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Cet article vise à analyser les effets d’une collaboration entre deux enseignantes-chercheuses, l’une chercheuse en physique de la matière condensée (EC1), l’autre en didactique de la physique (EC2), réunies autour d’un enseignement original « la physique de l’escalade ». La collaboration se donne pour objectif d’enrichir la capacité d’analyse d’EC1 sur cet enseignement. Pour cela, nous nous plaçons dans le cadre de la didactique professionnelle afin de développer chez EC1 une aptitude à conceptualiser son action et son réel pédagogique. La théorie des deux mondes vient en appui de ce processus de développement et joue le rôle d’interface entre EC1 et EC2. Spécifiquement nous montrons le rôle joué par la mobilisation de la théorie des deux mondes dans le processus de développement conceptuel d’EC1 en pointant quelques élucidations de difficultés ressenties par EC1 et certaines de leurs conséquences prospectives. D’autres élucidations se font jour qui concernent cette fois EC2 et qui forment autant de pistes pour la recherche en didactique et pour la formation des enseignant.e.s du supérieur. This article aims at analyzing the effects of a collaboration between two teacher-researchers TR, one a researcher in condensed matter physics TR1, the other in physics education research TR2, gathered around an original teaching "the physics of climbing". The aim of the collaboration is to enrich TR1's capacity for analysis of this teaching. To this end, we place ourselves within the framework of professional didactics in order to develop in TR1 an aptitude to conceptualize her action and her pedagogical reality. The theory of the two worlds supports this development process and is embodied in an interface of collaboration between TR1 and TR2. Specifically, we show the role played by the use of the theory of the two worlds in the conceptual development process of TR1 by pointing out some elucidations of the difficulties experienced by TR1 and some of their prospective consequences. Other elucidations emerge, this time concerning TR2 and which form as many avenues for research in physics education research and for the training of higher education teachers.

International audience; "Approches sémiotiques en didactique des sciences" rassemble des contributions issues de travaux de recherche en didactique engageant des disciplines variées comme les mathématiques, la chimie, la physique et la géographie, qui mobilisent des supports sémiotiques de différentes natures. Il propose des clés pour saisir, voire réduire une part des incompréhensions qui peuvent s’installer entre un locuteur et un récepteur dans des situations d’enseignement scientifique.

Ce chapitre analyse la complexité des assujettissements d’un savoir savant de science à un système sémiotique spécifique, la bande dessinée. Il questionne ainsi le processus de sémiose associée à une BD de science, dans sa globalité, depuis les conditions de l’émergence du signe jusqu’à la signification construite par le lecteur.

L’importance des vecteurs en cinématique s’explique par le fait qu’un vecteur relatif à un mobile en mouvement contient, dans ses caractéristiques, un certain nombre d’informations sur le mouvement de ce mobile. Notre travail cible l’aptitude d’étudiants de première année universitaire à manipuler les vecteurs en cinématique et, par conséquent, leur compréhension des concepts de position, vitesse et accélération après enseignement de mécanique. Dans un exercice sur la chute libre, on regarde comment ils tracent les vecteurs position, vitesse et accélération. On analyse 421 réponses d’étudiants. Ce sont les outils de la théorie anthropologique du didactique, blocs pratico-technique et technologico-théorique, qui nous permettent de comparer les tâches a priori et les tâches effectives des étudiants. Le traitement des données s’effectue dans deux directions : une analyse par type de vecteur qui aboutit à la caractérisation des erreurs les plus fréquentes commises par les étudiants ; une analyse par profils de réponse c’est-à-dire qui traite les trois vecteurs simultanément. On constate que c’est le vecteur position qui pose le plus de difficultés. On observe également l’absence de cohérence dans le tracé des trois types de vecteurs ce qui semble révéler une incompréhension des concepts de base de cinématique. Vectors are important in kinematics because the vector of a moving object contains, through its characteristics, some information about the motion of this object. Our work focuses on the ability of first-year university students to manipulate vectors in kinematics and, consequently, their understanding of the concepts of position, velocity and acceleration, after having completed a course in mechanics. In an exercise about free fall movement, we look at how the students plot the position, velocity and acceleration vectors. 421 student responses are analyzed. The tools of the anthropological approach in education allow to compare a priori tasks and students’ effective tasks. Two ways of data processing are followed: the analysis by type of vector that leads to the characterization of the most frequent errors; the analysis by profiles of answer, which means treating the three types of vector simultaneously. We note that it is the position vector that presents the most difficulties. We also notice that there is no coherence in the plotting of the three types of vector which seems to reveal a misunderstanding of basic kinematics concepts.

L’enseignement des sciences expérimentales a subi des changements importants sur le plan des orientations pédagogiques prescrites. Ces changements reflètent l’évolution d’un cadre international dont l’une des caractéristiques est de mettre en avant des démarches plus ouvertes fondées sur « l’investigation ». Les programmes français et colombien, sujet de cette recherche, attendent des enseignants d’une part de concevoir des problèmes pouvant conduire à la mise en place de démarches expérimentales ouvertes et, d’autre part, de motiver les élèves à participer davantage aux processus de construction du savoir. Dans cette recherche, on s’intéresse aux conditions qui favorisent la construction d’un problème scientifique. Nous avons conçu une action de formation continue d’enseignants du primaire sans formation initiale scientifique qui visait à favoriser ce processus de construction. Nous avons fait le choix d’une thématique non familière des curricula scientifiques de l’école primaire : le rebond des boules. Le cadre de la » problématisation », appliqué à l’analyse des interactions langagières des enseignants engagés dans l’activité de construction d’un problème, permet de comprendre les éléments qui bloquent ou favorisent l’émergence de problèmes pouvant donner naissance à de l’investigation fondée sur de l’expérimentation et à la construction de connaissances associées au phénomène de rebond (influence de paramètres physiques, construction de grandeurs caractéristiques, etc.). Science teaching has undergone significant transformations in terms of pedagogical orientation. These transformations reflect the evolution of an international framework highlighting more open procedures based on "inquiry". In this context, both French and Colombian science curricula require teachers to create problems leading to the implementation of inquiry-based science teaching sequences. Teachers must also motivate students to participate more actively in the process of the scientific knowledge construction. Consequently, helping teachers in the task of designing a problem appears as an essential step for inquiry-based science education to be implemented. In this research, we focus on what favors the construction of scientific problems. We designed an in-service training session for primary school teachers who have no prior specialization in scientific fields. This training session leans on the use of a scientific topic (the bouncing of the balls) that rarely appears in primary school science curricula. The training session is evaluated through the analysis of the teachers’ interactions whithin the "problematization" theoretical framework. This allows to understand which elements inhibit or favor the emergence of problems allowing (1) science inquiry (2) the construction of knowledge associated with the phenomenon of bouncing (influence of physical parameters, construction of characteristic scales, etc.).

