IDENTIFICATION OF SOME MATHEMATICAL DIFFICULTIES IN LEARNING PHYSICS: THE CASE OF FINAL-YEAR SCIENTIFIC BACCALAUREATE PUPILS IN MOROCCO

Amina El kasri, Mouna Laatar, Douaa Bouanfir, Mohammed Abid

Abstract


This study analyses the mathematical difficulties encountered by second-year scientific baccalaureate pupils in Morocco in learning physics. Based on a combined questionnaire-test administered to a sample of 125 students, the results show that these difficulties mainly concern the mobilization of mathematical tools in physical contexts, particularly the use of formulas, the distinction between mathematical and physical symbols, and the use of mathematical notions that have not yet been formally studied. The data also reveal a close relationship between mathematical difficulties, the understanding of physical phenomena, and problem-solving performance. The analysis highlights the fact that certain concepts, perceived as intuitive when approached qualitatively, become problematic as soon as they require explicit mathematical formalization, especially through graphical and functional representations. These findings confirm that the observed difficulties arise from a complex interaction between mathematics and physics rather than from isolated deficiencies in mathematical knowledge. The study thus emphasizes the central role of mathematics as both a language and a structuring tool in physics education, particularly in mechanics and electricity. It underscores the need for better coordination between mathematics and physics teaching, as well as for a harmonization of curricular progression, to reduce the identified difficulties and improve students’ academic achievement.

Keywords


Mathematical difficulties; Physics learning; Scientific baccalaureate; Mathematics–physics relationship; Mathematical modeling

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References


Adjibi, H., Avossevou, G. Y. H., Moussiliou, C. A., & Briaud, P. (2016). Difficultés de l’utilisation de l’outil mathématique dans l’enseignement des sciences physiques : cas des circuits (R.L.C) en régime sinusoïdal forcé. Le Pédagogue, (3/4), 50–62.

Al Mamouri, S., & Al Khaldi, H. (2002). Difficulties in solving physics problems among teacher-preparation students. Baquba and Muqdadiya Teacher Training Institutes.

Arnol’d, V. I. (1998). On teaching mathematics. Russian Mathematical Surveys, 53(1), 229–236. https://doi.org/10.1070/RM1998v053n01ABEH000005

Ba, C. (2011). Vecteurs au lycée : difficile articulation entre mathématiques et physique. Nouveaux cahiers de la recherche en éducation, 14(1), 71–84. https://doi.org/10.7202/1008844ar

Bodinier, G., & Sevrain, D. (2017). L’utilisation des mathématiques en sciences physiques et chimiques [Mémoire de master, institution à vérifier]. HAL Open Science. https://hal.science/dumas-01647595

Brahmia, S., Boudreaux, A., & Kanim, S. E. (2016). Obstacles to mathematization in introductory physics. arXiv. https://arxiv.org/abs/1601.01235

Chafiqi, F., & Alagui, A. (2011). Réforme éducative au Maroc et refonte des curricula dans les disciplines scientifiques. Carrefours de l’éducation, HS 1(3), 29–50. https://doi.org/10.3917/cdle.hs01.0029

Chaik, A., Laatar, M., Bouanfir, D., & Abid, M. (2025). Identification des difficultés de modélisation mathématique lors d’une activité de résolution de problème en mécanique chez les élèves du secondaire qualifiant : cas du produit scalaire. European Journal of Education Studies, 12(12). https://doi.org/10.46827/ejes.v12i12.6340

Conseil supérieur de l’éducation, de la formation et de la recherche scientifique. (2009). Rapport thématique sur les résultats du programme national d’évaluation des acquis PNEA 2008. Royaume du Maroc.

Conseil supérieur de l’éducation, de la formation et de la recherche scientifique. (2014). Rapport analytique sur la mise en œuvre de la Charte nationale d’éducation et de formation 2000–2013 : acquis, déficits et défis. Royaume du Maroc.

Di Fabio, A., de Hosson, C., & Décamp, N. (2021). Le tracé des vecteurs en cinématique : étude de réponses d’étudiants de licence 1 de physique. Recherches en didactique des sciences et des technologies, 23, 139–159. https://doi.org/10.4000/rdst.3765

Duval, R. (1995). Sémiosis et pensée humaine : registres sémiotiques et apprentissage des mathématiques. La Pensée Sauvage.

Duval, R. (2005). Les objets mathématiques et la cognition. La Pensée Sauvage.

Genin, C., Michaud-Bonnet, J., & Pellet, A. (1987). Représentation des élèves en mathématiques et en physique sur les vecteurs et les grandeurs vectorielles lors de la transition collège-lycée. Petit x, 14–15, 39–63. Retrieved from https://irem.univ-grenoble-alpes.fr/revues/petit-x/consultation/numero-14-15-petit-x/3-representation-des-eleves-en-mathematiques-et-en-physique-sur-les-vecteurs-et-les-grandeurs-vectorielles-lors-de-la-transition-college-lycee--568560.kjsp

Lauzon, F. (2000). Comment aider les élèves à intégrer et à transférer leurs apprentissages ? Pédagogie collégiale, 14(2), 34–40. Retrieved from https://ecoledz.weebly.com/uploads/3/1/0/6/31060631/comment_aider_l%C3%A9l%C3%A8ve_%C3%A0_int%C3%A9grer_et_%C3%A0_transf%C3%A9rer_leur_apprentissages.pdf

Le Boterf, G. (1994). De la compétence : essai sur un attracteur étrange. Éditions d’Organisation.

