Didactique de la physique

Co-développement de l’analyse critique et de la compréhension conceptuelle

La nécessité de développer l’esprit critique, tant chez les étudiants que chez les enseignants de physique, est largement acceptée. Mais l’esprit critique est-il un concept hors sol ? Dit autrement, l’analyse critique est-elle une notion transdisciplinaire, ou bien la connaissance du sujet joue-t-elle un rôle déterminant ? La littérature sur le sujet, qui considérait les choses de manière statique, n’offrait pas de réponse claire : il n’y a pas de corrélation simple entre l’analyse critique et le sujet sur laquelle elle porte. Néanmoins, la question se pose de savoir si la réponse est la même d’un point de vue de dynamique : au fur et à mesure de l’apprentissage, y a- t-il une activation de l’attitude critique ? Cette question d’une interaction possible entre le développement de la compréhension conceptuelle et celui de l’attitude critique nous a conduit à mener plusieurs études sur différents sujets de physique sous forme d’entretiens longs avec de futurs enseignants, permettant ainsi une analyse fine de leurs parcours conceptuels et critiques. En se concentrant sur la “dynamique intellectuelle” de ces futurs enseignants, c’est-à-dire sur la façon dont leur compréhension de sujets non évidents et leur attitude critique évoluent au cours de ces entretiens, nous avons montré que les attitudes critiques évoluent au cours de ces entretiens. En tenant compte des aspects métacognitifs et affectifs tels que la satisfaction intellectuelle et l’estime de soi, nous avons proposé une typologie de dynamiques intellectuelles : « critique précoce », « critique différée » (majoritaire lors des entretiens), « critique instable » et « anesthésie experte » ; leurs fréquences ont pu être évaluées. La robustesse de ces résultats à travers les contenus a pu être mise à l’épreuve, et plusieurs mécanismes psychocognitifs hypothétiques ont été suggérés pour rendre compte de ces phénomènes.

Collaboration

N. Decamp (LDAR, UPC)

Transposition didactique des concepts liés à l’incertitude

Les publications en didactique de la physique ont souvent du mal à trouver audience auprès des praticien·es de l’enseignement. Il est possible que cela soit dû à la technicité des concepts développés au sein des cadres d’analyse. Même si ces cadres sont utiles (certain·es considèrent qu’ils forment la trame même de la discipline), il existe une place pour une didactique pratique de la physique, qui s’inscrit dans un échange avec les enseignant·es praticien·es. À cet égard, les travaux de Laurence Viennot sur l’esprit critique ont bien montré que certains rituels d’enseignement perduraient, même si les enseignant·es avaient constaté la non- conformité de leur enseignement avec la physique.

Suite à la mise en place en licence d’un module de physique expérimentale qui insistait sur la notion d’incertitude-type, définie par les instances normatives internationales, nous avons été surpris par les fortes résistances de collègues qui jugeaient par exemple que cette notion d’incertitude-type n’avait pas d’intérêt, en particulier dans les évaluations de type B. Pour comprendre ces résistances, il est apparu nécessaire de revenir sur les pratiques d’enseignement, en premier lieu au lycée.
À l’occasion du mémoire de Master 2 de Déborah Martin (2018), dont les résultats ont été présentés à la conférence ESERA (2019), nous avons montré que les enseignant·es au lycée lors d’un mesurage cherchaient « la » bonne valeur, qui se confond souvent dans leur esprit avec la «valeur vraie», concept d’ailleurs délicat et toujours discuté en épistémologie. Pour ces enseignant·es, la valeur mesurée est toujours distante de cette bonne valeur ou valeur vraie. L’écart entre les deux définit l’erreur, qu’elles ou ils cherchent à minimiser. Cette approche «erreur» est ainsi très prégnante, mais datée, voire même incohérente par certains aspects : l’approche «incertitude» s’y est substituée.
Dans une démarche d’explicitation des pratiques en place, nous avons publié trois articles à destination des collègues du secondaire et de l’enseignement supérieur sur le traitement de données. Nous y avons montré que le choix de la régression linéaire pour mesurer un paramètre constituait un rituel dont l’utilité ou les conditions d’applications ne sont jamais justifiées ; tous les manuels scolaires de lycée la proposent alors qu’elle est hors-programme ; enfin, dans certaines situations courantes, cet usage de la régression linéaire conduit à surestimer grandement l’incertitude de la mesure. D’autres procédures, plus simples, et conduisant à une incertitude de mesure plus raisonnable ont été proposées.

Collaboration

N. Decamp (LDAR, UPC)