Thème n° 12. Adjectifs qualifiant l’énergie dans la vie courante. Les deux formes d’énergie utilisées en physique : énergie cinétique et énergie potentielle.

Comme le montre le graphique 28, le thème 12 débute la quatrième séance dont la durée de l’enregistrement est de 1 heure 32 minutes. Il concerne la seule activité faite dans cette classe durant la séquence d’enseignement de l’énergie. Sa duré de 49 minutes environ. Il est composé de sept sous-thèmes dont deux imbriqués (graphique 28 et tableau 47).

De haut en bas : Phase didactique (Introduction séance et rappel, introduction activité, réalisation activité, correction activité) ; Organisation de la classe (CE, Groupe) ; Thème et sept sous-thèmes.

Le but de l’activité est de pouvoir distinguer les termes qu’on peut utiliser pour qualifier l’énergie dans la vie courante ou en physique (tableau 48).

L’enseignant commence par rappeler que le chapitre sur le travail est terminé. Il revient sur la notion de travail en physique qui a été étudiée ainsi que sur le modèle de l’énergie avec ses propriétés de stockage, de transfert et de transformation (sous-thème 38). Il interroge les élèves sur les modes de transferts d’énergie : travail mécanique, transfert thermique et rayonnement. La relation entre le déplacement du point d’application de la force et le travail a été aussi rappelée. Il insiste maintenant sur les formes d’énergie en évoquant celles qui ont été données au début de la séquence : énergie éolienne, énergie fossile, énergie hydraulique, énergie solaire, énergie électrique et énergie nucléaire. Il introduit les domaines dans lesquels on peut les utiliser : dans la vie courante et en physique. A partir de cette explication il organise la classe en quatre groupes pour qu’ils classent ces six formes d’énergie selon les deux domaines évoqués (sous-thème 39).

Les élèves, par groupe de quatre ou cinq commencent alors la réalisation de cette activité. Pendant ce temps le professeur circule entre les groupes, écoute ce qui se dit ou se met près de son bureau et regarde ses notes (sous-thème 40).

Dans le groupe que nous avons filmé, des désaccords ont été notés en ce qui concerne la classification de l’énergie fossile. Les autres formes d’énergie ont été classées sans grande discussion. Un premier point de désaccord porte sur la compréhension du terme « utiliser ». Cette difficulté est partagée par tous les élèves de la classe : pour eux, on ne peut utiliser que des objets matériels (utilisation du bois de chauffe, de gaz, de charbon) et non des notions ou des concepts comme les formes d’énergie (fossile, cinétique, potentielle etc). La deuxième difficulté est culturelle, elle est soulevée par les élèves eux-mêmes. Ils pensent que les personnes ne parlant pas français en particulier les femmes auront du mal à comprendre les termes énergie fossile, énergie cinétique. Le professeur, en circulant entre les groupes, arrête un moment la discussion pour donner des précisions sur le terme « utiliser », ensuite les laisse continuer un peu avant de les inviter à la correction.

A la correction le professeur demande à chaque groupe de choisir un représentant qui vient exposer la production du groupe. Les représentants viennent successivement au tableau écrire leur production, pendant ce temps les autres élèves écoutent leur camarades (sous-thème 42). La production des différents groupes se trouve dans le tableau 49.

A la suite de cette écriture des productions au tableau, l’enseignant choisit celle du groupe 4 pour expliquer et corriger les types de classification. Il commence par les formes d’énergie utilisées dans la vie courante. Après l’explication il en déduit que toutes ces formes peuvent être utilisées dans le langage courant (sous-thème 43). Ensuite il part de ces formes d’énergie et déduit les termes qu’utilise le physicien à l’échelle macroscopique (énergie chimique stockée dans les piles au lieu d’énergie électrique, énergie nucléaire, énergie cinétique pour énergie éolienne, l’énergie hydraulique expliquée à travers l’électricité qui se produit dans les barrages). En partant de cette analyse du point de vue macroscopique, il explique les deux formes d’énergie à l’échelle microscopique qui regroupent toutes celles qu’il vient d’énumérer : énergie cinétique et énergie potentielle (sous-thème 44). Il annonce ainsi la première leçon dans ce chapitre : l’énergie cinétique.

Au moment où il écrit le titre au tableau, il est interpellé par un élève sur le terme « utiliser » et les formes d’explication par rapport aux femmes par exemple qui, dans leur grande majorité, ne parlent pas le français. Le professeur répond en différenciant ceux qui n’utilisent pas la langue française de ceux qui, dans les lycées ou autres, ont eu à fréquenter les institutions où le français est la langue de communication. Pour les premiers l’enseignant se contente d’une explication qui décrit le phénomène. Et pour les autres il différencie encore les explications que peut donner les physiciens de ceux qui sont dans les autres domaines (de l’économie ou la littérature) (sous-thème 45).

Du point de vue de la topogenèse, en introduction, l’enseignant rappelle les savoirs déjà mis en jeu dans les séances précédentes. Les élèves y participent en répondant aux questions que celui-ci leur pose.

Durant la réalisation de l’activité, les élèves ont entièrement la responsabilité de l’avancée du savoir. A l’intérieur de chaque groupe, comme celui que nous avons filmé, cette responsabilité passe d’un membre à un autre durant la discussion jusqu’à ce qu’un consensus soit trouvé. Et celui qui est chargé de prendre note l’inscrit dans la colonne appropriée. Les élèves de ce groupe n’hésitent pas à suspendre une discussion concernant un terme (l’énergie fossile), de classer les autres où ils n’ont pas de différents et de revenir ensuite sur le même terme. Ces élèves donnent des exemples tirés de leur terroir pour argumenter leurs positions (sous-thème 40). Le professeur ne participe pas aux discussions, mais écoute ce qui se dit dans les groupes, ce qui lui a permis d’interrompre les discussions pour donner à toute la classe des clarifications sur le terme « utiliser » (sous-thème 39). Pour faire avancer le savoir à un même rythme, l’enseignant a interrompu une seule fois le travail en groupe pour donner, en classe entière, des explications.

A la correction ce sont les représentants qui ont la responsabilité de faire avancer le savoir sur lequel l’enseignant va se baser pour expliquer les formes d’énergie dans le langage courant et en physique du point de macroscopique et microscopique. L’enseignant et les autres élèves suivent. Les représentants des groupes se succèdent au tableau pour reproduire leur classification dans des colonnes tracées par l’enseignant. C’est ce dernier qui désigne par son numéro le groupe qui doit aller au tableau.

A la clôture du thème, un élève, en demandant des explications, fait revenir l’enseignant sur le terme « utiliser ». L’enseignant revient alors sur le terme « utiliser » et sur la difficulté relative à la langue française utilisée. Cet exemple illustre le contrat de la classe dans lequel les élèves ont la latitude d’interpeller l’enseignant sur des termes qu’ils ne comprennent pas même si ce dernier a déjà clôturé le savoir en jeu.