Les ouvrages de vulgarisa.on dans l élabora.on d un cours d introduc.on à la physique quan.que. Quels enjeux didac.ques?

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1 Les ouvrages de vulgarisa.on dans l élabora.on d un cours d introduc.on à la physique quan.que. Quels enjeux didac.ques? h#p:// schrodinger.html Philippe LO BELLO Saint Gall 20 janvier 2012

2 Des constats Il y a un paradoxe entre ce#e véritable révolumon scienmfique qu a connue la physique et la percepmon floue, ou inexistante, des idées quanmques fondamentales. Peu d enseignement de la physique quanmque au niveau gymnasial.

3 Or De nombreuses études montrent une forte momvamon des élèves pour l introducmon d une physique plus moderne que celle généralement enseignée au niveau gymnasial. Par exemple : Lawrence, 1996 ; Cuppari et al., 1997 ; Nardone, 1999 ; Duperray, 2010.

4 Mais L enseignant de gymnase qui souhaiterait parler de physique quanmque à ses élèves se trouve vite démuni : il est difficile de trouver des ouvrages scolaires spécifiquement conçus pour l enseignement de ce domaine de la physique dans les gymnases.

5 Toutefois Il est possible de consulter des livres de vulgarisamon traitant de physique quanmque. On peut dès lors s intéresser à l emploi éventuel de ces livres par un enseignant de gymnase qui souhaiterait construire un cours d introducmon à la physique quanmque, me#ant l accent sur les nomons de superposimon d états quanmques et d intricamon.

6 Les transposimons didacmques en jeu Le concept de transposimon didacmque, introduit par le sociologue Michel Verret (1975), interroge le façonnage réalisé par une personne soucieuse de transme#re un savoir issu d une acmvité humaine, en vue de l enseigner.

7 Chevallard a par la suite mis en place une théorie de la transposimon didacmque. Des savoirs, qualifiés de «savants», doivent être soumis à une transposimon didacmque dite «externe» durant laquelle ils subissent des modificamons pour devenir des savoirs «à enseigner»

8 Les savoirs savants sont élaborés généralement par des équipes de laboratoires de recherche, publics ou privés, qui par leurs travaux définissent, enrichissent et valident ces savoirs.

9 Hypothèse : un enseignant de gymnase décide d umliser un ouvrage de vulgarisamon traitant de physique quanmque, dans le but de proposer à ses élèves un cours d introducmon à ce domaine spécifique de la physique.

10 Sans conteste, la physique quanmque fait appel à un savoir savant. C est donc la nomon de transposimon didacmque telle que définie par Chevallard qui a été retenue ici.

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12 Mais le savoir à enseigner en physique quanmque (au niveau gymnasial) n est pas disponible car les programmes scolaires ne le menmonnent pas explicitement

13 Mais le savoir à enseigner en physique quanmque (au niveau gymnasial) n est pas disponible car les programmes scolaires ne le menmonnent pas explicitement L idée d une transposimon didacmque externe tourne court, faute de savoir à enseigner désigné comme tel!

14 Or, le travail documentaire des enseignants est une caractérismque importante de leur mémer. Selon Gueudet et Trouche (2008) :«[la documenta-on] est au cœur de l ac-vité professionnelle des enseignants.»

15 On peut donc raisonnablement penser que la phase de recherche documentaire puisse être effectuée parmi un ensemble de livres de vulgarisamon.

16 Une transposimon didacmque vulgarisatrice

17 Une transposimon didacmque vulgarisatrice La transposimon didacmque vulgarisatrice a sa source dans un savoir savant. La transposimon didacmque vulgarisatrice a sa source dans un savoir savant.

18 Une transposimon didacmque vulgarisatrice La transposimon didacmque vulgarisatrice a sa source dans un savoir savant. La transposimon Ce qui peut didacmque cependant différer notoirement de la transposimon vulgarisatrice didacmque a sa externe, c est le caractère individualiste source dans un de savoir la démarche. savant.

19 Une transposimon didacmque d ajustement

20 Une transposimon didacmque d ajustement Mais le savoir popularisé n est pas encore directement disponible pour l enseignement.

21 Une transposimon didacmque d ajustement Mais le savoir popularisé n est pas encore directement disponible pour l enseignement. La préoccupamon inimale des auteurs de livres scienmfiques de vulgarisamon n est que rarement de concevoir des ouvrages pour une umlisamon en classe.

22 Une transposimon didacmque d ajustement Mais le savoir popularisé n est pas encore directement disponible pour l enseignement. La préoccupamon inimale des auteurs de livres scienmfiques de vulgarisamon n est que rarement de concevoir des ouvrages pour une umlisamon en classe. Le savoir popularisé n est pas le savoir scolaire.

23 Une transposimon didacmque d ajustement Mais le savoir popularisé n est pas encore directement disponible pour l enseignement. La préoccupamon inimale des auteurs de livres scienmfiques de vulgarisamon n est que rarement de concevoir des ouvrages pour une umlisamon en classe. Le savoir popularisé n est pas le savoir scolaire. Chacun fait appel à un langage spécifique, en s adressant à des communautés différentes.

