Cette thèse explore les ressources cognitives que mobilisent des élèves ingénieurs dans un APP (Apprentissage par problème) dans une tâche de conception d'un objet technique. La situation-problème à laquelle ces élèves sont confrontés est constituée par un système technique inédit de réfrigération sans apport extérieur d'énergie. Dans cet apprentissage, les élèves doivent concevoir l'objet technique et apprendre des concepts en thermodynamique. Deux groupes d'élèves sont comparés : le premier dispose d'un modèle analogique d'une situation connue pour aborder la situation nouvelle, le second ne dispose que du texte. Les questions de recherches : Que construisent ces élèves comme connaissances ?Qu'apportent ces deux types d'apprentissage (l'apprentissage par une situation connue et l'apprentissage par le texte) ? Quels sont les obstacles que rencontrent ces élèves ? Les hypothèses : un apprentissage par une situation connue conduit à la construction de connaissances opératives (des concepts outils). Un apprentissage par le texte conduit à la construction de connaissances décontextualisées (des concepts objets). Un apprentissage par les situations dans un dispositif didactique conduit ultérieurement à la construction de concepts catégoriels. Ces deux types d'apprentissage impliquent l'obstacle épistémologique dans la construction des concepts dans leurs deux fonctions : outil et objet.

Cette thèse explore les ressources cognitives que mobilisent des élèves ingénieurs dans un APP (Apprentissage par problème) dans une tâche de conception d’un objet technique. La situation-problème à laquelle ces élèves sont confrontés est constituée par un système technique inédit de réfrigération sans apport extérieur d’énergie. Dans cet apprentissage, les élèves doivent concevoir l’objet technique et apprendre des concepts en thermodynamique. Deux groupes d’élèves sont comparés : le premier dispose d’un modèle analogique d’une situation connue pour aborder la situation nouvelle, le second ne dispose que du texte. Les questions de recherches : Que construisent ces élèves comme connaissances ?Qu’apportent ces deux types d’apprentissage (l’apprentissage par une situation connue et l’apprentissage par le texte) ? Quels sont les obstacles que rencontrent ces élèves ? Les hypothèses : un apprentissage par une situation connue conduit à la construction de connaissances opératives (des concepts outils). Un apprentissage par le texte conduit à la construction de connaissances décontextualisées (des concepts objets). Un apprentissage par les situations dans un dispositif didactique conduit ultérieurement à la construction de concepts catégoriels. Ces deux types d’apprentissage impliquent l’obstacle épistémologique dans la construction des concepts dans leurs deux fonctions : outil et objet. / This thesis investigates the cognitive resources that pupils engineers in a PBL (Problem based Learning) in a task of conception of a technical object mobilize. The situation-problem with which these pupils are confronted is constituted by an unpublished technical system of refrigeration without outside contribution of energy. In this learning, the pupils have to conceive the technical object and learn concepts in thermodynamics. Two groups of pupils are compared: the first one has an analogical model of a situation known to approach the new situation; the second has only the text. The questions of researches: what build these pupils as knowledge? What bring these two types of learning (the learning by a known situation and the learning by the text)? What are the obstacles which meet these pupils? The hypotheses: a learning by a known situation leads to the construction of operational knowledge (concepts tools). A learning by the text leads to the construction of knowledge out of context (concepts objects). A learning by the situations in a didactic device leads later to the construction of category-specific concepts. These two types of learning involve the epistemological obstacle in the construction of the concepts in them two functions: tool and object.