Transposition didactique et compléxification conceptuelle : contribution à l'étude du cas de l'électron

par Pierre Frechengues

Thèse de doctorat en Didactique des disciplines scientifiques

Sous la direction de Jean-Michel Dusseau.

Soutenue en 1999

à Montpellier 2 .

Le président du jury était Jacques Pelous.

Le jury était composé de Jean-Michel Dusseau, Jacques Pelous, Jean Gréa.

Les rapporteurs étaient Alain Dumon, Samuel Joshua.

mots clés

• Sciences -- Étude et enseignement
• Physique -- Étude et enseignement (secondaire) -- France
• Épistémologie
• Complexité (philosophie)

Résumé

Cette thèse porte sur la construction du concept d'électron chez des élèves de lycée et sur les différentes étapes de la transposition didactique : savoir savant, savoir en construction chez les élèves, savoir a enseigner et savoir enseigne. Nous donnons d'abord un bref historique de l'émergence du concept d'électron (cf. Les compléments). Nous essayons d'interpréter les propriétés de l'électron et l'histoire de leur découverte par le modèle de la complexité, développe pour la sociologie par e. Morin, et que J. -L. Le Moigne a étendu a l'analyse des systèmes. Ensuite, nous montrons combien l'inductivisme et le positivisme ont retarde l'introduction de l'électron dans le savoir à enseigner ; ils imprègnent aussi la transposition récente de ce concept (livres de 2de et de 1eres). Nous analysons les programmes d'électricité actuels à l'aide d'une typologie rendant compte de leur évolution depuis 1902. Puis nous essayons de savoir comment les professeurs de lycée interprètent ces programmes. Enfin, nous explorons (au moyen de l'ingénierie didactique) le concept d'électron en cours d'apprentissage, principalement lors de l'étude de quelques situations typiques de l'oxydoréduction en première s (séquences d'enseignement de 5 semaines, exercices et questionnaires) ; l'étude de l'interaction électron-champ magnétique en terminale s est aussi abordée. L'hypothèse initiale consiste à considérer que les connaissances relatives au concept d'électron sont regroupées sous forme de blocs, actives par des situations. Nous examinons particulièrement les liens conceptuels dans ce réseau, la place et le rôle des attributs de ce concept, les rapports avec les concepts d'atome et d'intensité, les difficultés du passage microscopique / macroscopique et l'importance de certaines situations charnières. Nous étudions aussi l'influence d'un changement de programme. En conclusion, une ouverture vers l'utilisation de l'intelligibilité de la complexité en situation de classe est suggérée. .

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