Développement de la pensée fonctionnelle dans un contexte de Sciences Technologies et Mathématiques au primaire

Plusieurs recherches soulignent que l’apprentissage des notions fonctionnelles demeurent difficiles pour les élèves. En nous inspirant du contexte historique qui a vu émerger les relations fonctionnelles dans les domaines des sciences, cette recherche étudie l’intérêt d’aborder les premières notions fonctionnelles dans un contexte interdisciplinaire dans deux classes de 4^e année du primaire.

L’étude consiste à expérimenter des séquences d’enseignement portant sur le mouvement du pendule en utilisant, dans un premier temps, des outils de laboratoire, et dans un deuxième temps, un logiciel de simulation. Les expérimentations visent à mettre en évidence et à modéliser les liens d’interdépendance entre les variables intervenant dans le mouvement du pendule.

Dans la séquence du laboratoire, l’enseignante propose des activités consistant à fabriquer un pendule, tester l’effet de la variation des grandeurs de ses composantes sur son fonctionnement, et interpréter les tableaux de valeurs et les représentations graphiques modélisant le phénomène. La séquence de la simulation reprend les deux dernières activités en utilisant la plateforme PhET.

L’analyse préliminaire des données montre que les deux expérimentations favorisent la compréhension de la notion d’interdépendance entre les variables. La simulation ajoute à cela une meilleure motivation chez l’élève, une compréhension plus approfondie des phénomènes étudiés et favorise la compréhension du concept d’extrapolation.