[Article] Analyse du raisonnement d'étudiants utilisant les concepts de base de l'électromagnétisme
p.33-54


De rares travaux en didactique de la physique portant sur l’électromagnétisme ont montré l’existence, chez les étudiants, de difficultés concernant la compréhension et l’utilisation du concept de champ magnétique et des concepts associés. Afin de comprendre ces difficultés, nous avons étudié les raisonnements mis en œuvre par des étudiants issus du DEUG sciences de la matière, lorsqu’ils mobilisent dans différentes situations les concepts de base de l’électromagnétisme, en nous référant à la théorie des champs conceptuels. Nous avons pu ainsi identifier les invariants opératoires utilisés et l’organisation de leurs conduites. Il apparaît que les étudiants interrogés sont très peu nombreux à contrôler la pertinence et la cohérence de leurs propos, que les invariants opératoires sont utilisés de manière non contextualisée et très souvent sans qu’un sens physique leur soit associé. Mots clés : électromagnétisme, champ magnétique, théorie des champs conceptuels, invariant opératoire, schème, enseignement universitaire.


Los muy pocos trabajos en didáctica de las ciencias físicas que se relacionan con el electromagnetismo han mostrado que existen dificultades para los estudiantes en cuanto a la comprensión y a la utilización del concepto de campo magnético y otros conceptos asociados. Para entender esas dificultades hemos estudiado los razonamientos aplicados por estudiantes de segundo curso universitario de Ciencias de la Materia cuando mobilizan los conceptos de base del electromanetismo en diferentes situaciones y refiriéndonos a la teoría de los campos conceptuales. De este modo hemos podido identificar los invariantes operatorios utilizados y la organización de sus progresiones. Es patente que los estudiantes interrogados son muy pocos en controlar la pertinencia y la coherencia de sus respuestas y que utilizan los invariantes operatorios de modo no contextualizado y muy a menudo sin haberles asociado un sentido de ciencias físicas. Palabras clave : electromagnetismo, campo magnético, teoría de los campos conceptuales, invariante operatorio, esquema, enseñanza universitaria.


Few works concerning the teaching of electromagnetism in physics class deal with a pupil’s difficulties in understanding and using magnetic fields and its associated concepts. In order to better comprehend these difficulties, the thought process of some undergraduate students was studied as they applied the basic “theory of conceptual fields” in electromagnetics in various situations. The study was thus able to identify certain “operational invariants” and student organizational behaviour and showed that few mastered either the pertinence or the coherence of their answers. Furthermore, the “operational invariants” were not adapted to a problem-solving situation and were often used without any relation to physics. Keywords: electromagnetism, magnetic field, theory of conceptual fields, operational invariants, scheme, magnetic field, university education.


Einige seltene Arbeiten über die Didaktik der Physik, die sich auf den Elektromagnetismus beziehen, haben gezeigt, dass die Studenten auf Schwierigkeiten stoßen, um den Begriff von Magnetfeld und die damit verbundenen Begriffe zu verstehen und zu gebrauchen. Um diese Schwierigkeiten zu verstehen, haben wir die Gedankengänge untersucht, die die Studenten, die ein Grundstudium (DEUG) in den Erd-und Naturwissenschaften abgeschlossen haben, entwickeln, wenn sie in verschiedenen Situationen die Grundbegriffe des Elektromagnetismus einsetzen, wobei wir uns auf die Theorie der Begriffsfelder berufen. So haben wir die benutzten operativen Invarianten und die Organisation ihrer Verhalten identifizieren können. Es ist klar ersichtlich, dass sehr wenige der befragten Studenten die Stichhaltigkeit und die Kohärenz ihrer Äußerungen überprüfen, es zeigt sich auch, dass die operativen Invarianten auf eine nicht kontextuelle Weise benutzt werden und sehr oft, ohne dass eine physikalische Bedeutung mit ihnen verbunden ist. Schlüsselwörter: Elektromagnetismus, Magnetfeld, Theorie der Begriffsfelder, operative Invariante, Schema, Hochschulwesen.