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De la caractérisation des pratiques de classes de physique à leur relation aux performances des é...
par MALKOUN Layal
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2007
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Université Lumière Lyon 2
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Table des matières
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Tableaux
Page de titre
Contrat de diffusion
Remerciements
Epigraphe
Introduction
Chapitre I. Contexte de recherche
1. La notion de pratique enseignante
2. Evolution historique des recherches sur enseignement – apprentissage/performances
2.1. Courant behavioriste
2.2. Courant cognitiviste
2.3. Courant socio-constructiviste et situationniste
3. Recherches récentes sur enseignement – apprentissage/performances
3.1. Approches processus-produit
3.2. Une variété d’autres approches
Chapitre II. Cadre théorique
1. Savoirs et connaissances
2. De la production du savoir à sa transmission aux élèves
2.1. Savoir savant
2.2. Savoir à enseigner
2.3. Savoir enseigné
2.4. Savoir acquis et performance
3. Le savoir enseigné en classe
3.1. L'importance de la situation de classe
3.2. L'action conjointe
3.3. La reconstruction du chercheur
3.4. Des concepts pour caractériser le savoir enseigné
3.4.1. Contrat didactique
3.4.2. Chronogénèse
3.4.3. Topogénèse
3.5. Des références pour caractériser le fonctionnement du savoir enseigné
3.5.1. Modélisation
3.5.2. Tâches épistémiques
3.5.3. Registres sémiotiques
3.5.4. Monstration
4. Savoir scientifique versus savoir naïf
5. Conceptions des élèves en mécanique
5.1. 1ère loi de Newton:
5.2. 3ème loi de Newton:
6. Hypothèses d'apprentissage
6.1. Hypothèses générales d'apprentissage en lien avec les interactions en classe
6.2. Hypothèses opératoires
7. Différentes échelles temporelles pour l’analyse du savoir enseigné
Chapitre III. Questions de recherche et méthodologie
1. Questions de recherche
2. Méthodologie de recueil et premier traitement des données
2.1. Dispositif de l’étude
2.2. Données recueillies
2.3. Premier traitement des données
3. Analyse des pratiques de classe à différentes échelles
3.1. Echelle macroscopique
3.2. Echelle mésoscopique
3.3. Echelle microscopique
3.3.1. Facettes : petits éléments de savoir
3.3.2. Tâches épistémiques
Définitions des tâches et exemples
Codage sur Videograph
3.4. Caractérisation des pratiques de classes à partir des liens entre les échelles
4. Lien entre analyses de classes et performances des élèves d’un point de vue méthodologique
4.1. Les performances des élèves
4.2. Le lien entre pratiques de classes et performances
Chapitre IV. Analyse des pratiques de classe
1. Analyse à l’échelle macroscopique
2. Analyse à l’échelle mésoscopique
2.1. Chronologie
2.2. Contenu et durée
3. Analyse à l’échelle microscopique
3.1. Analyse en termes de facettes
3.1.1. Continuité du savoir
Continuité de l’ensemble des facettes
Continuité d'un groupe de facettes
Continuité d’une facette
3.1.2. Densité du savoir
3.2. Analyse en termes de tâches épistémiques
3.2.1. Tâches épistémiques pour la classe 1
3.2.2. Tâches épistémiques pour la classe 2
3.2.3. Tâches épistémiques pour la classe 3
3.2.4. Conclusion
4. Conclusion
Chapitre V. Analyse des pratiques de la classe 1 à l’échelle mésoscopique
1. Séance I (cours en classe entière)
1.1. Thème 2: Interactions
1.1.1. Sous – thème 2a: Principe des actions réciproques
Tâches épistémiques
Facettes en jeu
Scène
Fonctionnement du savoir
Commentaires
Topogénèse
1.1.2. Sous – thème 2b: Interactions à distance et interactions de contact
Tâches épistémiques
Facettes en jeu
Scène
Fonctionnement du savoir
Topogénèse
Commentaires
2. Séance II (TP en demi-classe)
2.1. Thème 1: Rappel des interactions (Aperçu)
2.2. Thème 2 : Forces : Modélisation des actions et représentation
Tâches épistémiques
Facettes en jeu
Scène
Fonctionnement du savoir
Commentaires
Topogénèse
2.3. Thème 4 : Inventaire des forces avec compensation ou non des forces suivant le mouvement
2.3.1. Sous-Thème 4a: Situation de la boule accrochée à un fil
Tâches épistémiques
Facettes en jeu
Scène
Fonctionnement du savoir
Commentaires
Topogénèse
2.3.2. Sous-Thème 4b: Situation de la balle dans l'eau
Texte de l'activité
Tâches épistémiques
Facettes en jeu
Introduction de l'activité
Réalisation de l'activité
Correction
Réalisation de l'activité
Réalisation de l'activité
Correction
Réalisation de l'activité
3. Séance III (cours en classe entière)
3.1. Thème 3 : Liste et représentation des forces et relation somme des forces et variation de la vitesse