The objective of the Telling Science, Drawing Science colloquium is to promote and share experiences and/or research engaging practices in the field of science stories/images within the fields of education, mediation and scientific communication.This scientific colloquium is intended to welcome all those involved in research but also all those who are concerned, as practitioners (teachers, mediators, illustrators, authors, etc.) by the transmission of knowledge from scientific disciplines, whether in mathematics, the sciences of matter, the natural sciences, the humanities or the social sciences, La science se raconte, la science se dessine, la science se met en scène. Elle investit les espaces culturels grand public et sort peu à peu de ses supports usuels d’expression (articles de recherche, colloques, magazines et ouvrages spécialisés). Aujourd’hui, les enseignants et les enseignantes utilisent les arts narratifs et visuels pour faire vivre la science dans leur classe; les chercheur.e.s et les auteur.e.s associent leur talents pour faire connaître au plus grand nombre les secrets des laboratoires; les savoirs académiques et les méthodes de recherche se mettent en bulles, en cases, en albums, en romans, en pièces de théâtre... Entre préservation de l’intégrité des savoirs à faire connaître, à faire comprendre, respect des règles et des contraintes intrinsèques à la forme médiatique ou artistique choisie (codes narratifs, graphiques) et prise en compte des intérêts du public pris pour cible, les processus de création et d’usage des récits et des images qui parlent de science “autrement” sont le résultat d’astuces habiles, de compromis, de renoncement parfois; autant de choix laissés dans l’ombre de la création et qui pourtant méritent d’être connus, partagés, discutés. Cela, pour deux raisons majeures. D’abord, une telle explicitation permet d’élargir la palette des possibilités d’action en valorisant ce qui existe, ce qui fonctionne et ce qui fonctionne moins (quel impact sur les apprentissages ? la compréhension des savoirs en jeu ? la motivation ? etc.). Cela permet également de donner à comprendre les raisons des choix effectués (quels choix graphiques ? narratifs ? pour quelles intentions ? avec quelles contraintes ?), de sortir la narration scientifique de la défiance dont elle fait parfois l’objet et de donner à l’usager les clés pour lire, regarder et entendre la science mise en scène, de la manière la plus juste et la plus appropriée. La recherche (en éducation, en médiation, en sciences du langage, notamment), la pratique et l’expérience (artistique, scénaristique, pédagogique, médiatique, etc.) sont autant de champs susceptibles d’éclairer ces questions. L'objectif du colloque Science en récit, science en image est donc de promouvoir et de partager des expériences de recherche et/ou de médiation dans les domaines de l'éducation, de la médiation et de la communication scientifiques, du récit et de l’image.

International audience; Dans cette contribution, nous étudions quelles dimensions de l'identité professionnelle du métier d'enseignant-chercheur (EC) sont perceptibles dans les pratiques de deux EC, l'un en mathématiques et l'autre en physique, et quelles en sont les conséquences sur le vécu des étudiants à l'issue d'un cours donné par chaque EC. Nos analyses montrent que les pratiques de chaque EC s'organisent en fonction des représentations qu'ils ont de leur discipline et de la compréhension attendue des étudiants. L'analyse de questionnaires proposés aux étudiants met en évidence des régularités mais aussi des écarts entre les objectifs des EC et la manière dont les étudiants ont vécu chaque cours.

Le but de cet article est d'analyser l'impact d’un dispositif, les « ateliers BD-sciences », où des collégiens et lycéens sont invités à créer une bande dessinée d'une page à partir d’une présentation scientifique donnée par un chercheur doctorant. Nous caractérisons les termes du jeu dialectique entre les attributs spécifiques d'une bande dessinée et les connaissances scientifiques à traduire. Sept ateliers ont été organisés hors temps scolaire et analysés. Les résultats montrent que les élèves, en tant qu’auteurs, ont suivi les codes spécifiques à la bande dessinée et ont pris une certaine distance avec l'intégrité scientifique des savoirs mis en scène. The aim of this paper is to analyze the impact of a program for creating "scientific" comic strips (comics'n science workshops) where students are invited to create a one-page comic strip from a scientific presentation given by a doctoral researcher. We characterize the terms of the dialectical interplay between the specific attributes of a comic strip and the scientific knowledge to be translated. Seven workshops were organized and analysed. The results show that the students, as authors, followed the specific codes of the comic strip and took a certain distance with the scientific integrity of the staged knowledge.

