Dans les paragraphes précédents, nous nous sommes appuyée sur l’étude épistémologique du chapitre A.1 et sur le programme de 1992 pour dégager des outils d’analyse de l’enseigne-ment de l’Energie. Nous nous intéressons maintenant à l’ouvrage de COAST-MAFPEN que nous avons cité à plusieurs reprises pour préciser certaines caractéristiques du programme : innovation légitimée par la Physique contemporaine, programme organisé autour du Principe de conservation.
Cet ouvrage destiné aux enseignants est publié en 1998, sous le titre « Introduction à l’énergie. Contenus de l’enseignement et compléments didactiques ». Il se présente comme un document d’accompagnement du programme de 1992, dans une collection du Centre Régional de Documentation Pédagogique intitulée « Appliquer le programme ». Il est donc a priori dans la « ligne » du programme. Le décalage dans le temps correspond à la mise en œuvre d’une recherche expérimentale sur l’enseignement. En effet, ce document est le produit d’un travail d’équipe entre des chercheurs du laboratoire COAST de Lyon, un inspecteur pédagogique régional et des enseignants de la région lyonnaise. Il est le résultat de deux événements :
« Le premier événement est la réforme des programmes. Les nouveaux programmes [de 1992] de première S introduisent l’énergie d’un point de vue très différent des précédents. Le second événement est l’existence de travaux de recherche de didactique sur l’enseignement et l’apprentissage de l’énergie. Dans ces travaux, l’introduction de l’énergie est très proche de celle proposée dans les nouveaux programmes. » (COAST-MAFPEN, p.7).
Il s’agit finalement d’un produit pour lequel des chercheurs se sont placés en position de noosphériens.
Le modèle de l’Energie qui est présenté dans cet ouvrage est solidement argumenté à la fois
présentation de ce modèle permet une présentation claire de l’Approche Universelle de l’Energie et l’application de ce modèle fait apparaître l’Approche Particulière. D’où notre attention toute particulière à cet ouvrage comme exemple d’approche de l’Energie pour l’enseignement.
Le titre de ce document « Introduction à l’énergie » montre explicitement que l’Energie est l’objet principal et que ce thème est indépendant des autres domaines (premier critère de l’AU). Le manuel comporte deux parties centrées sur l’enseignement de l’Energie correspondant au programme de 1ère S de 1992 :
La partie A présente un contenu de savoir et décrit des séquences d’enseignement commentées, conçues et expérimentées en classe par l’équipe. Les activités proposées sont prévues pour être utilisées dans les classes, et comprennent des fiches de Travaux Pratiques, des exercices, des évaluations, des propositions de cours (exposé des connaissances).
« La partie B présente les raisons des choix faits pour le cours et analyse certains résultats
obtenus dans les classes. [Elle] développe des points de vue pris habituellement en compte par la didactique : la Physique elle-même, son histoire et ses méthodes, l’élève et sa façon d’apprendre et enfin le professeur […] » (p.7).
Ce qui nous intéresse ici est la partie A pour laquelle nous étudions comment l’Energie est introduite dans l’enseignement. Cette partie possède cinq chapitres dont les trois premiers sur l’enseignement de l’Energie en Physique en 1ère S ; le quatrième en Chimie ; le cinquième chapitre fait le lien entre les programmes de 1ère S et de Terminale S.
