En France et à l’international, dès l’école élémentaire, la résolution de problèmes et la pratique d’activités de modélisation sont au cœur des apprentissages des élèves en mathématiques et en physique-chimie. Cependant, appréhender la modélisation en tant que telle et la prendre en compte comme enjeu d’enseignement reste difficile pour les enseignants et nécessite donc une formation spécifique. En mathématiques, le dispositif Lesson Studies adaptées (LSa) pour la formation continue peut permettre une meilleure appropriation de cette démarche par les enseignants. En physique-chimie, dans le cadre d’un groupe IREMS rassemblant des chercheuses en didactique et des enseignants du secondaire, une « boucle de LS » a été mise en œuvre en 2023-2024. Dans cet article, les auteurs définissent la notion de modélisation en physique-chimie, puis proposent une analyse didactique du germe de situation travaillé par le collectif lors de cette boucle, qui met en jeu le concept de masse volumique. L’analyse des échanges entre les enseignants du collectif lors du début de la formation est ensuite présentée. Elle montre que l’activité de modélisation est à l’œuvre de façon implicite uniquement. Ces constats permettent d’ouvrir des perspectives à un travail de recherche plus large et pluridisciplinaire (regards croisés entre mathématiques et physique-chimie). En particulier, certaines difficultés liées à l’identification des enjeux de la modélisation semblent communes aux enseignants de mathématiques et aux enseignants de physique-chimie.

Structure de l'article
Introduction et contexte
1. Qu’est-ce que la modélisation en physique-chimie ?
1.1 De la réalité immédiate à la réalité construite
1.2 Le modèle et ses fonctions
1.3 La modélisation, activité centrale en physique-chimie
2. Analyse didactique de la situation proposée
2.1 Présentation du germe de situation et de ses potentialités
2.2 Potentialités du germe en termes d’activité de modélisation
2.3 La masse volumique : analyse épistémologique, institutionnelle et didactique
2.4 Potentialités du germe en termes de méthodes de résolution
3. Méthode de recueil et d’analyse des données
3.1 Données recueillies
3.2 Méthode d’analyse des données et hypothèses
4. Résultats
5. Conclusion sur la formation proposée en physique-chimie
5.1 À propos de la modélisation
5.2 Le dispositif LSa : un levier pour le développement professionnel
6. Vers un regard croisé avec les mathématiques
6.1 Premier constat : difficulté commune à accompagner les élèves à dépasser le contexte concret
6.2 Deuxième constat : difficulté commune liée à l’identification des enjeux de modélisation
6.3 Perspectives
Références bibliographiques