Cette recherche tente de déterminer si, dans le cadre d’un cours de physique de cinquième secondaire, l’utilisation d’un laboratoire par enquête guidée (comme complément d’enseignement basé sur une approche conceptuelle) permet aux élèves de mieux comprendre des notions de cinématique, que le laboratoire traditionnel. Elle s’inscrit dans une série d’études, réalisées au collégial ou à l’université, qui portent sur des approches d’enseignement exploitant le laboratoire comme moyen de transmission des concepts mécaniques en physique (McDermott, 1996; Beichner, 1994). Le laboratoire par enquête est associé à une approche conceptuelle axée sur le raisonnement qualitatif alors que celui qui est traditionnel est associé à une approche traditionnelle de l’enseignement de la physique. Le test TUG-K, «Test of Understanding Graphs in Kinematics » (Beichner, 1994), ainsi que des entrevues individuelles ont été utilisés afin d’évaluer la compréhension des concepts de cinématique. Il semble d’abord que le laboratoire par enquête guidé soit efficace pour enseigner la plupart des notions de cinématique. De plus, en comparant deux groupes d’une trentaine d’élèves de 5e secondaire ayant suivi deux types de laboratoires différents, l’étude a permis d’entrevoir une piste concernant la compréhension du concept d’accélération. Les résultats suggèrent qu’un laboratoire associé à une approche conceptuelle permettrait aux étudiants, à long terme, de mieux s’approprier les notions d’accélération qu’un laboratoire traditionnel. / The goal of this study is to determine whether the use of a guided inquiry laboratory (as a teaching complement based on a conceptual approach) will allow secondary five students to better understand kinematics notions than by the use of an expository laboratory. It comes within a series of college and university studies about teaching approaches using laboratories to transmit physics’ concepts in mechanics (McDermott, 1996; Beichner, 1994). The guided inquiry laboratory approach is associated to a conceptual approach based on qualitative reasoning, whereas the expository laboratory is associated to traditional approach in teaching physics. The Test of Understanding Graphs in Kinematics (TUG-K) (Beichner, 1994) and individual interviews were used to evaluate understanding of kinematics concepts. First of all, the study shows that a guided inquiry approach is an effective method to teach most of kinematics notions. Comparing the results from two groups of 38 students, the study results indicate that a conceptual approach laboratory is better than an expository laboratory for students’ long-term understanding of acceleration notions.

Cette recherche tente de déterminer si, dans le cadre d’un cours de physique de cinquième secondaire, l’utilisation d’un laboratoire par enquête guidée (comme complément d’enseignement basé sur une approche conceptuelle) permet aux élèves de mieux comprendre des notions de cinématique, que le laboratoire traditionnel. Elle s’inscrit dans une série d’études, réalisées au collégial ou à l’université, qui portent sur des approches d’enseignement exploitant le laboratoire comme moyen de transmission des concepts mécaniques en physique (McDermott, 1996; Beichner, 1994). Le laboratoire par enquête est associé à une approche conceptuelle axée sur le raisonnement qualitatif alors que celui qui est traditionnel est associé à une approche traditionnelle de l’enseignement de la physique. Le test TUG-K, «Test of Understanding Graphs in Kinematics » (Beichner, 1994), ainsi que des entrevues individuelles ont été utilisés afin d’évaluer la compréhension des concepts de cinématique. Il semble d’abord que le laboratoire par enquête guidé soit efficace pour enseigner la plupart des notions de cinématique. De plus, en comparant deux groupes d’une trentaine d’élèves de 5e secondaire ayant suivi deux types de laboratoires différents, l’étude a permis d’entrevoir une piste concernant la compréhension du concept d’accélération. Les résultats suggèrent qu’un laboratoire associé à une approche conceptuelle permettrait aux étudiants, à long terme, de mieux s’approprier les notions d’accélération qu’un laboratoire traditionnel. / The goal of this study is to determine whether the use of a guided inquiry laboratory (as a teaching complement based on a conceptual approach) will allow secondary five students to better understand kinematics notions than by the use of an expository laboratory. It comes within a series of college and university studies about teaching approaches using laboratories to transmit physics’ concepts in mechanics (McDermott, 1996; Beichner, 1994). The guided inquiry laboratory approach is associated to a conceptual approach based on qualitative reasoning, whereas the expository laboratory is associated to traditional approach in teaching physics. The Test of Understanding Graphs in Kinematics (TUG-K) (Beichner, 1994) and individual interviews were used to evaluate understanding of kinematics concepts. First of all, the study shows that a guided inquiry approach is an effective method to teach most of kinematics notions. Comparing the results from two groups of 38 students, the study results indicate that a conceptual approach laboratory is better than an expository laboratory for students’ long-term understanding of acceleration notions.

Syftet med den här studien är att lägga en grund för framtida forskning om gymnasie- och universitetsstudents förmåga att tolka kinematikgrafer i Sverige. Det finns ett väl framarbetat bedömningsredskap som kallas "Test of understandinggraphs in kinematics" (TUG-K) som har använts internationellt för att undersöka just detta. Resultaten från dessa studier visar att generellt så har elever på många platser i världen svårt med just tolkning av kinematikgrafer. För att kunna närmare granska hur läget ser ut i Sverige så har vi i denna studie översatt TUG-K och TUG-K2 till svenska. Internationell forskning har översatts och sammanfattats, samt så har tre svenska läromedel tillhörande Fysik 1 på gymnasiet granskats och analyserats för att jämföra vad TUG-K undersöker med vad som tas upp i svenska läromedel. Allt detta för att underlätta för att svenska forskare och fysiklärare ska kunna undersöka elevers förmåga att tolka kinematikgrafer och vilket resultat som kan förväntas från svenska elever som genomför TUG-K. Resultatet i studien pekar mot att svenska läromedel skiljer sig anmärkningsvärt med vad de fokuserar på i tolkning av kinematikgrafer. De undersökta läromedlen går alla igenom och testar beräkning och tolkning av lutning i s-t och v-t grafer, samt area under v-t grafer. Endast en av läromedlen gick igenom area under a-t grafer och samtliga hade mycket få eller inga uppgifter som behandlade area under a-t grafer. När det kommer till att jämföra kinematikgrafer och att tolka rörelser mellan graf och textrepresentation så varjerade det stark mellan läromedlen. Vissa hade ett stort fokus på det men i andra var instruktion och testande av färdigheten nästintill icke existenterande. Framtida forskning i fältet rekommenderas samla in data med de översatta versionerna av TUG-K samt undersöka olika variabler som kan ha påverkan på elevers resultat, såsom använt läromedel och lärarens prioriteringar vid undervisning av kinematikgrafer.