L’enseignement de l’intégrale en classe terminale de l’enseignement tunisien.

Etude épistémologique et historique des notions d'aire et d'intégrale, analyse dans le contexte tunisien et ingénierie didactique.
English Title : Teaching the integral in the final class of the Tunisian educational system.

Auteur : Haddad Sassi

Résumé

La thèse part d’un constat empirique sur les difficultés éprouvées par des élèves tunisiens en classe terminale et des étudiants en première année d’université en rapport avec la notion d’intégrale. Elle vise à étudier ces difficultés, à proposer un enseignement différent en terminale et à le valider par une ingénierie didactique. La première partie est une étude épistémologique et historique des articulations entre les notions d’aire, d’intégrale et de primitive. A partir de ces repères épistémologiques, et pour affiner le constat des difficultés soulignées dans l’introduction, la seconde partie questionne le programme et le manuel officiel. Les objectifs généraux du programme accordent une place importante à la démarche expérimentale mais ceci est en contradiction avec les objectifs spécifiques à l’intégrale, que la thèse analyse comme privilégiant l’aspect calculatoire de l’intégrale. Cependant il semble qu’une approche problématisant la notion d’intégrale en partant d’une définition provisoire de la notion d’aire reste compatible avec le programme et conforme aux objectifs généraux. Ce n’est pas la démarche choisie par le manuel officiel qui ne rend pas suffisamment compte des liens entre aire, intégrale et primitive et sous-utilise les registres graphique et géométrique. L’analyse de la thèse est que le manuel vise surtout à faire acquérir des habitudes d’action en rapport avec le calcul de primitives. De façon à préparer l’ingénierie, la seconde partie mène aussi trois enquêtes. L’une porte sur les connaissances d’élèves de terminale sur la notion d’aire avant qu’ils n’abordent la notion d’intégrale. La seconde interroge des d’enseignants de la même classe sur leurs approches pour enseigner la notion d’intégrale. La troisième menée auprès d’étudiants en première année d’université renseigne sur les connaissances que gardent les nouveaux bacheliers des notions d’aire, d’intégrale et de primitive.L’ingénierie analysée dans la troisième partie s’articule autour de trois questions : Comment calculer l’aire d’une surface polygonale ? Comment calculer l’aire d’une surface non polygonale ? Comment calculer l’intégrale d’une fonction continue ? Les trois situations proposées se centrent chacune autour d’une des questions en les articulant. L’analyse a priori se base sur une étude de la structuration du milieu dans les tâches proposées et sur les opérations sémiotiques en jeu. L’analyse a posteriori étudie les contenus travaillés, ainsi que la logistique didactique déployée, notamment la répartition des rôles entre enseignants et élèves analysée en termes de contrats à différents niveaux et les incidents critiques. Elle permet notamment d’apprécier le potentiel adidactique de chacune des situations et le fait qu’elles sont adaptées à la majorité des élèves. L’ingénierie constitue ainsi un projet alternatif à celui que propose le manuel, et valide la possibilité de mettre en œuvre un enseignement rendant compte des liens entre aire, intégrale et primitive, et s’appuyant sur les registres graphique et géométrique pour complémenter les registres analytiques et formels. Les cadres théoriques principaux sont la théorie des situations avec les notions de milieux, de contrats et d’ingénierie didactique, et les registres sémiotiques. L’approche anthropologique est mobilisée pour l’étude des contenus et certains concepts liés à la double approche trouvent leur utilité dans l’analyse a posteriori de l’activité de la classe.

Abstract

Thesis come from a empirical examination of the difficulties experienced by tunisian students in the final class of secondary education and students in the first year of university in relation to the notion of integral. It aims to address these challenges, to provide a different teaching and validating by a didactical engineering. The first part is an epistemological study of the links between area, integral and primitive. From these epistemological references the second part examines the program and the official manual. In order to prepare the engineering, the second part is also conducting three surveys. One is the knowledge of students about the concept of area. The second question teachers of the same class on their approaches to teaching full. The third conducted with students in their first year of college information on the knowledge that keep new graduates concepts of area, integral and primitive. Engineering analyzed in the third part focuses on three questions: How to calculate the area of a polygonal surface How to calculate the area of a not polygonal surface? How to calculate the integral of a continuous function? All three situations presented are centered around each of the questions in articulating. The a priori analysis is based on a study of the structure of the environment and the operations involved semiotic analysis retrospectively studied the contents worked, and logistics educational deployed analyzed in terms of contracts at different levels and critical incidents. It allows to assess the learning potential of engineering and that it is suitable for the majority of students. Engineering is thus an alternative plan to that proposed manual and validates the ability to implement education reporting relationships between area, integral and primitive, and based on the graphic and geometric registries to complement the records analytical and formal.

Notes

Une version texte intégral est en téléchargement sur le site https://hal.science/tel-01087840

Données de publication

Éditeur IREM de Paris, Université Denis Diderot, Université de Tunis Paris , 2012 Collection Thèses Format A4, 473 p. Index Bibliogr. p. 387-390

Public visé enseignant, formateur Niveau lycée, terminale Âge 17

Type thèse Didactique des mathématiques, Paris, 2012 Langue français Support papier

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