CFM 2019

Compréhension des 3 lois de Newton chez des élèves ingénieurs
Jean-Francois Parmentier  1, *@  , Julitte Huez  2, 3, *@  , Dominique Poquillon  4@  
1 : Centre Européen de Recherche et de Formation Avancée en Calcul Scientifique  (Cerfacs)
CERFACS
2 : INPT-ENSIACET, 4 allée E. Monso, 31030 Toulouse cedex
CIRIMAT - INPT
3 : Université de Toulouse, Institut Carnot CIRIMAT, UMR CNRS-UPS-INP 5085 .Ecole Nationale Supérieure des Ingénieurs en Arts Chimiques et Technologiques, Bâtiment ENSIACET
Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT
4 allée Emile Monso - BP44362 31030 Toulouse cedex 4, France -  France
4 : Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux  (CIRIMAT)  -  Site web
Université Paul Sabatier (UPS) - Toulouse III, CNRS : UMR5085, Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT
INPT-ENSIACET 4 allée Emile Monso - BP44362 31030 Toulouse cedex 4 -  France
* : Auteur correspondant

Toulouse Tech(1) s'est investi depuis plusieurs années dans la transformation pédagogique, notamment à travers la formation et l'accompagnement des enseignants chercheurs (EC). Or, assurer une transformation pédagogique effective nécessite la présence d'indicateurs de mesure. Dans ce cadre, deux EC contribuant à l'enseignement de la mécanique à l'INP-ENSIACET(2), ont choisi de mettre en place un dispositif pédagogique pour accéder à la compréhension conceptuelle des lois de Newton chez les étudiants suivant leur cours. En effet, depuis une vingtaine d'années, la recherche internationale en didactique des sciences a montré́ que ces concepts sont souvent mal compris des étudiants [1, 2], et ce constat a été confirmé récemment dans de nombreuses formations universitaires en France [3]. Il s'agit pour les EC, de mieux appréhender ce qui se joue dans les situations enseignement-apprentissage et ainsi de faire évoluer leur pratique professionnelle en connaissance de cause.

Le dispositif, qui couvre les trois années de formation, du L3 au M2, s'appuie sur une adaptation du Force Concept Inventory [4]. Il a permis, de conduire une étude à la fois longitudinale (en suivant l'évolution d'un groupe sur les 3 ans) et transversale (image à un instant donné des 3 années du cursus) et ainsi d'apprécier les progrès réalisés (ou pas) par les étudiants entre le début et la fin de leur cursus scolaire, ainsi que la profondeur [5] des apprentissages faits autour des concepts enseignés. Cette action s'inscrit plus largement dans une démarche nationale entreprise par l'Association Française de Mécanique, qui vise à effectuer un état des lieux des compétences des étudiants dans différents domaines de la mécanique (lois de Newton, statique des solides, mécanique des fluides ...).

La problématique de l'étude, la méthodologie du recueil des données et les premiers éléments d'analyse seront présentés et discutés.

(1) : Toulouse Tech associe 8 établissements (14 formations) d'enseignement supérieur qui délivrent des diplômes d'ingénieurs ou des masters en ingénierie

(2) : L'Ecole Nationale Supérieure des Ingénieurs en Arts Chimiques et Technologiques de l'Institut National Polytechnique de Toulouse

[1] Peters, P. C. (1982). Even honors students have conceptual difficulties with physics. American Journal of Physics, 50(6), 501–508.

[2] Viennot, L. (1996). Raisonner en physique: La part du sens commun. De Boeck Supérieur.

[3] Parmentier, J.-F., & Lamine, B. (2015). Que comprennent nos étudiants de la mécanique Newtonienne? In M01 Mini symp. Formation et pédagogie. Lyon: AFM, Association Française de Mécanique.

[4] Hestenes, D., Wells, M., & Swackhamer, G. (1992). Force concept inventory. The Physics Teacher, 30(3), 141–158.

[5] Berthiaume, Denis & NICOLE, Rege Colet (2013) : La pédagogie de l'enseignement supérieur : repères théoriques et applications pratiques - Tome 1 : Enseigner au supérieur - Edition : Peter Lang - Exploration, recherches en sciences de l'éducation


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