Why a dossier on the validity of research in science and technology didactics (STD)? After all, in many disciplines, each publication project is limited to research and peer review. But it turns out that didactics have a certain number of shortcomings: they claim to say something about school, known as a sensitive societal subject; they claim, particularly through their methods, that they belong to the human sciences which are devalued by the smells of scientism compared to the so-called "hard" sciences; they are young and have developed, at least initially, in tension with the institutions. The purpose of this dossier is not to settle once and for all this question of the validity of STD research, but to help place this problem in its historical and scientific context and to call on researchers in the field to discuss this subject. The contributions that structure this dossier offer an interesting variety for discussing the validity of the results of the STD. Thus, the first two articles present a methodological perspective on research, one on the validity and reliability of a questionnaire tool and the other on the validity of the results produced by a study of teachers' responses to open-ended questions. The third article takes the form of a methodological meta-analysis and discusses the functions of case studies in STD research., Pourquoi un dossier sur la validité des recherches en didactique des sciences et des technologies (DST) ? Après tout, dans un grand nombre de disciplines on s’en tient à faire de la recherche et à soumettre à la critique des pairs chaque projet de publication. Mais il se trouve que les recherches en didactique cumulent un certain nombre de handicaps : elles prétendent dire quelque chose sur l’École, sujet sociétal sensible ; elles revendiquent, en particulier au travers de leurs méthodes, leur appartenance aux sciences humaines que des relents de scientisme dévaluent par rapport aux sciences dites « dures » ; elles sont jeunes et se sont développées, au moins au départ, en tension avec les institutions. Le but de ce dossier pas de régler une fois pour toute cette question de la validité des recherches en DST mais de participer à resituer ce problème dans son contexte historique et scientifique et d’appeler les chercheurs, les chercheuses du domaine à échanger à ce sujet. Les contributions qui structurent ce dossier offrent une variété intéressante pour discuter de la validité des recherches en DST. Ainsi, les deux premiers articles présentent un éclairage méthodologique d’une recherche, l’un sur la validité et la fiabilité d’un outil questionnaire et l’autre sur la validité des résultats produits par une étude des réponses d’enseignants à des questions ouvertes. Le troisième article prend la forme d’une méta-analyse méthodologique et revient sur les fonctions des études de cas dans les recherches en DST.

Les politiques educatives de ces dernieres decennies ont fait de la notion de « dispositif » une veritable instance strategique de l’organisation du travail scolaire pour l’accompagnement et la reussite des eleves et des etudiants. Derriere la labellisation institutionnelle se cache une variete d’actions, d’acteurs, de lieux, d’objectifs, largement investis par la recherche en education et en politique publique (Duru-Bellat & Jarrousse, 2001 ; Linard, 2002 ; Beillerot & Collette, 2003 ; M...

Les pratiques d’enseignement à l’université sont la cible de travaux variés depuis une quinzaine d’années. Dans cet article, et c’est moins fréquent, non seulement ces pratiques sont considérées comme des objets à comprendre avant de devenir des objets à transformer mais encore, ce sont des pratiques d’enseignants de physique que nous étudions, en nous centrant sur le cours magistral et en nous livrant à une étude comparée de deux cours, sur un même contenu précis, délivrés dans le même établissement. C’est ainsi une approche didactique que nous adoptons, mobilisant nos analyses (classiques) de contenu à enseigner ainsi que celles des proximités développées dans le discours enseignant. Cette notion, qui donne accès à la manière dont les enseignants s’y prennent pour rapprocher le savoir visé et les étudiants, nous a semblé utile pour apprécier les déroulements organisés en amphithéâtre, singulièrement difficiles à observer directement du côté des étudiants. En référence aux choix de présentation et d’organisation que les enseignants font, c’est à l’aune des dimensions qu’ils privilégient dans le discours accompagnant l’exposition des stricts contenus en jeu que nous analysons ces cours. Cela nous donne aussi accès à leurs objectifs et à leur identité professionnelle. Deux types d’analyse sont menés parallèlement, une analyse catégorielle, reprenant nos indicateurs didactiques, et une analyse lexicométrique permettant, grâce à des réorganisations formelles des textes, des analyses statistiques sur le vocabulaire d’un corpus. Nos résultats précisent les différences importantes qui sont constatées, les deux analyses convergeant dans leur éclairage complémentaire. Un des enseignants présente un cours fondé sur l’épistémologie de la physique, révélant ainsi une ambition sur le sens et la nature de la physique, l’autre semble plus centré sur une ambition méthodologique, en lien avec la réussite aux examens. Teaching practices at university level have been the target of a wide range of research over the last two decades. In this paper these practices are considered as objects to be understood before becoming objects to be transformed. This understanding is based on a comparative study involving two university teachers from the same academic discipline (physics) and from the same institution and grade (first-year university) considered within a same teaching environment : the lecture. Favoring a didactic approach conducted through a content analysis and the concept of “proximity”, this case study aims to grasp the choices made by the teachers in order to bridge the aimed knowledge and the students. This allows the tracing of the physics’ teachers goals and the identification of some of the dimensions of their professional identity. Methodologically speaking two different types of analysis have been conducted in parallel : a multi-category analysis and a lexicometric one. The latter allows statistical analyses on the vocabulary of a corpus thanks to formal reorganizations of the whole transcriptions of the lectures. Our results specify important differences between the two observed teachers. One of the teachers presents an epistemology-based course, revealing an ambition on the meaning and the nature of the physics ; the other one seems more centered on a methodological ambition, in connection with the success in the evaluation.

International audience; The aim of this paper is to analyze the impact of Comics & Science workshops where forty-one teenagers (designated Trainee Science Comic Authors [TSCAs]) are asked to create a one-page comic strip based on a scientific presentation given by a PhD student. Instrumental genesis is chosen as the conceptual framework to characterize the interplay between the specific characteristics of a comic and the pieces of scientific knowledge to be translated. Six workshops were conducted and analyzed. The results show that the TSCAs followed the codes that are specific to the comic strip medium and took some distance with the science integrity. Nevertheless being involved in the creative process allowed them to understand the reasons for certain choices of science illustration or storytelling. This approach can foster the emergence of a critical mind with respect to reading science stories created in other contexts.

