Apport de l'étude conjointe de systèmes dynamiques libres et commandés dans la compréhension des concepts d'équilibre et de stabilité

par Michaël Canu

Thèse de doctorat en Didactique des disciplines

Sous la direction de Cécile de Hosson et de Mauricio Duque.

Soutenue en 2014

à Paris 7 en cotutelle avec l'Université des Andes .


  • Résumé

    The concepts of balance and stability are very important in control and more generally in ail the domains usin a systematic approach aiming, among others, at the understanding or at the implementation of mechanisms of regulation (biology, economy, electronics, chemistry, etc. ). We noticed a relative lack of understanding of these concepts at the students, including after control systems courses, either at university and engineering school. The research in science education was interested a lot in the understanding of the concept of equilibrium in chemistry, but enough Utile in mechanics for example, and essentially from an academic declarative and procedural knowledge point of view. Our work shows that the conceptions of the students relative to this concept call on, in a substantial way, to the non-academic domains and especially to the concept of stability. On one hand, our work consisted in trying to understand the reasons of the difficulties observed from the study of the students' conceptions (and possible factors which could influence their development) and on the other hand, to propose a classroom sequence at the engineer's education level, to promote a conceptual change, by using the methodological frame of the didactic engineering (Artigue) and the theoretical frame of the conceptual camps. We show that it is possible to obtain an improvement of the understanding of these concepts with this kind of teaching sequence.


  • Résumé

    Les concepts d'équilibre et de stabilité sont très importants en automatique (la science de la commande des systèmes) et plus généralement dans tous les domaines utilisant une approche systémique visant, entre autre, à la compréhension ou à la mise en place de mécanismes de régulation (biologie, économie, électronique, chimie, etc. . . ). Nous avons pu constater un relatif manque de maîtrise de ces concepts chez les étudiants, y compris après des cours de commande des systèmes, aussi bien à l'université qu'en école d'ingénieur. La recherche en didactique des sciences s'est beaucoup intéressée à la compréhension du concept d'équilibre en chimie, mais assez peu en mécanique par exemple, et essentiellement du point de vue de la maîtrise des connaissances académiques. Or, notre travail montre que les conceptions des étudiants relatives à ce concept font appel, de façon non négligeable, aux domaines non-académiques et surtout au concept de stabilité. D'une part, notre travail a consisté à tenter de comprendre les raisons des difficultés observées à partir de l'étude des conceptions des étudiants (et des possibles facteurs qui pourraient influencer leur développement) et d'autre part, à proposer une séquence de classe au niveau de la formation d'ingénieur, visant à amorcer un changement conceptuel chez eux, en utilisant le cadre méthodologique de l'ingénierie didactique (Artigue). Nous montrons qu'il est possible d'obtenir une amélioration de la compréhension de ces concepts chez les étudiants avec ce dispositif.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (XII-255 p.)
  • Annexes : 143 réf.

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  • Bibliothèque : Université Paris Diderot - Paris 7. Service commun de la documentation. Bibliothèque Universitaire des Grands Moulins.
  • PEB soumis à condition
  • Cote : TL (2014) 099
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