24 Une transposimon didacmque d ajustement La transposimon didacmque entre le savoir popularisé et le savoir enseignable est une tâche laissée à l inimamve de l enseignant.

25 Une transposimon didacmque d ajustement La transposimon didacmque entre le savoir popularisé et le savoir enseignable est une tâche laissée à l inimamve de l enseignant. Tâche délicate car le vocabulaire associé à la physique quanmque, empreint qu il est des doutes issus de sa genèse, peut lui même consmtuer un obstacle pour l enseignant

26 Une transposimon didacmque d ajustement La transposimon didacmque entre le savoir popularisé et le savoir enseignable est une tâche laissée à l inimamve de l enseignant. Tâche délicate car le vocabulaire associé à la physique quanmque, empreint qu il est des doutes issus de sa genèse, peut lui même consmtuer un obstacle pour l enseignant Ce#e transposimon didacmque entre savoir popularisé et savoir enseignable peut donc être à l origine d interprétamons erronées liées au vocabulaire choisi.

27 Une transposimon didacmque d ajustement La transposimon didacmque entre le savoir popularisé et le savoir enseignable est une tâche laissée à l inimamve de l enseignant. Tâche délicate car le vocabulaire associé à la physique quanmque, empreint qu il est des doutes issus de sa genèse, peut lui même consmtuer un obstacle pour l enseignant Ce#e transposimon didacmque entre savoir popularisé et savoir enseignable peut donc être à l origine d interprétamons erronées liées au vocabulaire choisi. C est ce que relève Lévy Leblond (2003), à propos de la «dualité» onde corpuscule, terminologie très souvent rencontrée.

28 Une transposimon didacmque d interacmon

29 Une transposimon didacmque d interacmon Ce#e armculamon entre deux types de savoirs est sensible à l interacmon entre les élèves et l enseignant autour d un objet du savoir enseignable tel que conçu par l enseignant.

30 Une transposimon didacmque d interacmon Ce#e armculamon entre deux types de savoirs est sensible à l interacmon entre les élèves et l enseignant autour d un objet du savoir enseignable tel que conçu par l enseignant. Elle se construit au moment même où se fait l acte d enseignement.

31 Ou une transposimon didacmque directe

32 Ou une transposimon didacmque directe Sans nécessairement avoir recours à des ouvrages de vulgarisamon, les connaissances propres de l enseignant lui perme#raient de dispenser un cours d introducmon à la physique quanmque.

33 Résumé des transposimons didacmques en jeu

34 Des exemples de séquences d enseignement Quelques études relamves à un enseignement de la physique quanmque au niveau gymnasial sont disponibles dans la li#érature.

35 Cuppari A., Rinaudo G., Robup O., Violino P. Gradual introduc.on of some aspects of quantum mechanics in a high school curriculum. Physics EducaMon, Bristol, v. 32, n.5, p , Sept Lawrence I. Quantum physics in school. Phys. Educ , Müller R., Wiesner H. Teaching quantum mechanics on an introductory level. American Journal of physics, v70 n3 p March 2002.

36 Olsen Rolf V. Introducing quantum mechanics in the upper secondary school: a study in Norway. InternaMonal Journal of Science EducaMon, Volume 24, Issue 6 June 2002, pages Nardone P. La "physique moderne" dans les programmes? Introduc.on d'éléments de physique moderne dans les nouveaux programmes de physique de sixième de transi.on. Synthèse de la recherche en pédagogie n 290/97, InformaMons Pédagogiques n 47, 1999.

37 Duperray R. (2010). Pour une intégra.on de la physique moderne dans les programmes de sciences physiques des classes préparatoires. Vol.104, BUP n 921, p Fanaro M., Otero M., Arlego M. (2009). Teaching the founda.ons of Quantum mechanics in secondary school : a proposed conceptual structure. InvesMgaçoes em Ensino de Ciências, V14(1), p

38 Ces approches envisagées pour l enseignement de la physique quanmque sont principalement du type transposimon didacmque directe. C est par adaptamon de connaissances savantes maîtrisées par ses membres qu une équipe d enseignants met en place les séquences d enseignement.

39 Aucune de ces séquences ne met véritablement l accent sur les concepts de base de la physique quanmque que sont la superposimon d états quanmques et l intricamon quanmque.

40 Des perspecmves futures Tester la mise en place effecmve d une séquence d enseignement intégrant des ouvrages de vulgarisamon.

41 Par le regard crimque porté sur les transposimons didacmques en jeu, ce travail peut parmciper à la valorisamon de compétences professionnelles chez les enseignants.

42 Quelles concepmons d élèves en jeu?... On pourrait penser que les connaissances préalables des élèves de gymnase sont quasi inexistantes sur la physique quanmque, du fait qu ils ne l ont jamais étudiée.

43 Il serait intéressant de faire apparaître d éventuelles concepmons erronées liées à l empreinte de la physique classique qu ils étudient en classe.

44 Merci pour votre a#enmon!