La recherche en didactique de la physique s’est longtemps préoccupée des raisons permettant d’expliquer des difficultés récurrentes d’étudiants. Elle a développé à ce titre de nombreux travaux visant la mise au jour de « conceptions ». Ces travaux ont conduit au développement de ressources pédagogiques pour sonder les conceptions et améliorer la compréhension des concepts physiques auprès des élèves/étudiants. Cependant, ces ressources sont rarement utilisées dans l'enseignement supérieur. Nous nous intéressons dans cette étude au degré d’appropriation d'enseignants chercheurs de physique face à un test conceptuel de type questions à choix multiples (QCM) développé par des chercheurs en physics education en dynamique élémentaire. Neuf enseignants-chercheurs enseignant la mécanique en première année d'université ont été interrogés sur dix QCM et sur les réponses produites par des étudiants à ces questions. Une analyse des verbatim, collectés lors d’interviews semi-directifs, indique que les enseignants-chercheurs interrogés adhèrent globalement à la fois à l’existence de l’idée de « conception » et au travail de conjecture qui conduit à leur identification même si certaines réserves sont exprimées notamment sur le faible échantillonnage travaillé. Malgré ces freins, nous avons constaté lors des entretiens une acculturation aux conceptions et des signes d'intégration de l'outil didactique dans les pratiques enseignantes déclarées des interviewés. Ces résultats prometteurs devraient nous permettre de construire des actions de formations futures. Research in physics education is concerned with conceptions of students that hinder concept learning. Educational resources were designed from these results with the aim to probe conceptions and improve students' understanding of these concepts. However, these resources are rarely used in higher education. This study focuses on the degree of receptivity of nine physics lecturers. They were asked to comment a multiple choice questions (MCQ) conceptual test developed by researchers in physics education. Ten MCQ which probe the understanding of the concept of force, have been studied by these lecturers who teach mechanics at first year of university. An inductive and exploratory analysis of verbatim, collected during interviews, indicates that the lecturers endorse both the existence of the idea of “conception” and the work of conjecture which drives their identification even if certain restrictions are expressed in particular on the low worked sampling. Despite these obstacles, we have found during interviews an acculturation to conceptions and signs of integration of this didactic tool (test) in declared teaching practices of respondents. These promising results should allow us to design future training activities.

Engineering students in control courses have been observed to lack an understanding of equilibrium and stability, both of which are crucial concepts in this discipline. The introduction of these concepts is generally based on the study of classical examples from Newtonian mechanics supplemented with a control system. Equilibrium and stability are approached in different ways at the various stages of a typical engineering syllabus: at the beginning, they are mostly dealt with a static point of view, for example in mechanics, and are subsequently handled through dynamic analysis in control courses. In general, there is a little clarification of the differences between these concepts or the ways in which they are linked. We believe that this leads to much confusion and incomprehension among engineering students. Several studies have shown that students encounter difficulties when presented with simple familiar or academic static equilibrium cases in mechanics. Our study investigates students’ conceptions and misconceptions about equilibrium and stability through a series of questions about several innovative non-static situations. It reveals that the understanding of these notions is shaken when the systems being studied are placed in inertial or non-inertial moving reference frames. The students in our study were particularly uncertain about the existence of unstable equilibrium positions and had difficulty in differentiating between the two concepts. The results suggest that students use a velocity-based approach to explain such situations. A poor grasp of the above fundamental concepts may result from previous learning experiences. More specifically, certain difficulties seem to be directly linked to a lack of understanding of these concepts, while others are related to misconceptions arising from everyday experiences and the inappropriate use of physical examples in primary school.

Depuis plusieurs annees, les demarches dites « d’investigation » sont mises en avant dans les programmes scolaires en mathematiques et en sciences experimentales. Depuis septembre 2013, les lyceens arrivant dans l’enseignement superieur ont ete inities a ces demarches, en particulier a l’ecole primaire et au college [1]. Lors du minicolloque « Enseignement » du congres general de la SFP 2013, nous nous sommes centres sur ce nouveau «profil» d’etudiant qui necessite d’etre connu des enseignants du superieur, en particulier concernant les demarches scientifiques.

L’usage des exemples dans l’enseignement de la physique à l’université apparaît comme une pratique aussi banale qu’incontournable. C’est à cette pratique que nous nous intéressons ici. En tant que chercheurs en didactique de la physique, nous nous intéressons à ce que des enseignants-physiciens disent lorsqu’ils décrivent quand, comment et pourquoi ils utilisent des exemples lorsqu’ils enseignent. Ces usages déclarés sont considérés comme révélateurs du rapport que les enseignants-chercheurs entretiennent avec l’enseignement et l’apprentissage de la physique ; ils nous permettent de remonter à certaines dimensions de leur identité professionnelle, considérée dans ses dimensions épistémologiques et pédagogiques. Using examples in physics teaching at university level is commonplace and inevitable. As researchers in physics education (didactic of physics) we question what academics in physics say when they describe why, when and how they use examples while they teach. These declared uses are considered as markers of the relationships academics maintain with the teaching and the learning of the physics; they allow us to go back to certain dimensions of their professional identity, considered in its epistemological and educational dimensions.

Engineering students on control courses lack a deep understanding of equilibrium and stability that are crucial concepts in this discipline. Several studies have shown that students find it difficult to understand simple familiar or academic static equilibrium cases as well as dynamic ones from mechanics even if they know the discipline’s criteria and formulae. Our aim is to study the impact of a specific and innovative classroom session, containing well-chosen situations that address students’ misconceptions. We propose an example of Active Learning experiment based both on the Didactical Engineering methodology and the Conceptual Fields Theory that aims at promoting a conceptual change in students. The chosen methodology allows, at the same time, a proper design of the student learning activities, an accurate monitoring of the students’ rational use during the tasks and provides an internal tool for the evaluation of the session’s efficiency. Although the expected starting conceptual change was ...

