modélisation » (Tiberghien, 2005). La référence à ce processus de modélisation permet d’analyser à la fois le savoir enseigné en physique et le comportement relatif au savoir des élèves en classe de physique (Tiberghien et Vince, 2005).

La description ou l’interprétation d’un phénomène en physique nécessite un modèle qui, en général, dépend d’une théorie physique (Bunge, 1975). Le modèle est donc l’intermédiaire entre ce qui est observable (les objets et les événements) et la théorie que l’on convoque pour donner une interprétation ou une prédiction. Des didacticiens ont utilisé différents modèles pour expliquer des phénomènes que les sujets (élèves ou étudiants) ne peuvent pas appréhender dans le savoir scolaire : le modèle particulaire des gaz (Meheut, 1990), la chaîne énergétique (Tiberghien, 1994-2005) etc.

Du point de vue du savoir enseigné, un modèle a plusieurs fonctions. Il peut servir de représentation externe (c’est l’une des fonctions du modèle planétaire de l'atome) ; c’est aussi un ensemble de règles qui peuvent servir à faire des prédictions ou des interprétations (le modèle de l'optique géométrique). Un modèle ne représente pas l'ensemble des propriétés du réel mais seulement certaines d’entre elles.

En référence au savoir qui est mis à l’œuvre dans les classes et que nous suivons, le modèle initié et développé par Tiberghien et al (1994-2005) est le mieux adapté à notre étude. Cette activité de modélisation met en jeu deux mondes : celui des objets et des événements (aspects observables du monde matériel) et celui de la théorie et des modèles (éléments théoriques : principes, loi, théorèmes, paramètres, quantités, etc) ; les savoirs des élèves appartenant à ces mondes peuvent très bien être des savoirs scientifiques ou des savoirs provenant de leur vie quotidienne.

L’intérêt de cette approche est qu’elle permettrait aux élèves de mieux comprendre le fonctionnement de la physique et de pouvoir interpréter ou prédire les phénomènes en utilisant un modèle approprié.

Dans notre analyse, cette approche sera utilisée pour analyser le savoir en jeu dans les programmes (savoir à enseigner) et dans la classe (le savoir enseigné au niveau microscopique).