Impact des programmes de Physique de lycée en 1re année d'enseignement supérieur

Pour beaucoup de nouveaux bacheliers, la physique est une matière descriptive au même titre que la biologie du XIXème siècle...

Un autre élément souligné est la non maîtrise des calculs de base des étudiants arrivant en CPGE dans le domaine de la trigonométrie. Les étudiants ont également des difficultés dans la manipulation des fractions, la résolution de systèmes simples ou d'équations du second degré. L'incapacité fréquente à aligner deux lignes de calcul conduit souvent à un découragement rapide. En analyse, les calculs de dérivation sont souvent très laborieux, alors que l'intégration est « quasi insurmontable ».

Le nouveau programme de Lycée renforce la difficulté à manipuler des outils mathématiques même simples (opérations et projections vectorielles, trigonométrie, intégration, dérivation, résolution d'équations même simples, mise en équation d'une droite, nombres complexes) et à effectuer des calculs de base (calculs de fractions même simples, règle de trois, opérations, unités, puissances, ordre de grandeur).

Les manques en mathématiques incitent les étudiants à utiliser à outrance la calculatrice et l'outil informatique.

Comme chez les répondants de CPGE et d'IUT, la constatation générale (quasi-unanime) chez les répondants qui enseignent en Licence est celle d'une baisse considérable des capacités des étudiants à mettre en œuvre des calculs mathématiques pour la physique. Nous retrouvons les mêmes difficultés pré-citées. Si on a pu penser que les mathématiques avaient tiré leur épingle du jeu de la dernière refonte des programmes de la filière S, il semble que la disparition quasi-totale de la formalisation en physique ait coupé le lien entre mathématiques et physique. Les étudiants ne perçoivent plus les mathématiques comme l'outil indispensable au physicien. La disparition de l'emploi de l'outil mathématique dans le cadre de la résolution de problèmes de physique a fait disparaître toute notion d'emploi des outils mathématiques dans un autre cadre que celui des mathématiques.

Dans le secondaire, les élèves ont été habitués à trouver la plupart des informations utiles dans des documents. Ils ont appris à extraire les informations, mais pas ou peu à réutiliser des connaissances vues en cours ou en exercices.

La physique est vue comme un catalogue de situations sans lien les unes avec les autres.

L'apprentissage d'un cours est une compétence qui a fortement pâti de la réforme, ainsi que l'aptitude à construire des raisonnements, et à être rigoureux.

Concernant la rigueur, les avis sont unanimes, elle a fortement diminué.

Les étudiants ne sont pas habitués à raisonner. Ils n'arrivent pas à démarrer ni même à mettre en équation. Ils ne sont pas rigoureux dans leur démarche ni même pour les résultats. Il y a chez les étudiants une absence d'auto-contrôle pour voir si le résultat obtenu est correct. Il y a un manque de méthodologie, les étudiants cherchant à appliquer des « recettes » au lieu de réfléchir et de faire appel au bon sens.

Chez les répondants enseignant en Licence, cet objectif de la réforme est complètement raté. Il semble qu'il y ait une grande confusion entre "émettre des hypothèses" et "raisonner dans un cadre scientifique". Le terme qui revient le plus souvent dans les commentaires est "manque de rigueur". Les étudiants émettent des hypothèses mais ne sont pas capables d'enchaîner par un raisonnement rigoureux pour valider ou non ces dernières. Les lacunes déjà constatées au niveau de l'utilisation de l'outil mathématique semble contribuer à cette absence de rigueur dans la construction d'un raisonnement et à ce sentiment "d'à peu près".

Le niveau de calcul est considéré comme catastrophique, « la moindre ligne de calcul est difficile surtout pour les étudiants les plus faibles, grosses difficultés au-delà de deux lignes » est la constatation qui revient le plus souvent.

Les étudiants sont étonnés d'avoir à faire quelques calculs en physique. Il y a un manque de pratique évident, du coup les étudiants osent beaucoup moins se lancer.

Une erreur très souvent citée dans l'enquête : 1/(a+b)=1/a+1/b pour illustrer les difficultés réelles devant la moindre manipulation.

Beaucoup d'étudiants, incapables de mener un calcul simple, envisagent la calculatrice comme une béquille indispensable. Malheureusement, comme pour beaucoup de points abordés dans cette enquête, le qualificatif qui domine quant à son usage est "approximatif".

Les répondants constatent que le raisonnement se restreint à l'application aveugle d'une formule. Les démonstrations n'intéressent absolument pas les étudiants (perte de temps pour eux). Les étudiants trouvent très compliqué de mettre en équation un problème de physique, ils restent souvent bloqués. Les répondants signalent également un crucial manque de travail personnel.

La participation des étudiants porte souvent sur des questions générales (« culture ») plutôt que sur des points précis nécessitant une argumentation, cela reste de la « physique avec les mains » sans fondement précis.

[En IUT] Une majorité des répondants évoque une absence totale de rédaction et d'argumentation. Les étudiants sont de plus en plus passifs et sont plutôt consommateurs, quand en plus ils ne montrent pas d'intérêt aux nouvelles disciplines enseignées.

Les avis sont plus nuancés chez les répondants enseignant en Licence. Même si le constat n'est pas unanime, les répondants notent une prise de parole plus facile, le qualificatif qui revient est « décomplexé ». Malheureusement ce point qui pourrait être vu comme positif, doit immédiatement être tempéré par l'absence de bases théoriques pour pousser la démarche au-delà du simple questionnement. Loin d'être constructive, cette participation est brouillonne et sans espoir de mener vers la construction d'un véritable raisonnement scientifique.

Les répondants soulignent de façon unanime une nette dégradation des capacités des étudiants à rédiger un compte- rendu et à analyser de façon critique les résultats obtenus lors des séances de travaux pratiques. En revanche, il semble y avoir une très légère tendance à l'amélioration de l'autonomie des étudiants devant la mise en œuvre d'un protocole expérimental.

L'inadéquation entre le secondaire et les exigences du supérieur est devenue très importante, en particulier à cause de l'absence de démonstrations, du manque de rigueur, et de la formation insuffisante au raisonnement scientifique. Le principal souhait formulé est la restriction des domaines étudiés au profit d'un retour de l'approfondissement de ceux-ci. Le « vernis » culturel se fait au détriment de l'acquisition de bases solides, et les outils mathématiques sont trop insuffisamment utilisés. Ceci contribue à donner aux étudiants une fausse idée de la physique.

Pour la physique, un point très inquiétant est soulevé par plusieurs répondants. Alors que les nouveaux programmes ont clairement affiché pour objectif de permettre aux futurs étudiants de mieux choisir leur orientation, on constate que beaucoup d'entre eux arrivent avec une idée complètement faussée de ce qu'est la physique. Les étudiants appréhendent la physique comme une matière à la frontière du littéraire pour laquelle les connaissances se résument à des descriptions de situations et l'application de formules pour interpréter ces dernières. Le choc ressenti par nombre d'étudiants est important lorsqu'ils constatent que rigueur méthodologique et formalisme mathématique avancé sont les outils quotidiens du physicien.

Niht a écrit:Une question sur la non-maîtrise des incertitudes relevée par certains "répondants" (quel terme barbare) : est-ce un phénomène réellement nouveau ? J'ai l'impression que les générations précédentes ne les maîtrisaient pas plus que les actuelles... faute d'un réel enseignement.