Inquiry-based Education (IBE) is being promoted by most science and mathematics curricula on an international level. This expansion is motivated by a political will to challenge students’ interest and motivation by changing the way science and mathematics are taught. In this context, many organising and analysing tools have been created as guidelines for helping both teachers and trainers to implement teaching-learning sequences involving inquiry processes. Nevertheless, most of these tools do not take into account the specificities of the scientific knowledge involved and merely focus on inquiry moments (such as formulating a hypothesis or performing an experiment) and/or on organising issues. In this chapter, a table is proposed as a characterising and analysing tool for inquiry-based sequences that are being implemented in science classrooms. This table is elaborated upon through the definition of features chosen to fit with both science and mathematics teaching sequences while respecting the specificities of each area of knowledge involved (mathematics, biology and physics). Two examples (in physics and in mathematics) of the use of the analysing tool that was designed are provided.

This chapter echoes a paper written by Michele Artigue in 1990 in which she discussed the possible connections between epistemology and didactics. Focusing directly on didactical concepts, we will mainly discuss research practices at the intersection of two autonomous fields of knowledge: mathematics education research (MER) on the one hand, and the history of mathematics on the other. We will first endeavour to describe the structural differences between the two fields of research: MER and the history of mathematics (HM). We will then use a methodological viewpoint to analyse several classical and more recent works in MER (and physics education research) in order to document the range of possible interactions and stress fruitful leads.

International audience; This paper presents a critical analysis of the accepted educational use of the method performed by Eratosthenes to measure the circumference of Earth which is often considered as a relevant means of dealing with issues related to the nature of science and its history. This method relies on a number of assumptions among which the parallelism of sun rays. The assumption of sun rays parallelism (if it is accurate) does not appear spontaneous for students who consider sun rays to be divergent. Here, we propose an educational reconstruction of Eratosthenes' discovery based on the exploitation of a narrative written by Cleomedes during the first century AD. This implies that the students are involved in an elaboration of parallelism by an approach where the notion of ''approxi-mation'' remains central.

This paper describes the development, use, and analysis, of an educational tool inspired by the history of the optical mechanism of vision. We investigated 12‐year‐old students’ reasoning about vision. Most of them explain it as the result of something coming either from the object or from the eye. Moreover, some of them think that light penetrates the eye only when they are dazzled. Such ideas can be found in the ancient and medieval history of science. In particular, the Ancients disagreed about the direction of vision until Alhazen opened the way to a consensus, arguing in the 11th century that light could be a stimulus for the eye. Our tool, a short drama entitled “Dialogue on the Ways that Vision Operates”, refers to those historical elements, especially to the controversy over the direction of vision and Alhazen’s ideas about light. This text was integrated in a teaching–learning sequence and experimented with six pairs of students aged 12–13. The analysis of this teaching–learning sequence shows th...

L’observation des effets directement liés à la théorie de la relativité restreinte (TRR) sur des objets de la vie de tous les jours est impossible. En effet, de tels effets ne peuvent être attestés qu’en se déplaçant à des vitesses proches de celle de la lumière c. La réalité virtuelle (RV) permet de visualiser ces effets en utilisant des environnements à trois dimensions dans lesquels les valeurs de la vitesse de déplacement d’objets virtuels (ici, des palets de billard français) et d’observateurs (réels) immergés peuvent s’approcher à loisir de la vitesse de la lumière, ramenée au sein de la simulation à une valeur familière de 1 m/s. Dans cet article nous présentons les résultats d’une étude exploratoire se donnant pour objet l’évaluation de vidéos reproduisant certaines scènes produites pour l’environnement immersif. Cette étude a été conduite auprès de neuf étudiants de master enseignement physique-chimie amenés à enseigner la relativité restreinte. Les vidéos donnent à voir les observables que sont la non-simultanéité d’événements, la déformation des objets mis en scène, la modification de leur vitesse apparente. Les premiers résultats de cette étude permettent de saisir la manière dont ces observables mis en scène contribuent à la mobilisation d’explications de nature relativiste engageant, d’une part, la localisation spatio-temporelle des émissions lumineuses à partir des objets virtuels et celle de leur réception dans l’œil de l’observateur, d’autre part, la transformée de Lorentz. The observation of effects directly connected to special relativity on objects of the daily life is impossible. Indeed, such effects can be attested only by moving at speeds close to that of the light c. Virtual reality (RV) allows to visualize these effects through 3D immersive environments in which the values of the speed of virtual moving objects (here, pucks) and of immersed observers are close to the speed of light, returned within the simulation to a familiar value of 1 m/s. In this article results of an exploratory study are presented. This study aims at evaluating the use of videos reproducing certain stages produced for the immersive environment. The first results of this study, conducted with nine students prospective physics and chemistry teachers (brought to teach special relativity) allow to seize the way that the staged observables (non-simultaneity of events, distortion of the pucks, modification of their apparent speed) contribute to the mobilization of explanations of relativist nature involving on the one hand, the spatio-temporal location of light emissions from the virtual objects and that of their receptions into the eye of the observer, on the other hand, Lorentz transformation.