Dans le premier chapitre, l’Energie est introduite par son Principe de conservation indépendamment des domaines phénoménologiques, ce qui correspond au critère d’indépendance de l’AU. Un « modèle énergétique » général, indépendant des domaines phénoménologiques, est présenté comme un guide pour aider les élèves à aborder l’Energie dans différents systèmes physiques (transversalité). Ce modèle présente une image complexe de l’Energie. Les domaines phénoménologiques n’apparaissent que dans les exercices et les travaux pratiques qui utilisent ce modèle dans des situations physiques précises. Par contre, les deux chapitres suivants sont consacrés chacun à un domaine phénoménologique précis de la Physique, l’un à la Mécanique, l’autre à l’Electricité. Le premier chapitre définit plusieurs éléments pour caractériser l’Energie (p.19) ; le modèle s’appuie sur des propriétés de l’Energie, un principe et un outil qui correspondent à ce que nous appelions Objets énergétiques :
- Stockage : « le réservoir stocke l’énergie »
- Transformation : « le transformateur transforme l’énergie »
- Transfert (avec trois modes de transfert : travail, chaleur, rayonnement) : « Entre un réservoir et un transformateur, ou entre deux réservoirs, ou entre deux transformateurs, il y a transfert d’énergie. Les différents modes de transfert de l’énergie d’un système à un autre système sont… »
- Principe fondamental de conservation : « L’énergie se conserve quels que soient les transformations qu’elle subit, ses transferts et ses formes de stockage. »
- La Chaîne énergétique est un outil qualitatif qui se dessine avec des symboles caractérisant certaines propriétés (réservoir, transformateur, transfert, modes de transfert) et que l’on fait fonctionner en suivant des règles : « une chaîne énergétique
complète commence et se termine par un réservoir ; le réservoir initial est différent du réservoir final »
En outre, il faut ajouter à ces éléments d’autres concepts énergétiques et un autre outil qui viennent compléter le modèle dans un second temps :
- Puissance et Rendement.
- Bilan énergétique. Cet outil vient compléter la présentation schématique de la Chaîne énergétique, permettant une analyse quantitative complète d’une situation physique du point de vue de la Conservation de l’énergie.
Dans les chapitres suivants du document, ces objets sont systématiquement utilisés pour étudier l’Energie dans différents domaines (mécanique, électricité, chimique). Ceci correspond à l’étude proposée dans la partie du programme « Bilan énergétique » où sont étudiés différents systèmes. L’Energie apparaît alors avec l’Approche Particulière, mais en utilisant les outils développés précédemment par une Approche Universelle (critère de
transversalité).
Finalement, ce document qui vise à aider les enseignants, six ans après une première mise en œuvre certainement difficile du programme de 1992, s’attache bien à respecter la forme et le contenu de l’enseignement de l’Energie demandé par ce programme et à rendre raison de choix nouveaux. Pour nous, il est représentatif de la mise en oeuvre et de l’articulation possibles des deux approches l’AU et l’AP. De plus, avec l’introduction du « modèle énergétique », l’utilisation de schémas pour décrire la Chaîne énergétique et le Bilan énergétique, et l’idée de stockage de l’Energie, le document de COAST-MAFPEN nous paraissent bien représentatif de la part de création didactique qui découle l’introduction de l’Energie comme thème dans ce programme.
CHAPITRE B.3
Vie de l’Energie - Méthodologie de l’analyse écologique et
résultats intermédiaires
Ce chapitre B.3 ouvre des études sur la vie de l’Energie dans différentes institutions. Il s’agit maintenant de conduire un deuxième niveau d’analyse écologique, pour rendre compte des formes de vie de l’Energie dans ces habitats que nous avons décrits au chapitre B.1.
Au chapitre B.1, pour repérer les habitats de l’Energie et la place occupée, nous nous sommes contentée d’indicateurs superficiels avec les termes E. Pour décrire comment vit l’Energie, nous allons maintenant considérer ces objets caractéristiques du thème, et qui contribuent à le constituer, que nous avons appelés « objets énergétiques » au chapitre B.2.
Dans ce chapitre, pour différentes institutions représentées par des manuels, nous allons préciser quels objets énergétiques O(e) y sont présents, quelles relations ils entretiennent entre eux ou avec d’autres objets ; nous allons distinguer ces objets énergétiques de manière qualitative par les raisonnements (énergétiques R(e) ou non énergétiques) dans lesquels ils sont pris. Autrement dit, en termes de la théorie écologique, nous passons à l’analyse des niches de l’Energie et de ses objets.
La perspective d’une étude comparative nous amène à établir deux étapes :
La première est une analyse brute qui décrit systématiquement la vie des objets énergétiques dans les différents manuels. C’est l’objet de ce chapitre B.3.
La deuxième est celle des comparaisons entre les différentes institutions. Elle sera présentée dans les chapitres suivants (B.4 et partie C)
Ce présent chapitre comporte trois parties. D’abord, le choix des manuels pour l’analyse. Puis, la méthodologie. Enfin, une présentation de résultats de l’analyse brute sous forme de schémas.