Parmi les matières les plus mathématiques, à part les mathématiques et les statistiques bien sûr, il y a la physique. De nombreux étudiants trouvent la physique difficile, par rapport à la chimie ou à la biologie, par exemple. La perception générale est que les filles sont plus nombreuses à trouver cette matière difficile que les garçons. C’est surprenant, car dans les universités, il y a un nombre presque égal de femmes et d’hommes qui enseignent la physique. Alors, qu’est-ce qui fait de la physique une matière » difficile » ?
J’avance les réflexions suivantes, basées sur mon expérience d’enseignant. Une matière comme la biologie nécessite la mémorisation de nombreux faits. Bien sûr, il y a beaucoup de choses à expliquer et à comprendre, mais généralement les étudiants trouvent qu’ils peuvent réussir à obtenir de bons résultats en biologie par la mémorisation. Il n’y a presque pas de calculs, de graphiques, de problèmes numériques à résoudre, du moins dans les cours du secondaire supérieur. En chimie, la mémorisation joue également un rôle important, mais moins que pour la biologie. Il faut comprendre les équations chimiques, la structure des électrons, etc., mais de nombreux étudiants trouvent la chimie également « gérable ». Même les mathématiques peuvent être plus faciles car la mémorisation n’est la plupart du temps pas utile et si vous connaissez la méthode de résolution d’un type de problème, une pratique ample (‘drill’) vous assure de bien réussir en maths également.
Alors que se passe-t-il avec la physique ? Voici quelques raisons pour lesquelles la physique n’est pas trop aimée :
- Conceptuellement plus exigeant.
- Chaque concept/sujet implique une réflexion à plusieurs niveaux
- Il faut faire des expériences, et les résultats doivent être corrélés avec les valeurs théoriques
- Calculs des erreurs dans les résultats
- Traiter avec de nombreuses unités de quantités physiques
- Représenter les résultats numériquement et graphiques
- Interprétation de graphiques
- Tables de nombres comme les tables trigonométriques et logarithmiques
- Manipulation d’équipements dans un laboratoire de physique et connaissance de concepts comme le moindre compte, l’erreur zéro, la précision, la sensibilité, etc
- Donner des raisons qui concordent avec les observations physiques, du monde réel
- Se souvenir des définitions et des lois
- Trop de formules à apprendre
- Trop de théorie – lois, règles de la main, traiter les quantités comme des vecteurs ou des scalaires, traiter les concepts qui ne sont pas « évidents ».
- Transfert de la représentation graphique à la représentation mathématique et vice-versa
- La physique n’est pas que de la physique ; vous devez également utiliser l’algèbre, la géométrie, le calcul et donc vous devez être raisonnablement bon dans ces autres matières également
- Certains sujets en physique sont abstraits et peut-être l’étudiant ne peut pas se rapporter à ceux-ci immédiatement, comme la mécanique quantique et la physique atomique
- La physique est enseignée à un rythme plus rapide par rapport aux langues et aux sciences sociales.
- La physique peut exiger que vous commenciez par un résultat spécifique et que vous fassiez des règles générales
- Ne pas lire le texte et ne pas résoudre les exercices rend la compréhension presque impossible
- Souvent, les problèmes numériques résolus sont des problèmes de type substitution, comme F = ma, étant donné F et M, trouver a. Les étudiants sont amenés à croire que la physique implique de tels calculs. Nous savons que ce n’est pas le cas. Les problèmes les plus difficiles ne sont jamais abordés et les sujets plus difficiles sont gardés en « option », et ce sont ces sujets qui sont requis pour la suite des études.
- Les bases du dessin et de l’interprétation des graphiques sont souvent très faibles, tout comme les bases du calcul. Ainsi, si une élève sait comment trouver une dérivée, on ne lui a peut-être pas parlé du lien entre dérivée -> pente -> vitesse, aire sous une courbe-intégrale, etc. Cette difficulté provient du fait que le professeur enseignant les mathématiques peut ne pas avoir à discuter des applications du calcul à d’autres sujets, et que le professeur de physique s’attend (parfois) à ce que le professeur de mathématiques discute de ces interrelations.
- Il est tout à fait possible que la physique ne soit pas enseignée comme elle devrait l’être. Maintenant, ce ne serait pas la faute des étudiants. Mais l’étudiant en pâtit quand même. De nombreuses études ont montré qu’il y a de nombreuses idées fausses que les étudiants ont et malheureusement, ces idées fausses ne sont pas abordées.
La physique est cumulative. Si vous n’avez pas compris les concepts de base et que vous avez pourtant réussi à passer vos examens, cette lacune se rattrapera bientôt à mesure que vous étudierez davantage la physique. Vous ne devez donc pas ignorer les notions de base. Les concours de recrutement ne testent pas seulement les connaissances théoriques, mais aussi les applications. Les problèmes orientés vers les applications ne peuvent être résolus que si les bases sont claires, et si vous améliorez vos compétences en mathématiques, graphiques, interprétation et logique. Une fois que vous savez pourquoi un sujet semble difficile, vous pouvez travailler pour le rendre facile, intéressant et utile.