Une étude sur les modes de raisonnement des étudiants en physique actuelle. Formation et développement du contenu conceptuel: du sensoriel au catégoriel et des particules aux phénomènes

La thèse analyse les modes de raisonnement et de perception sur un certain nombre de concepts-clés (énergie, matière, atome, lumière…) de la science moderne chez les étudiants, futurs enseignants des disciplines scientifiques. Quelle est la représentation scientifique du monde qu’expriment ces futurs enseignants, à partir des connaissances qu’ils ont acquises ? Ces connaissances sont-elles effectivement propres à construire une vision du monde réel pour eux-mêmes et pour leurs élèves ? On s’intéresse en particulier à la relation entre le monde macroscopique et le monde microscopique, le monde connu et le monde inconnu et aux passages éventuels du sensoriel au catégoriel. L’étude auprès des élèves - professeurs a été conduite en France et en Turquie, elle est complétée par une étude auprès d’élèves de lycée et d’étudiants de 1er cycle universitaire ; elle se compose d’une enquête de terrain par questionnaires et d’entretiens d’approfondissement. Les résultats montrent que les modes de raisonnement et de perception employés par les étudiants/élèves autour des concepts des sciences actuelles ne sont pas compatibles avec les types de pensée développés au cours de la construction des savoirs scientifiques. Cette incompatibilité produit des difficultés pour l’acquisition et la construction des savoirs scientifiques. L’articulation entre les systèmes de pensée et de perception, et l’existence de raisonnements probabiliste et conditionnel soutenus par des expériences nous rapprocherait de la vraie logique de la construction des savoirs scientifiques. Ce “bricolage” entre les deux systèmes permettrait de réduire des distances éventuelles entre les deux modes de raisonnement et de connaissances (scientifique et non-scientifique) qui coexistent dans la structure intellectuelle des individus. The thesis analyzes students’ and future science teachers’ modes of reasoning and perception of some key concepts in modern science (energy, matter, atoms, light...) What scientific representation of the world from acquired knowledge do future teachers have to offer?. Is this knowledge useful for building a vision of the real world for themselves and for their pupils? To examine the following questions, the relationship between the macroscopic world and the microscopic one, the known and the unknown one, and the possible passage from sensory to conceptual representations in particular, a sample of students-teachers in France and Turkey has been surveyed. The results of additional questionnaires and interviews of secondary school pupils and first-year university students have been included.. The results show that the modes of reasoning and perception used by the students/teachers about the concepts of modern science were not compatible with the types of thought developed during the construction of the scientific knowledge. This incompatibility impeded or prevented the acquisition and construction of scientific knowledge. The articulation between different systems of thought and perception, and the existence of probabilility and conditional reasoning inherent in experimentation may help us to understand scientific reasoning. This makeshift assembly of both systems may help to bridge the gap between the two modes of reasoning and knowledge (scientific et non-scientific) which coexist in the intellectual structure of individuals