3.1.1. Sous-Thème 3a: Cas de la situation balle de ping-pong dans l’eau
Texte de l’activité
Tâches épistémiques
Facettes en jeu
Scène
Fonctionnement du savoir:
Commentaires
Topogénèse
3.1.2. Sous-Thème 3b: Cas de la situation pierre-élastique
Texte de l’activité
Tâches épistémiques
Facettes en jeu
Introduction de l'activité et travail en groupes
Réalisation de l'activité
4. Séance V (TP en demi-classe)
4.1. Thème 2 : Bilan des forces et application du principe d'inertie sur le mouvement d'une goutte d'eau colorée dans l'huile
Tâches épistémiques
Facettes en jeu
Scène du thème
Fonctionnement du savoir
Commentaires
Topogénèse
5. Conclusion
5.1. Actions/Forces de contact
5.2. Force – mouvement
5.3. Force exercée par la Terre
5.4. Force exercée par l’air
5.5. Représentations
5.6. Tâches épistémiques et groupes de facettes
5.7. Topogénèse
Chapitre VI. Analyse des pratiques de la classe 2 à l’échelle mésoscopique
1. Séance I (Cours en classe entière)
1.1. Thème 1: Introduction de la notion d'action
Texte de l'activité
Tâches épistémiques
Facettes en jeu
Introduction générale
Scène
Fonctionnement du savoir
Topogénèse
Introduction de l'activité
Scène
Fonctionnement du savoir
Topogénèse
Réalisation de l'activité
Scène
Fonctionnement du savoir
Topogénèse
Correction de l'activité
1.2. Thème 2 : Introduction du modèle des interactions
Texte du modèle
Tâches épistémiques
Facettes en jeu
Scène du thème
Fonctionnement du savoir
Commentaires
Topogénèse
1.3. Thème 3: Première mise en œuvre du modèle des interactions
Texte de l'activité
Tâches épistémiques
Facettes en jeu
Introduction de l'activité
Scène
Fonctionnement du savoir
Topogénèse
Réalisation de l'activité
Scène
Fonctionnement du savoir
Topogénèse
Correction de l'activité
Scène
Fonctionnement du savoir
Commentaires
Topogénèse
2. Séance II (TP en demi-classe)
2.1. Thème 2: Etude des interactions pour des situations variées
Scène du thème
Texte de l'activité
Tâches épistémiques
Facettes en jeu
Fonctionnement du savoir
Commentaires
Topogénèse
2.2. Thème 5: Détermination des phases du mouvement d’un objet, du sens de l’action, variation de sa vitesse (cas d’un médecine-ball qu'on lance et qu'on rattrape)
Texte de l'activité
Tâches épistémiques
Facettes en jeu
Introduction de l'activité
Scène
Fonctionnement du savoir
Topogénèse
Réalisation de l'activité
Scène
Fonctionnement du savoir
Topogénèse
Correction de l'activité
Scène
Fonctionnement du savoir
Topogénèse
Commentaires
3. Séance III (cours en classe entière)
3.1. Thème 3: Représentation de la force modélisant un objet en mouvement
Texte de l'activité
Tâches épistémiques
Facettes en jeu
Introduction
Scène
Fonctionnement du savoir
Topogénèse
Réalisation de l'activité
Scène
Fonctionnement du savoir
Topogénèse
Correction de l'activité
Scène
Fonctionnement du savoir
Commentaires
Topogénèse
4. Séance V (TP en demi-classe)
4.1. Thème 3: Non compensation des forces s’exerçant sur un système dont la vitesse varie
Texte de l'activité
Tâches épistémiques
Facettes en jeu
Scène du thème
Fonctionnement du savoir
Commentaires
Topogénèse
5. Séance VI (cours en classe entière)
5.1. Thème 2: Représentation du diagramme système-interactions et des forces et application du principe d'inertie
Texte de l'exercice
Tâches épistémiques
Facettes en jeu
Introduction de l'exercice
Scène
Fonctionnement du savoir
Topogénèse
Réalisation de l'exercice
Scène
Fonctionnement du savoir
Topogénèse
Correction de l'exercice
Scène
Fonctionnement du savoir
Commentaires
Topogénèse
6. Conclusion
6.1. Actions/Forces de contact
6.2. Force – mouvement
6.3. Force exercée par la Terre
6.4. Force exercée par l’air
6.5. Représentations
6.6. Tâches épistémiques et groupes de facettes
6.7. Topogénèse
Chapitre VII. Analyse des pratiques de la classe 3 à l’échelle mésoscopique
1. Séance I (cours en classe entière)
1.1. Thème 3: Bilan des forces exercées sur un corps
Tâches épistémiques
Facettes en jeu
Scène
Fonctionnement du savoir
Commentaires
Topogénèse
2. Séance III (cours en classe entière)
2.1. Thème 5: Modélisation de l'action mécanique par le vecteur force (caractéristiques de ce vecteur)
Tâches épistémiques
Facettes en jeu
Scène
Fonctionnement du savoir:
Commentaires
Topogénèse
2.2. Thème 6: Forces de contact: tension d'un fil et réaction du support
Tâches épistémiques
Facettes en jeu
Scène
Fonctionnement du savoir:
Commentaires
Topogénèse
3. Séance IV (cours en classe entière)
3.1. Thème 2: Bilan et représentation des forces et relation entre sens du mouvement et sens des forces (exercice)
Tâches épistémiques
