L'étude didactique porte sur l'enseignement secondaire vietnamien des statistiques dans ses liens potentiels avec les concepts de probabilité. Elle part de deux constats, le premier de nature épistémologique et le second de nature didactique :<br />- il existe un corpus des savoirs en statistique inférentielle qui caractérise mathématiquement les liens entre statistiques et probabilités <br />- les deux systèmes d'enseignement, vietnamien et français diffèrent profondément puisque statistiques et probabilités sont enseignées séparément au Vietnam et ces savoirs sont absents des programmes alors qu'en France plusieurs réformes récentes ont inscrit dans les programmes certains de ces savoirs au travers de notions comme la fluctuation d'échantillonnage ou l'adéquation d'une distribution statistique à une loi probabiliste. <br />L'articulation d'une analyse épistémologique et d'une analyse institutionnelle développe la problématique de l'étude dans deux questions successives : quel effet a la coupure constatée entre statistiques et probabilités sur le rapport institutionnel à des « objets-candidats pour les liens statistiques-probabilités » au Vietnam aussi bien du côté enseignant que du côté élève ? Est-il possible de faire vivre dans les conditions actuelles de l'enseignement vietnamien quelques uns de ces objets-candidats ? Chacune des questions est travaillée via un dispositif expérimental : la première à travers un questionnaire aux élèves et aux enseignants vietnamiens et la seconde dans une ingénierie didactique réalisée dans une classe de lycée vietnamien.

Le champ des équations différentielles joue un rôle éminent pour les mathématiques et pour d'autres disciplines. Historiquement, il a d'abord été dominé par la résolution algébrique, deux autres approches ont cependant surgi par la suite : qualitative et numérique. Néanmoins l'analyse de l'enseignement montre que celui-ci est dominé par l'approche algébrique. Le contenu tel qu'il est, reflète médiocrement l'importance de cet objet de savoir. En outre, plusieurs recherches ont décelé une faiblesse de motivation chez les étudiants. De ce fait depuis une vingtaine d'années un certain nombre de travaux essayant d'intégrer d'autres approches au niveau universitaire ont émergé. Encouragé en particulier par les programmes secondaires français, nous nous interrogeons dans cette thèse sur la viabilité de l'approche qualitative en classe de Terminale S. Pour ce faire nous avons élaboré une ingénierie didactique, tout en recourant à la notion de registre sémiotique et à celle de conception suivant le modèle ck¢ (Balacheff). L'étude est composée de quatre parties : dans la partie A, après une étude historique, nous présentons les trois approches et explicitons les raisons pour lesquelles nous favorisons l'approche qualitative. Nous rappelons ensuite les contraintes qui s'opposent à son intégration afin de remédier à certaines d'entre elles grâce à nos choix des outils didactiques. Dans la partie B, nous analysons des programmes et manuels, afin d'explorer des connaissances des élèves pour les mettre à profit dans notre ingénierie. La partie C est consacrée à la présentation de l'analyse a priori et a posteriori de l'ingénierie mise en place. Enfin, la partie D conclut notre travail.

Cette thèse aborde la problématique de la génération des connaissances au cours de la phase de conception et plus particulièrement en conception collaborative. Il est proposé d'exploiter les connaissances en conception après une phase de collecte, de capture. Après une phase de capitalisation viendra une étape de réarrangement de ces connaissances. Un processus appelé "Processus d'Ingénition" est montré. Établi sur le principe de description de graphes de connaissances augmentées d'une triple instrumentation, ce processus permet une analyse originale des phases de conception d'un produit. Des applications à l'ingénierie didactique et à l'ingénierie pédagogique ont vu le jour au cours de ce travail. Les domaines de la conception collaborative de produits, de la didactique et de la gestion des connaissances sont mis en regard pour proposer une vision originale du processus de conception collaborative. / This thesis deals with knowledge generation problems during product design and more particularly in collaborative design. By integration of thee fields, collaborative product design, didactic engineering and knowledge management, we propose a generic framework. The main proposition is to capture, capitalize, reorganize and then exploit the knowledge in the field of design product. In the first step we develop a conceptual framework as “process of ingenition”. This global process allows defining the macro level positioning. In the second step the graph of knowledge description with a “triple instrumentation” developed. This process leads to have an original analysis of product design. At last we submit an application of proposed process in didactic and teaching engineering.