À la suite de profondes modifications dans les programmes de physique-chimie de lycée au cours de ces trois dernières années, l'UFR de physique de l'université Paris-Diderot a souhaité élaborer un projet de rénovation de ses modalités d'enseignements. À la faveur de ce projet, nous avons pu questionner 104 enseignants-chercheurs de cette UFR par l'intermédiaire de 23 entretiens exploratoires et de 81 questionnaires. Nous les avons sondés sur les changements possibles et souhaitables des modalités pédagogiques et d'organisation (en tenant compte des difficultés actuelles rencontrées par les étudiants). Cette étude nous a permis de dégager des éléments de leur identité professionnelle en tant qu'enseignants, identité que nous avons explorée selon différents axes : règles du métier, qualités et compétences nécessaires à son exercice, valeurs du métier, ainsi qu'un axe didactique spécifique à l'enseignement de la physique. L'analyse des données recueillies nous permet de dégager de grandes tendances parmi les conceptions de l'enseignement des enseignants-chercheurs interrogés, comme le fait qu'un bon enseignant est avant tout un bon physicien, ou que l'enseignement doit favoriser l'interaction avec les étudiants. Elle nous permet également de mettre en lumière des tensions entre ce que les enseignants chercheurs interrogés souhaiteraient faire dans leur enseignement et ce qu'ils déclarent faire en pratique ou pensent réalisable. As a result of the deep modifications of the French physics and chemistry curricula in upper secondary school during these last three years, the physics department of the Université Paris Diderot (France) has developed a renovation project concerning its methods of teachings. As science education researchers we took part in this project questioning 104 university academics of this department through 23 exploratory interviews and 81 questionnaires. They have been asked about the possible and desirable changes concerning pedagogical methods and organization (with respect to current difficulties met by the students). This study has enabled us to pinpoint elements of their professional identity as teachers. This identity has been explored according to various directions:rules which govern their profession, qualities and skills for the practice, values of the profession, as well as a didactic dimension, dealing specifically with physics’ teaching. The analysis of the collected data allows us to identify major trends among university academics’ conceptions about teaching, such as: a good teacher is above all a good physicist, or, teaching has to favor interactions with students. It also allows us to bring to light tensions between what university academics would like to do in their teaching and what they declare to do in practice or think feasible.

National audience

Eine Unterrichtsstd Itze fiir die Erklarung des Mechanismus des Sehens durch Elemente aus der Geschichte der Wissenschaften Dieser Artikel stellt die Ausarbeitung und die Analyse einer Unterrichtsstütze dar, die für die Erklärung des optischen Mechanismus des Sehens aus einer historischen Kontroverse entwickelt wurde. Die Aufmerksamkeit, die vor Beginn des Optikunterrichts den Gedankengängen von zwölf-bzw. dreizehn-jährigen Schülern geschenkt wurde, zeigt, dass für diese Schüler Licht in ihre Augen nur dann eindringen kann, wenn sie geblendet werden. Im allgemei-nen erklàren sie das Sehvermögen entweder in einer Richtung Auge-Gegenstand oder in einer Richtung Gegenstand-Auge. Die Geschichte der Antike und des Mittelalters weist àhnliche Vorstellungen auf : wie die Schüler sind die Wissenschaftler gegensàtzlicher Meinung über die Richtung des Sehens. Schon im 11. Jahrhundert bahnte Alhazen den Weg für einen Konsens und führte Argumente an, die es ermöglichten, das Licht als Stimulus für das Auge zu betrachten. Die hier vorgeschlagene Unterrichtsstütze bezieht sich auf die historische Entwicklung : sie integriert die Kontroverse über die Richtung des Sehens und die Lösung von Alhazen. Diese Ideen bilden die Grundlage eines Textes (eines Dialogs), der vor Beginn des Unterrichts zwölf-bzw. dreizehnjährigen Schülern vorgelegt wurde. Die Untersuchung der mit diesen Schülern geführten Gespräche zeigt, dass der Lernprozess durch die Identifikation der Schüler mit den in Szene gesetzten Wissenschaftlern begünstigt wird und weist auf eine mögliche Bewusstwerdung ihres kognitiven Akts hin, der seinerseits Nutzen aus der istorischen Herangehensweise zieht., A teaching tool for an optical explanation of vision inspired by some elements of the history of optics This paper deals with the development and analysis of a teaching sequence inspired by the age-old controversy surrounding eyesight and its associated mechanism. Prior to being taught about visual optics, the group of 12-1 3 year olds involved in the study believed that light could only penetrate the eye due to saturation. Furthermore, they felt that human eyesight could be best explained by the emission of something from either the object itself or from the eye. History would have it that in Ancient and Medieval times scholars held similar scientific beliefs surrounding the “direction of vision” (i. e. which, of the eye or the object seen, was the emitter). In the 11th century Alhazen opened the way to consensus by arguing that sight might well be a result of the eye being stimulated by light. The teaching sequence developed here makes reference to these historical events by assimilating both the “direction-of-vision” controversy as well as Alhazen’s theory on eyesight. The ideas were integrated into a dialogue which ivas tested on twelve 12-13 year olds. Analysis of the pupil input shows that they are more implicated in the learning process when they identify with the actors on stage playing the roles of scholars., Cet article présente l’élaboration et l’analyse d’un support d’enseignement du mécanisme optique de la vision inspiré d’une controverse historique. L’attention portée aux raisonnements d’élèves de 12-13 ans, avant enseignement d’optique, montre que ceux-ci n’associent l’entrée de la lumière dans l’œil qu’à l’éblouissement. D’une façon générale, ils expliquent la vision soit dans un sens œil-objet, soit dans un sens objet-œil. L’histoire antique et médiévale est témoin d’idées analogues : comme les élèves, les savants s’opposent sur le sens de la vue. Dès le XIe siècle, Alhazen ouvre la voie à un consensus et fournit des arguments permettant de considérer la lumière comme un stimulus de la vue. Le moyen d’enseignement proposé ici est construit en référence au cheminement historique : il intègre la controverse du sens de la vue et la solution d'Alhazen. Ces idées constituent la trame d’un texte (un dialogue) présenté à des élèves de 12-13 ans avant enseignement. Uanalyse d’entretiens, menés avec ces élèves, montre que le processus d’apprentissage est favorisé par l’identification des élèves aux savants mis en scène, et indique une prise de conscience de leur acte cognitif qui profite de l’approche historique., Un soporte educativo para la explicación del mecanismo de la visión inspirado de la historia de las ciencias Este artículo presenta la elaboración y el anâlisis de un soporte educativo para la explicaciôn del mecanismo óptico de la visión, soporte inspirado de una controversia histôrica. Los razonamientos observados en alumnos de 12 a 13 años antes de abordar el tema de la óptica, muestran que éstos sólo asocian la entrada de la luz en el ojo al deslumbramiento. De manera general, explican la visión, sea en un sentido ojo-objeto, sea en un sentido objeto-ojo. La historia antigua y medieval fue testigo de ideas análogas : como los alumnos, los sabios se opusieron sobre la dirección de la vista. Ya en el siglo XI, Alhacén abrió el camino a un consenso y proporcionó argumentas que permitieron considerar la luz como un “stimulus” de la vista. El apoyo educativo propuesto aquí se construye en referenda a la progresión histórica. Estas ideas constituyen la trama de un texto (un diálogo) presentado a alumnos de 12 a 13 años antes de la explicación. El análisis de las conversaciones llevadas a cabo con dichos alumnos, muestra que el proceso de aprendizaje se encuentra favorizado porta identificación de los alumnos con los sabios puestos en escena e indica una toma de conciencia de su acta cognitivo que se beneficia de la perspectiva histórica., Hosson Cécile de, Kaminski Wanda. Un support d'enseignement du mécanisme de la vision inspiré de l'histoire des sciences / A teaching tool for an optical explanation of vision inspired by some elements of the history of optics. In: Didaskalia, n°28, 2006. pp. 101-124.

