Volume 28, juin 2006, pp. 9-32.


Modélisation dimensionnellement réductrice et traitement « particulaire » dans l’enseignement de la physique


Laurence VIENNOT

Université Paris 7
2, place Jussieu
75251 Paris cedex 05
viennotl@ccr.jussieu.fr

Résumé

Des procédures courantes de modélisation dans l’enseignement de la physique, intervenant dans un large éventail de niveaux scolaires autour du baccalauréat, reviennent à réduire dimensionnellement (c’est-à-dire du point de vue des dimensions d’espace) l’objet en étude. Cet article s’attache à analyser deux de ces procédures, qui conduisent à la reconstitution d’un ensemble continu à partir d’éléments de dimension inférieure. La première implique plusieurs éléments réduits : l’image optique vue comme l’ensemble des points images, ou encore un flux lumineux vu comme un ensemble de rayons ; la seconde n’en implique qu’un : l’objet, via un calcul de moyenne, est réduit à une « particule ». Des éléments de constat sur les pratiques actuelles, sur les difficultés observées lors d’enquêtes anciennes ou récentes, sur certains textes officiels ou de recherche, enfin sur l’évaluation d’interventions didactiques sont rassemblés ici avec la visée d’illustrer les enjeux de compréhension associés à cette question et d’alimenter une réflexion sur l’intérêt de recherches prenant en compte cette ligne d’analyse.

Mots clés : modélisation en physique, réduction dimensionnelle, difficultés conceptuelles, pratique enseignante.

Abstract

Current modelling methods in the teaching of physics to a diverse scholastic audience of 17-18 year olds basically concerns physically reducing in size the object studied. This article looks at two of these methods whose goal is to rebuild a continuous whole from a group of smaller elements. The first concerns all the minute elements which make up a whole for example, an optical image being considered as a group of smaller points or a light source being considered as group of several smaller light beams. The other concerns a unique element (i.e. a particle) which represents the whole based upon a calculation of averages. What has been noticed about current methods, about certain difficulties encountered in earlier and recent studies, about some items of the syllabi and of some research papers as well as teaching methods has been included in this paper. The point is to illustrate the importance of a pupil’s understanding of this topic and fuel research which takes this theory into consideration.

Keywords : miniature models in physics, size reduction, difficulties in understanding, teaching methods.



Resumen

El artículo se centra en el análisis de lo continuo a través de lo “dimensionalmente reducido” y esto en una perspectiva didáctica. Se trata de lo que el uso escolar se autoriza en este ámbito por ejemplo un sólido o una imagenóptica considerados como “conjuntos de puntos” o también haces de luz considerados como “conjuntos de rayos” y las consecuencias eventuales de ésto sobre lo que entienden los estudiantes.Se comentan tambien aquí, del punto de vista de la enseñanza, las nuevas interpretaciones de cálculos de la media en casiconstancias semi locales, especie de extendimiento de puntos y de valores que se les afecta y que podrían revelarse prácticas reductoras al nivel de la comprensión de los fenómenos. Dos ejemplos apoyan esta segunda parte : el teorema del centro de masa, y la presión de un globo de Mongolfier. El artículo pretende ser una incitación a desarrollar una consciencia más clara de las prácticas corrientes de enseñanza y de sus repercusiones.

Palabras clave : modelización en ciencias físicas, reducción dimensional, dificultades conceptuales, práctica docente.