Cette thèse aborde la problématique de la génération des connaissances au cours de la phase de conception et plus particulièrement en conception collaborative. Il est proposé d'exploiter les connaissances en conception après une phase de collecte, de capture. Après une phase de capitalisation viendra une étape de réarrangement de ces connaissances. Un processus appelé "Processus d'Ingénition" est montré. Établi sur le principe de description de graphes de connaissances augmentées d'une triple instrumentation, ce processus permet une analyse originale des phases de conception d'un produit. Des applications à l'ingénierie didactique et à l'ingénierie pédagogique ont vu le jour au cours de ce travail. Les domaines de la conception collaborative de produits, de la didactique et de la gestion des connaissances sont mis en regard pour proposer une vision originale du processus de conception collaborative.

Notre travail de thèse trouve son origine dans un constat d'échec ressenti durant plusieurs années concernant un enseignement de topologie dans lequel nous prenons une part active, en première année d'université. Nous nous sommes donc donnée comme objectif de développer des pistes d'enrichissement, voire de modifications, de cet enseignement pouvant mener aux acquisitions visées tout en s'inscrivant dans les contraintes institutionnelles qui le délimitent strictement. À partir d'une étude épistémologique de la genèse et du développement de plusieurs notions de topologie, nous avons pu caractériser leurs aspects formalisateur, unificateur et généralisateur. Cette étude, complétée par une analyse comparative de quelques manuels, a contribué à l'élaboration d'un scénario d'enseignement intégrant un certain nombre de leviers didactiques susceptibles de favoriser les apprentissages en topologie des étudiants, en tenant compte toutefois des contraintes déjà signalées. En nous plaçant dans le cadre théorique de la théorie de l'activité spécifiée aux mathématiques, nous avons explicité la description de notre scénario en termes de tâches et d'activités attendues chez les étudiants, avant de l'expérimenter dans notre classe. Les analyses des déroulements en classe associées à celles des productions des étudiants aux différentes évaluations ont permis d'approcher les apprentissages en topologie effectivement réalisés par les étudiants, en relation avec la nature des tâches. Une diminution significative des échecs dans les tâches de manipulation des définitions a été observée. Cependant, il manque aux étudiants une certaine disponibilité des notions de topologie dans les tâches plus complexes que nous avons pu associer à notre scénario. Cette recherche met en évidence l'apport des analyses didactiques menées en amont de l'enseignement dans un travail de type ingénierie pour mieux appréhender ce que leur enseignement doit apporter aux étudiants. Elle pointe également toute l'importance de l'inscription des contraintes institutionnelles dans l'élaboration et l'expérimentation d'un scénario d'enseignement. C'est en mettant en relation ces deux dimensions et les progrès réels mais limités des étudiants que nous avons été en mesure d'apprécier la portée du scénario et d'envisager des alternatives mettant cette fois en cause le curriculum.

Notre recherche est une ingénierie didactique de type coopératif (Sensevy & Mercier, 2007) qui s'attache à faire vivre à une classe de 5ème de collège, la complexité du cirque, oeuvre (Chevallard, 1995) au " risque de l'art " (Wallon, 2002), entre " jeux de l'Ilinx et jeux de Mimicry " (Caillois, 1958). Par l'analyse des interactions verbales et corporelles, nous analysons la portée des jeux d'apprentissage qui s'attachent à faire approcher la classe des jeux épistémiques circassiens. La Théorie Action Conjointe en Didactique (TACD) constitue les fondations théoriques de la construction de nos outils de recherche et de notre méthodologie qui traque la " circulation des savoirs entre professeur et élèves. " (Loquet, Roncin & Roesslé, 2007)

