Les phénomènes de choc et les principes de conservation : débats historiques et processus d'apprentissage

par Djama Ismael Youssouf

Thèse de doctorat en Didactique des disciplines scientifiques

Sous la direction de Jean Gréa.

Soutenue en 1999

à Lyon 1 .

Le jury était composé de Jean Gréa.

mots clés

• Physique -- Étude et enseignement
• Choc (mécanique) -- Étude et enseignement
• Lois de conservation (physique) -- Étude et enseignement

Résumé

L'apprentissage et la mise en uvre qualitative des principes de conservation figurent parmi les difficultes majeures de l'enseignement de la physique. L'echec des strategies d'apprentissage de schemas de conservation a partir de phenomenes de collisions planes a ete attribue a la pregnance de modes de raisonnement incompatibles avec l'approche en termes de regularite, de bilan, de conservation l'etude historique et epistemologique des problemes et des debats relatifs a la theorie du choc montre la predominance de la caracterisation de l'interaction en fonction des forces de mouvement et des proprietes mecaniques des corps choquants. Ce paradigme mis en uvre aux xvii et xviiie siecles par les cartesiens, les leibniziens a relegue au rang de modes operatoires empiriques, la description des phenomenes du choc en reference a des invariants, par analogie avec des situations de chute libre, malgre l'efficacite de ces traitements. Des experiences didactiques ont montre que la situation de la chute libre conduisait egalement un nombre significatif d'etudiants a abandonner les difficultes liees a une problematique de description du choc au profit d'une problematique de conservation, permettant changements conceptuels et apprentissage de la conservation de l'energie mecanique.

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