Modèles et modélisation en physique dans les pratiques d’enseignement d’enseignants québécois du secondaire : le cas de la cinématique

Résumé :
Cette recherche doctorale de nature exploratoire et descriptive porte sur l’analyse de pratiques d’enseignement ordinaires des modèles et de la modélisation de deux enseignants québécois de physique de 5e secondaire (enseignement secondaire supérieur). Elle s’inscrit dans une double visée : 1) caractériser et comparer la singularité des pratiques de ces enseignants de manière à dégager leur potentialité sur la prise en charge des processus de modélisation par les élèves et leur compréhension de divers phénomènes de la physique ; 2) identifier des caractéristiques de ces pratiques favorisant les acquisitions conceptuelles des élèves dans le domaine de la cinématique. Sur la base d’un cadrage conceptuel et méthodologique intégrant des fondements théoriques et opérationnels sur les pratiques d’enseignement en usage en Europe francophone et en Amérique du Nord, les analyses sont menées dans une perspective multidimensionnelle, sous l’angle des dimensions conceptuelle, fonctionnelle, opérationnelle et organisationnelle. Sous l’angle de la dimension opérationnelle, les résultats mettent en évidence des configurations de pratique relativement symétriques pour l’ensemble des indicateurs retenus aux trois échelles du temps didactique (macroscopique, mésoscopique et microscopique) et touchant des aspects liés à la chronogénèse, la mésogénèse et la topogénèse du savoir. Ils montrent que le recours à une démarche de modélisation constructiviste n’offre pas le même potentiel que celui d’une démarche de modélisation inductiviste-applicationniste sur la prise en charge des processus de modélisation par les élèves et leur compréhension de divers phénomènes de la physique : mouvements d’objets matériels en chute libre, sur des plans inclinés, mouvements balistiques, etc. La mise en œuvre d’une démarche de modélisation constructiviste favoriserait les acquisitions conceptuelles des élèves dans le domaine de la cinématique alors que celle d’une démarche de modélisation inductiviste-applicationniste engendrerait plutôt des blocages conceptuels multiples et freinerait l’acquisition des concepts et modèles du mouvement. En particulier, nos résultats montrent qu’une meilleure compréhension des savoirs conceptuels de cinématique chez les élèves s’expliquerait par un enseignement de la physique dont : 1) la continuité du savoir est élevée ; 2) les thèmes disciplinaires sont traités en laboratoire plutôt que dans des moments de théorisation ou d’exercisation ; 3) le savoir émerge de situations expérimentales plutôt que de manière décontextualisée, de ressources didactiques, de situations fictives ou de démonstrations expérimentales ; 4) le savoir est construit par les élèves ou conjointement par l’enseignant et les élèves plutôt que transmis uniquement par l’enseignant. Ces résultats confirment que le principal objectif de l’enseignement de la physique devrait être d’enseigner le jeu de modélisation selon une posture constructiviste. Mais l’adoption d’une telle posture n’est pas triviale. Elle implique que l’enseignant dispose de solides compétences épistémiques, épistémologiques et didactiques sur les modèles et la modélisation. De notre point de vue, ces compétences devraient être considérées au premier rang dans les dispositifs de formation initiale et continue des enseignants.