De nombreuses recherches ont été entreprises en direction de l'apprentissage et de l'enseignement de la ‎numération écrite chiffrée de position. Des difficultés persistent chez les élèves. L'écriture chiffrée ne ‎constitue pas une simple transcription écrite du langage oral ; elle est vecteur de nouvelles ‎connaissances mathématiques à apprendre. En France, la classe de Cours Préparatoire, le CP, concerne ‎les enfants de 6-7 ans. Or, en arrivant au CP, les élèves ont une approche des nombres essentiellement ‎en lien avec leur désignation orale, associée le plus souvent à une activité de dénombrement un par un. ‎Par ailleurs, les situations de classe requièrent des médiations gérées par l'enseignant qui ne peuvent ‎faire abstraction des connaissances anciennes des élèves. Comme il semble impossible de faire une ‎séquence sur les nombres sans les nommer, se pose alors la question de la place des désignations orales ‎dans l'apprentissage de la numération décimale de position : comment en faire une aide et non un ‎obstacle ? La thèse revisite le contenu mathématique pour faire un nouvel inventaire des possibles. Elle ‎fait un bilan des travaux existants et des difficultés résistantes des élèves dans les débuts des ‎apprentissages. Elle rend compte des pratiques actuelles à travers l'analyse des manuels et des mises en ‎œuvre effectives en classe. ‎ Elle ouvre des perspectives de recherches à partir de nouvelles propositions pour l'enseignement à ce ‎niveau.‎

Notre recherche tend à déterminer comment il est possible d'exploiter l'étude d'un titrage pour approfondir la compréhension des notions de transformation et réaction chimiques, de stœchiométrie par des élèves du secondaire. Dans une perspective d'ingénierie didactique, des analyses des représentations des processus mis en jeu, des effets de l'enseignement usuel sont requises en préalable à l'élaboration d'une séquence d'enseignement. Une première étude sur la compréhension par les élèves de la notion de réactif limitant nous révèle l'existence de deux représentations de l'arrêt d'une transformation chimique. " Les deux réactifs sont totalement transformés dans l'état final quelles que soient les proportions dans l'état initial " est la plus commune. Cette dernière est en concurrence avec une représentation du type " un seul réactif est totalement transformé " dans le cas de réactifs dans différents états physiques (solide et solution), le solide étant privilégié. Une seconde étude traite des représentations des titrages avec différentes techniques de suivi. Elle nous montre l'existence de la représentation qu'aucune transformation n'a lieu avant l'équivalence et qu'une seule se produit à l'équivalence. Une troisième étude sur les effets de quelques variables nous permet de constater le peu d'effet de la variable " technique de suivi " contrairement à la variable " questionnement " sur la conception " mélange " avant l'équivalence. Et nous observons que le graphique de variation de conductance est plus propice à une réflexion en termes d'évolution du système chimique que le graphique de variation de pH. En conclusion, nous énonçons des propositions pour l'enseignement.

Notre recherche est une ingénierie didactique de type coopératif (Sensevy & Mercier, 2007) qui s’attache à faire vivre à une classe de 5ème de collège, la complexité du cirque, oeuvre (Chevallard, 1995) au « risque de l’art » (Wallon, 2002), entre « jeux de l’Ilinx et jeux de Mimicry » (Caillois, 1958). Par l’analyse des interactions verbales et corporelles, nous analysons la portée des jeux d’apprentissage qui s’attachent à faire approcher la classe des jeux épistémiques circassiens. La Théorie Action Conjointe en Didactique (TACD) constitue les fondations théoriques de la construction de nos outils de recherche et de notre méthodologie qui traque la « circulation des savoirs entre professeur et élèves. » (Loquet, Roncin & Roesslé, 2007) / Our research is a didactic engineering of cooperative type (Sensevy and Haberdasher, 2007) which attempts to make live in a 2nd year of middle school, the complexity of the circus, work (Chevallard, on 1995,) at the "risk of the art" (Wallon, on 2002), between "games of Ilinx and games of Mimicry" (Caillois, on 1958). By the analysis of the verbal and physical interactions, we analyze the impact of serious games that attempt to make come the class to the circassian epistemic games. The Joint Action Theory in Didactics (TACD) establishes the theoretical foundations of the construction of our research tools and our methodology that pursues the "knowledges circulation between professor and pupils". (Loquet, Roncin and Roesslé, on 2007)

