*154 - La Théorie des Champs Conceptuels et l’enseignement de physique : le cas du mouvement relatif

En l'absence de dépôt de l'auteur, voici le projet déposé avant expertise.

 

Gabriel CARVALHO

IFMG

 

Mot-clés: éducation en sciences, Champ Conceptuel, invariants opératoires, mécanique, mouvement relatif.

 

Ce résumé présent l’application de la Théorie des Champs Conceptuels à l’étude de la conceptualisation d’élèves de 17 ans au cours d’une séquence didactique portée sur la construction de la notion de temps relatif au Brésil. On étudie le mécanisme dont un sujet reconnaître, en acte, des éléments pertinents à solution d’une tâche et comment il produit des relations avec eux. Ce mécanisme a une basis épistémique qui permettre au sujet obtenir succès dans son action. Dans la TCC, les éléments qui jouent cet rôle sont appelés Invariants Opératoires et ils ont deux catégories: les concepts-en-acte et les théorèmes-en-acte. Les premiers sont des concepts tenus comme pertinents et les secondes sont des propositions qu’on trouve vraies dans l’action. Voyons l’épisode suivant. Prof: Essayez d’imaginer une expérience qu’on peut conduire dans un bus (qui bouge à vitesse constante) que nous permette savoir s’il est en repos ou en mouvement. Ant: Je pense que je sais! C’est comme quand vous laissez tomber un crayon. Alors, quand vous êtes en repos, le crayon tombe vertical. Mais, quand vous êtes en mouvement, il tombe en faisant un arc. Car si le bus bouge quand vous jetez le crayon, il tomberait en arc. Osv: Moi, je pense qu’il ne marcherait pas, car s’il s’agisse d’une personne hors du bus, elle verrait le crayon en tombant en car. A: Mais tu pourrait demander à quelqu’un hors du bus. O: Mais ils ne perçoivent parce qu’ils ont la même vitesse. C’est la même chose qu’il se passe avec la Terre, alors. Si tu jetais le crayon vers le haut, tu le prendrais tout à fait. Mais, n’est-ce que la Terra est en mouvement? Moi je pense qu’il ne serait pas valide! Les concepts-en-acte sont mouvement et référentiel. Ant utilise le théorème-en-acte: toutes les mouvements sont faits par rapport à un référentiel privilégié. Alors, la tâche qu’il pense avoir est: vérifier qu’est-ce qu’un observateur pourrait voir s’il y était fixe. Il est possible que le référentiel d’Ant soit changé pour un autre (par exemple, dans une échelle la plus grande, Ant peut utiliser le Soleil comme référentiel). Ce décalage de système de référence est déjà un pas vers la notion de mouvement relatif, mais l’assomption de la relativité complète n’est pas encore stabilisée dans le schème de mouvement de cet élève. Néanmoins, Osv a un autre théorème-en-acte, le plus large: toutes le mouvements sont faits par rapport à un référentiel qui peut être placé n’importe où. Avec ça, Osv s’aperçoit que la proposition de Ant n’est pas vraie dans le champ conceptuel de la mécanique. Ce théorème-en-acte reste sur la basis de la construction de nouveaux arguments puisque si le mouvement est, tout à fait, relatif, on peut élargir cette discussion à des différentes situations. Osv fait ça quand il utilise les mêmes invariants opératoires pour analyser le mouvement du crayon qui tombe dans un bus ou sur la surface de la Terre.

 

Références :

Vergnaud, G. (1998). A comprehensive theory of representation for Mathematics Education. Journal of Mathematical Behavior, 17(2), 167-181. Vergnaud, G. (2009). A criança, a matemática e a realidade. Curitiba, Paraná: Editora UFPR. Vergnaud, G. (1991). La théorie des champs conceptuels. Recherches en Didactique des Mathématiques, 23(10), 133-170.