[Article] Modélisation dimensionnellement réductrice et traitement " particulaire " dans l'enseignement de la physique
p.9-32


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.


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 imagen óptica 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 casi-constancias 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.


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.


Hauptgegenstand dieses Artikels ist die Analyse des Kontinuums über den Weg des “dimensional Reduzierten”, und zwar von einem didaktischen Blickwinkel aus. Es handelt sich um das, was sich der Schulbrauch auf diesem Gebiet erlaubt – zum Beispiel um einen festen Körper oder um ein optisches Bild, die wie “Mengen von Punkten” behandelt werden, oder auch um Lichtkegel, die wie “Mengen von Strahlen” betrachtet werden, und darüber hinaus um die etwaigen Folgen von all dem auf das, was die Studenten verstehen. Es werden ebenfalls unter dem Gesichtspunkt des Unterrichts die Neuinterpretierungen der Durchschnittsrechnungen in halblokalen Quasi-Konstanten besprochen: diese Quasi-Konstanten gleichen Staffelungen von Punkten und von Werten, die diesen Punkten zugewiesen werden und sie können sich als reduzierende Praktiken in Bezug auf das Verständnis der Phänomene erweisen. Zwei Beispiele untermauern diesen zweiten Teil: der Lehrsatz vom Mittelpunkt einer Masse und der Druck in einem Heißluftballon. Der Artikel will dazu anregen, ein schärferes Bewusstsein der üblichen Unterrichtspraktiken und ihrer Zielsetzungen zu entwickeln. Schlüsselwörter: Modellierung in Physik, dimensionale Reduzierung, begriffliche Schwierigkeiten, Unterrichtspraxis.