Etude comparée de l'enseignement de la théorie de la relativité dans le secondaire en physique et en philosophie, en France, en Italie et en Tunisie : apport de l'histoire des sciences à son enseignement

Comparative study of teaching the theory of relativity in secondary physics and philosophy in France, Italy and Tunisia : contribution of the history of science to his teaching

• Auteur / Autrice : Hafedh Trabelsi
• Direction : Gabriella Crocco, Christian Bracco
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Philosophie
• Date : Soutenance le 21/12/2019
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Cognition, Langage et Education (Aix-en-Provence ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : : Centre Gilles-Gaston Granger (Aix-en-Provence)
• Jury : Président / Présidente : Laurence Maurines
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Christian Bracco
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Philippe Nabonnand

Mots clés

Mots clés contrôlés

Espace-temps

Philosophie

Mathématiques

Relativité restreinte (physique)

Mots clés libres

Relativité

Référentiel galiléen

Transformation galiléenne

Invariance de c

Espace

Temps

Relativité restreinte.

Relativity

Galilean reference

Galilean transformation

Invariance of c

Space

Time

Special relativity

Résumé

L’enseignement de la théorie de la relativité restreinte a été éliminé des programmes officiels des sciences physiques tunisiens dans le secondaire depuis 1998, quatre ans après son introduction. Or son enseignement existe depuis longtemps dans les programmes officiels italiens au secondaire et a été réintroduit depuis 2011 dans les programmes officiels français. Alors comment réintroduire cette théorie qui constitue une partie de la physique contemporaine dans les programmes officiels tunisiens en physique, à un moment où la Tunisie et en pleine réforme éducative? Nous avons développé une étude comparée de l’enseignement de la relativité à travers les programmes officiels au secondaire en physique et en philosophie,en France, en Italie et en Tunisie qui sont trois pays méditerranéens de traditions scientifiques différentes, et sur les apports des discussions philosophiques et de l’histoire des sciences à partir de l’ouvrage de vulgarisation de 1916 d’Albert Einstein sur les différents concepts de sa théorie. Ainsi nous avons exploité ces apports à des fins pédagogiques, épistémologiques et interdisciplinaire dans la réalisation d’une séquence d'enseignement de la théorie de la relativité restreinte avec des élèves de terminale scientifique. Nous avons insisté sur le lien entre relativité galiléenne et relativité restreinte par le passage de la transformation galiléenne à la transformation de Lorentz au premier ordre de V/c, (Bracco et Provost, 2014), dans le but d’expliquer aux élèves comment la relativité de l’espace s’étend à celle du temps par la modification la plus simple à apporter aux transformations de Galilée compatible avec l’invariance de c .

The teaching of theory of special relativity, has been eliminated from the official Tunisian physical science since 1998, four years after its introduction. However, his teaching has been in Italian high school programs for a long time and has been reintroduced since 2011 into French official programs. So how can we reintroduce this theory, which constitutes a part of contemporary physics in Tunisian official physics programs, at a time when Tunisia is in full education reform? In our research, we have developed a comparative study of the teaching of relativity through the official secondary programs in physics and philosophy, in France, Italy and Tunisia which are three Mediterranean countries of different scientific traditions, and on the contributions of philosophical discussions and the history of science from Albert Einstein's 1916 popularization of the various concepts of his theory such as: time, space, the notion of Galilean reference, the relativity, the invariance of celerity c of light emptiness or more generally the nature of a scientific theory. Thus we have exploited these contributions for pedagogical, epistemological and interdisciplinary purposes in the realization of a teaching sequence of the theory of special relativity with students of scientific terminale. We insisted on the link between Galilean relativity and relativity restricted by the passage from the Galilean transformation to Lorentz transformation to the first order of V / c,(Bracco and Provost, 2014), with the aim of explaining to students how the relativity of space extends to that of time by the simplest modification to Galilean transformations compatible with the invariance of c.