Résumé :
Le cadre général de cette étude est une investigation des modes de raisonnement des étudiants en physique. Ce terme de « raisonnement » désigne de façon très générale la procédure par laquelle, à partir d’une question portant sur une réalité physique donnée, la personne interrogée élabore une réponse. Il recouvre donc un fait extrêmement complexe qu’il n’est pas question, ici, d’épuiser ni même d’aborder dans ses multiples aspects. Nous nous limitons, dans cette recherche, au domaine de la mécanique élémentaire, et plus particulièrement aux relations entre force, énergie et mouvement, et ce pour des situations physiques susceptibles de faire intervenir une relation causale entre force et mouvement. À partir de l’analyse des réponses, nous nous efforçons de rechercher des concepts, des relations entre concepts, ainsi que les conditions qui suscitent leur intervention. Il s’agit bien, dans un premier temps, d’organiser les résultats obtenus plutôt que d’expliquer leur genèse. La première partie de cette étude comporte les expériences de base, les plus focalisées dans leur objet, les plus simples à interpréter. Ces expériences, auxquelles s’ajoutent des observations et des hypothèses personnelles, suggèrent un modèle du raisonnement spontané des étudiants, que nous exposons. Dans une seconde partie, nous confrontons les prédictions de ce modèle aux résultats obtenus, lors d’expériences plus complexes, tant par 1a situation proposée que par la diversité des hypothèses que l’on pourrait faire pour interpréter les réponses. À elles seules, ces expériences ne sauraient être constitutives d’un modèle, mais elles confirment, a posteriori, le caractère prédictif de celui que nous proposons. Il s’agit néanmoins d’expériences construites dans un but bien précis : l’enquêteur attire l’étudiant sur un terrain qu’il a choisi lui-même. La généralité des conclusions que l’on en tire reste encore, à cette étape, contestable. La troisième partie a pour but d’apporter des éléments de réponse sur ce point. Nous nous efforçons de montrer que les tendances du raisonnement spontané, dont nous avons fait le diagnostic par des expériences très spécifiques, se manifestent lorsque l’étudiant se trouve en situation scolaire usuelle et que l’on a accès à ses réponses à travers une copie de concours ou lors d’un exercice de travaux dirigés. La quatrième partie contient quelques remarques, quelques pistes de recherche, que cette étude suggère pour l’enseignement. Enfin, en cinquième partie, nous montrons que la généralité des raisonnements spontanés étudiés ici s’étend bien au-delà du contexte scolaire ou universitaire. Nous établissons d’abord des rapprochements entre les tendances du raisonnement mises en évidence chez les étudiants et les difficultés rencontrées par nos ancêtres. C’est ensuite chez les enfants que nous cherchons des éléments de comparaison à travers les travaux de J. Piaget et ses collaborateurs sur les comportements enfantins devant des situations physiques variées. Nous terminons par l’examen de quelques textes contemporains variés : article de journal, fascicule,… Nous voulons par-là indiquer à quel point les tendances spontanées qui font l’objet de cette étude sont en fait diffuses dans tout l’environnement culturel actuel, lequel reflète, pour une bonne part, la manière dont tout le monde raisonne.