This research documents the aims and the impact of a teaching experiment on how the absorption of light depends on the thickness of the absorbing medium. This teaching experiment is more specifically characterized as bringing to bear a ‘concept-driven interactive pathway'. It is designed to make students analyse the absorption of light by a medium as a selective multiplication (i.e. one depending on the wavelength) of the intensity by a factor smaller than one. Six teaching interviews conducted with fourth-year university students were recorded, transcribed and coded. Their analysis led us to evaluate the importance of the main obstacle expected, that is, of restricting the interpretation of absorption/transmission phenomena to the idea of ‘less light', or, equivalently, of seeing a multiplication by a factor smaller than one as just a subtraction. The students’ comments at the end of the interview introduce a discussion about the links between their intellectual satisfaction, critical attitude and compre...

International audience; A great amount of research has been carried out worldwide to promote history of science as a powerful science teaching tool. Because the ways of choosing and using historical elements depend on teachers' or researchers' educational purpose, any attempt to support a single model-to-use seems difficult and probably irrelevant. However, specific purposes may reflect specific and prescriptive terms for using historical materials. Our work aims to show up this aspect. It is an attempt to make elements of the history of astronomy involved in the elaboration of a training session for future primary school teachers. Here, ancients' Greek and Chinese historical elements are chosen and organized according to specific educational and conceptual constraints that include the construction of the quasi-parallelism of solar rays reaching Earths' surface, and the spontaneous modeling of the propagation of Sunlight leaning on divergent rays. This leads to an original teaching sequence were historical elements are mixed with non historical ones. This organization forms the support of a pre-service training session developed for future primary school teachers. This session aims to provide future teachers with elementary cos-mological knowledge (parallelism of Sunrays, shape and size of the Earth, Sun-Earth distance…), to provide some reference marks of history of ancient cosmologies (spherical and flat Earth) resulting from two distinct contexts, and to approach some aspects associated with Nature of Science (NOS).

International audience; Special Relativity, as introduced by Einstein, is regarded as one of the most important revolutions in the history of physics. Nevertheless, the observation of direct outcomes of this theory on mundane objects is impossible because they can only be witnessed when travelling at relative speeds approaching the speed of light c. These effects are so counterintuitive and contradicting with our daily understanding of space and time that physics students find it hard to learn special relativity beyond mathematical equations and to understand the deep implications of the theory. Although we cannot travel at the speed of light, Virtual Reality (VR) makes it possible to experiment the effects of relativity in a 3D immersive environment (a CAVE: Cave Automatic Virtual Environment). The use of the immersive environment is underpinned by the development of dedicated learning scenarios created through a dialectic between VR-related computational constraints and cognitive constraints that include students' difficulties.

International audience; Special Relativity, as introduced by Einstein, is regarded as one of the most important revolutions in the history of physics. Nevertheless, the observation of direct outcomes of this theory on mundane objects is impossible because they can only be witnessed when travelling at relative speeds approaching the speed of light c. These effects are so counterintuitive and contradicting with our daily understanding of space and time that physics students find it hard to learn special relativity beyond mathematical equations and to understand the deep implications of the theory. Although we cannot travel at the speed of light, Virtual Reality (VR) makes it possible to experiment the effects of relativity in a 3D immersive environment (a CAVE: Cave Automatic Virtual Environment). The use of the immersive environment is underpinned by the development of dedicated learning scenarios created through a dialectic between VR-related computational constraints and cognitive constraints that include students’ difficulties.

Introduction L’interet des didacticiens pour l’histoire des sciences s’est manifeste, en France, avec l’emergence des premieres etudes empiriques consacrees a l’identification d’idees et de formes recurrentes de raisonnements, mises en œuvre par des eleves et des etudiants confrontes a une question scientifique donnee. Les resultats de ces etudes ont alors revele des similitudes troublantes entre quelques-uns des raisonnements ainsi identifies et certaines idees historiques. Ce fut le cas not...