Facettes en jeu
Scène
Fonctionnement du savoir
Commentaires
Topogénèse
4. Séance V (cours en classe entière)
4.1. Thème 4: Relation force-mouvement et force-vitesse-accélération
Tâches épistémiques
Facettes en jeu
Scène du thème
Fonctionnement du savoir
Commentaires
Topogénèse
5. Séance VI (cours en classe entière)
5.1. Thème 1: Principe de l'inertie avec des formules
Tâches épistémiques
Facettes en jeu
Scène
Fonctionnement du savoir
Topogénèse
5.2. Thème 5: Nature du mouvement, bilan et représentation des forces et application du principe d'inertie (exercice)
Texte de l'exercice
5.2.1. Sous-Thème 5a : Nature du mouvement, bilan et représentation des forces
Tâches épistémiques
Facettes en jeu
Scène
Fonctionnement du savoir
Commentaires
Topogénèse
5.2.2. Sous-Thème 5b : Application du Principe de l’inertie (+ projection des forces suivant une direction)
Tâches épistémiques
Facettes en jeu
Fonctionnement du savoir
Commentaires
Topogénèse
6. Conclusions
6.1. Actions/Forces de contact
6.2. Force – mouvement
6.3. Force exercée par la Terre
6.4. Force exercée par l’air
6.5. Représentations
6.6. Tâches épistémiques et groupes de facettes
6.7. Topogénèse
Chapitre VIII. Liens entre pratiques de classe et performances des élèves
1. Concepts difficiles à acquérir
1.1. Relation entre force et mouvement
1.1.1. Questions et facettes a priori en jeu dans les questions avec leur continuité dans les classes
Passage d’un schéma de forces à la nature du mouvement
Passage d'un dessin et d'une description en langue naturelle quotidienne d'une situation matérielle à la compensation des forces
Passage d’un dessin et d’une description en langue naturelle scientifique d’une situation matérielle à la représentation vectorielle des forces
1.1.2. Performances des élèves
Passage d'un schéma de forces à la nature du mouvement
Passage d'un dessin et d'une description en langage courant d'une situation matérielle à la compensation des forces
Passage d'un dessin et d'une description en langue naturelle scientifique d'une situation matérielle à la représentation vectorielle des forces.
1.1.3. Lien avec les pratiques de classe
1.2. Actions ou forces de contact et actions réciproques
1.2.1. Questions et facettes a priori en jeu dans les questions avec leur continuité dans les classes
1.2.2. Performances des élèves
1.2.3. Lien avec les pratiques de classes
1.3. Un objet en mouvement peut ne pas avoir de force dans le sens du mouvement
1.3.1. Questions et facettes a priori en jeu dans les questions avec leur continuité dans les classes
1.3.2. Performances des élèves
1.3.3. Lien avec les pratiques de classes
2. Eléments de savoir ne présentant pas une difficulté particulière:
2.1. Nature du mouvement
2.1.1. Questions et facettes a priori en jeu dans les questions avec leur continuité dans les classes
Passage d'un dessin et de données numériques de grandeurs physiques à la nature du mouvement
Passage d'un dessin et d'une description en langue naturelle quotidienne d'une situation matérielle à la nature du mouvement
2.1.2. Performances des élèves
Passage d'un dessin et de données numériques de grandeurs physiques à la nature du mouvement
Passage d'un dessin et d'une description en langage courant d'une situation matérielle à la nature du mouvement
2.1.3. Lien avec les pratiques de classes
2.2. Force exercée par la Terre/poids
2.2.1. Questions et facettes a priori en jeu dans les questions avec leur continuité dans les classes
2.2.2. Performances des élèves
2.2.3. Lien avec les pratiques de classes
2.3. Rôle de l'air dans le mouvement
2.3.1. Questions et facettes a priori en jeu dans les questions avec leur continuité dans les classes
2.3.2. Performances des élèves
2.3.3. Lien avec les pratiques de classes
2.4. Représentation vectorielle des forces
2.4.1. Questions et facettes a priori en jeu dans les questions avec leur continuité dans les classes
2.4.2. Performances des élèves
Direction et sens des forces
Origine des vecteurs
Notation des forces
2.4.3. Lien avec les pratiques de classe
3. Conclusion
Conclusion et perspectives
1. Retour sur les questions de recherche
1.1. Caractérisation des pratiques de classe
1.2. Lien entre pratiques de classes et performances des élèves
2. Retour sur la méthodologie
2.1. Thèmes
2.2. Facettes
2.3. Tâches épistémiques
Bibliographie
Annexes
Annexe 1. Facettes dynamiques et cinématiques
Annexe 2. Séquence Sésames
Annexe 3. Questionnaires avant et après enseignement
Annexe 4. Schémas des classes
Annexe 5. Transcriptions classe 1
Annexe 6. Transcriptions classe 2
Annexe 7. Transcriptions classe 3