Levi, H., Merzel, A., & Lehavi, Y. (2025). Physmatic difficulties and students’ thinking approaches. Eurasia Journal of Mathematics, Science and Technology Education, 21(7). Retrieved from https://www.ejmste.com/article/physmatic-difficulties-and-students-thinking-approaches-16565

Malonga Moungabio, F. (2008). Interactions entre les mathématiques et la physique dans l’enseignement secondaire en France [Thèse de doctorat, Université Paris 7]. Retrieved from https://theses.hal.science/tel-01260645/document

Maries, A., Lin, S. Y., & Singh, C. (2020). Characterizing the mathematical problem-solving strategies of transitioning novice physics students. Physical Review Physics Education Research, 16(2).

Martin, M. O., Mullis, I. V. S., Foy, P., & Stanco, G. M. (2012). TIMSS 2011 international results in science. TIMSS & PIRLS International Study Center, Boston College

Meirieu, P. (1991). Le choix d’éduquer : éthique et pédagogie. ESF. Retrieved from https://esf-scienceshumaines.fr/education/94-choix-d-eduquer-le.html

Meltzer, D. E. (2002). The relationship between mathematics preparation and conceptual learning gains in physics: A possible “hidden variable” in diagnostic pretest scores. American Journal of Physics, 70(12), 1259–1268. https://doi.org/10.1119/1.1514215

Ministère de l’Éducation nationale et de la Formation professionnelle-Maroc. (2014). Rapports des résultats des consultations nationales sur l’école marocaine.

Munson, A. (2010). Bourbaki at seventy-five: Its influence in France and beyond. Journal of Mathematics Education at Teachers College, 1(2). https://doi.org/10.7916/jmetc.v1i2.686

Ofsted. (2011). Successful science: An evaluation of science education in England 2007–2010. Office for Standards in Education, Children’s Services and Skills.

Ofsted. (2021). Research review series: Science. Office for Standards in Education, Children’s Services and Skills. https://www.gov.uk/government/publications/research-review-series-science/research-review-series-science

Organisation de coopération et de développement économiques. (2001). Knowledge and skills for life: First results from PISA 2000. OCDE.

Organisation de coopération et de développement économiques. (2014). Résultats de PISA 2012: Volume III. OCDE.

Péladeau, N., Forget, J., & Gagné, F. (2005). Le transfert des apprentissages et la réforme de l’éducation au Québec. Revue des sciences de l’éducation, 31(1). https://doi.org/10.7202/012364ar

Perrenoud, P. (1997). Construire des compétences dès l’école. ESF.

Perrenoud, P. (1999). L’évaluation des élèves. De Boeck.

Raouf, K., Radi, M., Belazzaar, I., Talbi, M., & Moussetad, M. (2016). Difficultés De Mise En Œuvre De La Continuité Didactique Mathématique-Mécanique Au Secondaire Collégial, Registre Sémiotique Et Transfert Comme Éléments D’analyse. European scientific journal, 12, 165-165.

Rodríguez Gallegos, R. (2007). Les équations différentielles comme outil de modélisation mathématique en classe de physique et de mathématiques au lycée : une étude de manuels et de processus de modélisation d’élèves en Terminale S [Thèse de doctorat, Université Joseph-Fourier Grenoble 1].

Roegiers, X. (2000). Une pédagogie de l’intégration. De Boeck. Retrieved from https://books.google.ro/books/about/La_p%C3%A9dagogie_de_l_int%C3%A9gration.html?id=10jUSAAACAAJ&redir_esc=y

Samson, G. (2004). Le transfert de connaissances entre les mathématiques et les sciences : une étude exploratoire auprès d’élèves de 4e secondaire [Thèse de doctorat, Université du Québec à Montréal, en association avec l’Université du Québec à Trois-Rivières]. https://doi.org/10.1522/18194211

Tardif, J. (2006). L’évaluation des compétences. Chenelière. Retrieved from https://books.google.ro/books/about/L_%C3%A9valuation_des_comp%C3%A9tences.html?id=oaw-PQAACAAJ&redir_esc=y

Trudel, L., & Métioui, A. (2011). Favoriser la compréhension des concepts du mouvement rectiligne à vitesse constante à l’aide d’une investigation scientifique assistée par ordinateur. RDST. Recherches en didactique des sciences et des technologies, 4, 83–108. https://doi.org/10.4000/rdst.494

Tzanakis, C. (2016). Mathematics and physics: An innermost relationship. Didactical implications for their teaching and learning. In History and Pedagogy of Mathematics, Montpellier, France (pp. 79–104). Retrieved from https://www.semanticscholar.org/paper/Mathematics-%26-physics%3A-an-innermost-relationship.-%26-Tzanakis/eb6a2e22e9bdb5852dc9e4c8b31e8a8d2b0a38ca

UNESCO. (2014). Rapport mondial de suivi sur l’EPT 2013–2014. UNESCO.




DOI: http://dx.doi.org/10.46827/ejae.v11i2.6848

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