La thèse part d’un constat, fondé sur une revue de littérature, à propos des difficultés des élèves et des étudiants en rapport avec le concept onde. Ce constat est renforcé par notre étude empirique en master. L’objectif de notre travail est de construire, et de tester, une ingénierie didactique fondée sur une investigation proposant ainsi un enseignement qui diffère de la coutume en s’appuyant sur une simulation informatique. Après une introduction des principes et de l’intérêt de l’ingénierie didactique, notre travail est organisé en quatre parties. La première comporte une analyse épistémologique et historique du concept d’onde, où nos résultats montrent l’émergence et la persévérance de l’obstacle substantialiste. Ensuite, une analyse des séances d’enseignement ordinaire du concept d’onde est réalisée dans le cadre de la théorie de l’action conjointe en didactique. Cette analyse met en exergue la nature des pratiques dans cette classe de terminale tunisienne et montre les limites d’un tel enseignement, que nous considérons transmissif. L’analyse cognitive des concepts clés (célérité et front d’onde) permet d’étayer notre constat sur les difficultés rencontrées par les élèves. Une analyse du champ de contraintes clôt cette première partie. La deuxième partie consiste à justifier les choix effectués afin d’élaborer un scénario pédagogique basé sur une situation d’investigation de type PCDR, constituée de quatre moments : Prévision, Confrontation, Résolution et Discussion. La troisième partie est réservée d’une part, à la description détaillée de la méthodologie de recherche et de ses différents niveaux d’analyse et, d’autre part, à une analyse a priori de la séance de travaux pratique de type PCDR. Pour finir, la quatrième partie propose une analyse des activités menées au cours de la séance de travaux pratiques sur les ondes dans un lycée de banlieue de Tunis et une évaluation du scénario pédagogique. Les résultats obtenus sont satisfaisants par rapport à nos attentes. En effet, les discussions des élèves traduisent un réel intérêt pour résoudre certaines situations d’investigations proposées. De plus, l’analyse des résultats du post-test montre que la séance d’enseignement par PCDR a contribué à l’amélioration du nombre des réponses correctes des élèves et de leurs modes de raisonnements. / The thesis begin with a report, Based on a review of the literature, about the difficulties of the pupils and the students in relation to the concept wave. This report is strengthened by our empirical study in master's degree. The objective of our work is to build, and to make out to test, a didactic engineering based on an investigation so proposing an education differ from the custom resting on an IT simulation. After an introduction of the principles and the interest of the didactic engineering, our work is organized in four parts.The first one contains an epistemological analysis and a historic of the concept of wave, where our results show the emergence and the perseverance of the obstacle substantialist. Then, an analysis of the sessions of ordinary education of the concept of wave is realized within the framework of the theory of the joint action in didactics. This analysis highlights the nature of the practices in this Tunisian terminal classes of high school and shows the limits of such an teaching, as we consider transmissif. The cognitive analysis of the key concepts (vibration velocity and wave front) allows to support our report on the difficulties met by pupils. An analysis of the field of constraints closes this first part. The second part consists in justifying choices made to develop an educational scenario based on a situation of type PCDR's inquiry, constituted of four moments: forecast, Confrontation, Resolution and discussion. The third part is reserved on one hand, in the detailed description of the methodology of search and its various levels of analysis and, on the other hand, in an analysis a priori of the practical session of teaching of type PCDR. To finish, the fourth part proposes an analysis of the activities led during the session on the waves in a suburban high school of Tunis and an evaluation of the educational scenario. The obtained results are satisfactory with regard to compared with our waits. Indeed, the discussions of the pupils translate a real interest to solve certain situations of proposed inquiry. Furthermore, the analysis of the results of the post-test shows that the session of teaching with approch by PCDR contributed to the improvement of the number of the correct answers of the pupils and their ways of reasoning.