Volume 8, juin 1996, pp. 7-32.


Enseignement d'un modèle particulaire cinétique de gaz au collège.
Questionnement et simulation*


*Ce travail a été réalisé dans le cadre de la RCP Modélisation, Recherche Concertée sur
Programme LIREST- INRP.

Martine MÉHEUT

IUFM de l'Académie de Créteil
Laboratoire de Didactique de la Physique dans l'Enseignement Supérieur
Université Paris 7-Denis Diderot
75251 Paris cedex 05, Case 7021, France.

Résumé

La séquence pédagogique présentée ici fait jouer des aspects spécifiques des modèles particulaires : leur caractère rationnel plutôt qu'empirique, leur caractère d'analogie mécanique. Elle repose sur l'utilisation d'une animation informatique dérivant de la théorie cinétique des gaz. Nous avons cherché à placer les élèves en situation d'attribuer une signification à différentes variables intervenant dans cette animation et de construire à partir de ces variables un modèle interprétatif des propriétés thermoélastiques des gaz. L'analyse des données recueillies au cours d'entretiens et de séances de classe permet d'évaluer cette séquence comme dispositif d'enseignement ; elle conduit également à discuter les hypothèses sous-jacentes aux choix de phénomènes et de questions effectués pour élaborer cette séquence.

Mots clés : gaz, propriétés thermoélastiques, modèle cinétique, simulation, collège.

Abstract

In designing this learning sequence, we took into account some distinctive features of particle models ; their rational more than empirical foundations and their character of mechanical analogy. Using a computer simulation, we tried to put students into a position to give meaning to the variables of this simulation and to develop particle models to explain and predict thermoelastic properties of gas. The didactical experimentation included interviews and classroom sequences in French secondary schools. The analysis of the data provides information about the effectiveness of this learning process ; it allows us to discuss the hypotheses underlying the choice of phenomena and questions we formulated in planing this sequence.

Key words : gas, thermoelastic properties, kinetic model, computer simulation, secondary school.



Resumen

La secuencia didáctica presentada aquí pone en juego dos aspectos específicos de los modelos particulares : su carácter racional más que empírico y su carácter de analogía mecánica. Ella reposa sobre la utilización de una animación informática derivada de la teoría cinética de los gases. Nosotros buscamos a poner al alumno en situación de atribuir una significación a diferentes variables intervinientes en esta animación y a hacer de esta animación un modelo interpretativo de las propiedades termoelásticas de los gases. Los datos recogidos en el transcurso de las entrevistas y de sesiones de clase suministran una evaluación de esta secuencia como dispositivo de enseñanza ; ellas permiten por otra parte de discutir las hipótesis sub-jacentes a la selección de fenómenos y de preguntas efectuada para la elaboración de esta secuencia.

Palabras claves : gas, propiedades termoelásticas, modelo cinético, simulación, colegio.