Para el sentido común resulta difícil concebir que, al soltar un objeto desde la cima del mástil de una nave que avanza a velocidad constante, éste cae al pie del mástil porque conserva su movimiento horizontal. Esta dificultad nos evoca aquélla que acechó a los sabios de la ciencia pre-clásica, y que Galileo puso en escena en su Diálogo sobre los dos máximos sistemas del mundo. De allí nace una trayectoria de aprendizaje en la cual se seleccionan y se reorganizan los elementos del Diálogo según su pertinencia didáctica. La eficacia de la trayectoria, evaluada en el marco de la ingeniería didáctica, se debe en parte a la identificación de los alumnos con los personajes que Galileo pone en escena.

En 1647, Blaise Pascal suggère d’élever le dispositif barométrique de Torricelli au sommet du puy de Dôme afin d’éprouver l’hypothèse de la «pesanteur de la masse de l’air» , forme primitive de ce qui deviendra la pression atmosphérique. Cette expérience, réalisée en 1648, s’inscrit sur fond de polémique autour de l’existence du vide et va faire l’objet d’interprétations variées. Ainsi, l’hypothèse de la pesanteur de la masse de l’air comme cause des variations observées au cours de l’ascension du puy de Dôme est loin de faire l’unanimité parmi les savants du XVIIe siècle. Nous retrouvons une difficulté analogue chez des étudiants ayant pourtant reçu un enseignement de statique des fluides. L’enquête que nous présentons dans cet article montre que ces derniers peinent à considérer le dispositif torricellien comme un dispositif en interaction avec l’air atmosphérique., Hosson Cécile de, Caillarec Bénédicte. L’expérience de Blaise Pascal au puy de Dôme : analyse des difficultés des étudiants de premier cycle universitaire et confrontation historique . In: Didaskalia, n°34, 2009. pp. 105-130.

International audience; In 1647, Blaise Pascal suggests to raise Torricelli's mercury barometer at the top of the Puy de Dome Mountain (France) in order to test the "weight of air" assumption which can be considered as the primitive form of the air pressure concept. This experiment, conducted in 1648, takes place in the backdrop of the controversy surrounding the existence of vacuum and is variously interpreted. Thus, the "weight of air" assumption as a cause of the variations observed during the ascent of the Puy de Dome is not unanimously approved among the scholars of the seventeenth century. We find a similar difficulty among students interviewed after instruction: they struggle in considering Torricelli's device as a measuring instrument associated with the changes of the air pressure.

Untersuchung als Vorgehensweise am Collège : was steht auf dem Spiel ? In diesem Artikel versuchen wir, einige didaktischen Schwerpunkte eines Lernobjektes zu charakterisieren, das neulich in den Lehrplan der Wissenschaften am Collège in Frankreich eingeführt wurde, nämlich die Untersuchung als Vorgehensweise. Zweitens, durch die Analyse von Arbeitsblättern, die au f Websites der verschiedenen Académien vorgestellt werden, und mit Hilfe von Gesprächen mit Lehrern, beobachten wir, wie die Lehrerschaft zu diesem Lernobjekt gegriffen hat : Welche Aspekte locken ihre Aufmerksamkeit ? Wie werden sie in die Tat umgesetzt ? Es handeltsich also darum, die ersten Etappen des didaktischen Umsetzungsprozesses zu beobachten, die das Inkrafttreten dieses neuen Lernobjektes begleiten, um den daraus resultierenden Gewinn zu analysieren und einen eventuellen Fortbildungsbedarf einzuschätzen., Investigation approach in middle school : what are the stakes ? In this article, we try to characterize some didactical stakes of investigation approach, a teaching object that has just been introduced in the middle school science curriculum in France. Then we analyse cards introduced on the sites of different school districts and interviewed some teachers in order to study how the teachers appropriated this new teaching object : what holds their attention, how they have brought them in class. The goal is to study the first steps of the process of didactical transposition that comes when this new teaching object is set up and then analyse what it brings to the teachers and what training programs they might be needing., Dans cet article, nous cherchons à caractériser quelques enjeux didactiques d’un objet d’enseignement récemment apparu dans les programmes de sciences des collèges français, la démarche d’investigation. Puis, en analysant des fiches présentées sur les sites de différentes académies, et à l’aide d’entretiens auprès d’enseignants, nous étudions la manière dont les enseignants se sont saisis de ce nouvel objet d’enseignement : quels aspects retiennent leur attention ? Comment les mettent-ils en œuvre ? Il s’agit donc d’étudier les première étapes du processus de transposition didactique accompagnant la mise en place de ce nouvel objet d’enseignement, afin d’en analyser les apports et de cerner d’éventuels besoins en formation., Gestion de investigacion en la eso : Lo que està en juego En este artículo, intentamos caracterizar algunas apuestas didácticas de un objeto de enseñanza aparecido recientemente en los programas de ciencias de la Enseñanza Secundaria Obligatoria en Francia : la gestion de investigación. A continuación, analizando las fichas presentadas en el sitio web de diferentes distritos universitarios y con ayuda de entrevistas de docentes, estudiamos la manera con la cual los docentes se han apoderado de este nuevo objeto de ensehanza ¿Qué aspectos les llaman la atención ? ¿Cómo los ponen en práctica ? Se trata pues de estudiar las primeras etapas del proceso de transposición didáctica que acompaha la instaiación de un nuevo objeto de ensehanza para analizar sus aportaciones y calibrar las eventuales necesidades de formación., Mathé Stéphanie, Méheut Martine, Hosson Cécile de. Démarche d'investigation au collège : quels enjeux ? / Investigation approach in middle school : what are the stakes?. In: Didaskalia, n°32, 2008. pp. 41-76.

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