IV.4 Présentation de l'information scientifique : élaboration et rôle des outils de simulation

Le dernier volet de notre recherche prend également sa source, en partie, dans les observations d'activités d'élèves et dans une perspective d'ingénierie. Le paragraphe II.2.3 de la partie A a permis de dégager les contraintes institutionnelles qui pèsent sur l'enseignement élémentaire d'un domaine aussi complexe que celui de l'acoustique. Au premier rang de ces contraintes nous plaçons celles qui concernent les représentations sémiotiques utilisables et le matériel disponible.

De plus, nous avons déjà signalé les difficultés de description et de compréhension du mécanisme de propagation dont la dépendance spatio-temporelle est en partie responsable. Pour tenter de répondre à ces difficultés majeures auxquelles se heurte l'enseignement de l'acoustique élémentaire, la partie D proposera une description d'un logiciel de simulation dédié au son, dans le cadre du savoir à enseigner institutionnel. Ce sont les démarches d'élaboration du logiciel qui seront décrites, afin de contribuer à la réflexion sur ce type de projets de plus en plus courant dans l'enseignement.

Les fondements théoriques seront développés dans la partie D. Nous ne mentionnons ici que les hypothèses que nous avons adoptées et les questions générales de recherche auxquelles ce travail se propose d'apporter des éléments de réflexion, si ce n'est de réponses.

Au sujet de la simulation nous formulons les hypothèses suivantes :

La simulation constitue un lien privilégie entre le théorique et l'expérimental ; en mettant par exemple en scène des représentants d'objets non observables réellement, elle peut favoriser l'activité de modélisation mais aussi permettre la prévision (Hyp. 5). (Beaufils et al., 1987a, ; Grémy, 1985).

La simulation constitue une aide à l'appropriation et à la compréhension des modèles qui la sous-tendent, à condition que les modèles soient clairement explicités avec un tel statut et que la nature de ce qui est représenté dans la simulation soit clairement explicité et distingué des objets réels, pour pouvoir être ensuite mis en relation (Hyp. 6). (Sarmant J.-P., 1997 ; Beaufils, 1987a ; Robles, 1997).

Pour favoriser l'efficacité d'une simulation à décrire et interpréter les objets et les événements, la simulation ne doit pas se substituer à l'expérience mais l'éclairer ; l'expérience doit pouvoir être disponible (Hyp. 7) (Grémy, 1985).

Au sujet des représentations sémiotiques, nous formulons les hypothèses suivantes, issues essentiellement de Duval (1995) :

L'activité conceptuelle implique la coordination de registres sémiotiques ; un même concept peut être représenté par différents registres sémiotiques, chaque représentation apportant une information spécifique à son sujet (Hyp. 8).

La distinction par l'apprenant du représentant et de ce qu'il représente est essentielle pour toute compréhension conceptuelle et traitement des représentations sémiotiques. Pour atteindre cette distinction, le passage d'une représentation à une autre doit constituer une activité à part entière. Le changement de registres sémiotiques et leur coordination facilitent alors l'apprentissage. (Hyp. 9).

Nous sommes alors en mesure de formuler les questions générales de recherche suivantes, dont nous donnerons des éléments de réponses plus ou moins contextualisés au son dans la partie D :

Thème n°5 : l'élaboration et le rôle des outils de simulation :