VIII.1.10.2 Présentation

Cette question est la seule qui fait intervenir explicitement un point de vue microscopique. Les résultats précédents ont permis d'illustrer que l'appel à ce type de représentation n'est pas facilement effectué par les élèves, et ceci même pour des questions (question N par exemple au sujet d'une "condition obligatoire pour faire un son") où il pourrait s'avérer pertinent du point de vue de la physique, de part son degré de généralité. Rappelons le nombre de réponses appelant une analyse du point de vue microscopique pour les questions où ce point de vue apparaît :

• Question E (son émis plus fort, va-t-il plus vite ?) : 4 élèves (1,5%) ;

• Question I (qu'est-ce qui fait qu'on entend un son dans quatre situations différentes) : aucun élève avant enseignement, de 9 à 13 élèves (4% à 5%) après enseignement selon la situation ;

• Question L (ambulance qui se déplace) : 0% avant enseignement, 1% après ;

• Question N : aucun élève avant enseignement, 11 élèves (4%) après ;

• Question R (voir plus loin) : 3 élèves avant, 4 élèves après ;

De plus, nous avons noté que les élèves concernés ont généralement suivi la progression élaborée par le groupe SOC.

Rappelons à ce stade que le groupe SOC insiste sur l'interprétation microscopique de la propagation du son. Il se démarque ainsi quelque peu des consignes officielles surtout depuis que celles-ci ont été revues (cf. chapitre II). Un modèle microscopique est proposé et utilisé pour interpréter certaines situations expérimentales (cf. chapitre VI, partie B). Cette utilisation du modèle reste difficile dans la mesure où, pour le faire fonctionner de façon fructueuse, l'élève doit pouvoir passer d'un modèle écrit en langage naturel et accompagné de schémas à une représentation animée des objets et des événements.

Nous n'avons pas connaissance de ce qui a été enseigné à ce sujet dans les classes n'ayant pas suivi la progression SOC. Nous ne pouvons pas, en particulier, affirmer que dans ces classes les allégements évoqués ont été suivis (il n'y a aucune obligation à les suivre, ces allégements sont proposés).

La question est, comme dans le modèle proposé par le groupe SOC, formulée en langage naturel et à l'aide d'un schéma sur lequel les élèves sont invités à travailler. Nous avons de bonnes raisons de penser que ce schéma est un mode de représentation avec lequel les élèves ayant suivi la progression SOC sont relativement familiers.

Nous avons conscience de l'aspect très réducteur de la présentation qui est faite, et qui peut même aller contre certaines représentations qu'ont les élèves sur les constituants microscopiques d'un gaz. En particulier, il peut paraître surprenant d'avoir ranger en ordre les molécules. Ceci présente l'avantage de rendre les modifications que vont mentionner les élèves plus visibles. Mais ce choix peut induire la représentation dialectique : pour modifier quelque chose à cette disposition en ordre, le plus simple est de représenter les particules en désordre. Il pourrait être utile de reposer cette question avec des particules déjà en désordre. Par ailleurs nous avons utilisé le terme "molécules" alors qu'il aurait été plus correct (en tous les cas plus en accord avec les modèles proposés par la physique de parler de particules). Enfin, nous avons conscience de mélanger dans cette représentation des échelles qui ne sont pas du tout les mêmes. Le haut-parleur est schématisé à côté de particules (dont nous précisons qu'elles sont énormément grossies) alors que ces "objets" ne sont pas de même nature. Il semble cependant, au vu des réponses, que ceci ne gêne pas la compréhension de la question. Le haut-parleur semble effectivement vu comme le moyen pratique de représenter un émetteur de façon iconique.

Une difficulté supplémentaire dans l'élaboration de la question provenait du souci de faire décrire, par un nouveau schéma ou une modification de celui fourni, un phénomène qui, pour être correctement décrit, doit être considéré sur une certaine durée. Nous précisions en effet que le haut-parleur émet un son en permanence pour que les phénomènes imaginés soient stationnaires. Pour rendre la description dynamique, nous demandions alors de décrire "ce qu'il se passe au niveau des molécules durant un temps assez long". Les élèves pouvaient :

• d'une part représenter l'état de l'organisation spatiale des particules à un instant donné une fois le son installé ;

• d'autre part indiquer par des marqueurs dynamiques, tels que des flèches, l'évolution des événements subis par les particules.

La question n'est donc pas d'une compréhension simple et elle nécessite une réflexion relativement importante. Néanmoins, l'élève n'a pas a priori besoin de faire des aller-retours entre monde des modèles et mondes des objets et des événements pour répondre. Il peut se contenter de rester dans le monde des modèles (en l'occurrence microscopique).

L'explication demandée, quand elle est fournie, permet d'effectuer un codage plus juste de ce que le sujet a voulu représenter (pour expliquer en particulier ce qui se passe dans le temps).

Nous avons déjà quelques éléments d'analyse au sujet de cette question, provenant de la littérature en didactique. Les études a ce sujet ont essentiellement été menées au niveau universitaire. Mais nous avons vu que ce point de vue a rarement été étudié avec des sujets de début de lycée. Mentionnons cependant le travail de Varaine et Treillard (1998) qui, en proposant quasiment la même question à un petit échantillon de seconde avant enseignement, permet d'obtenir quelques idées sur la diversité des réponses graphiques (ce qui a été utile pour finaliser notre grille de codage), mais rien de très significatif. A ce niveau d'étude, nous pouvons nous attendre à observer, en plus des conceptions classiques connues pour les étudiants, soit des conceptions pas encore mises en évidence, soit des conceptions transférées de conceptions macroscopiques. Par exemple la conception qui consiste à penser que le son s'accompagne d'un courant d'air pourra être ici traduite par un déplacement d'ensemble des particules de gauche à droite.

Il sera bien sûr intéressant d'observer l'effet de l'enseignement sur les réponses. La vibration des particules sera-t-elle invoquée ? Dans ce cas, quel type de vibration ? Y aura-t-il mention de zones comprimées et dilatées ?

La diversité des réponses est telle que nous avons été obligé, pour cette question plus encore que pour les autres, de réajuster la grille d'analyse au fur et à mesure des dépouillements des versions préliminaires. En particulier nous verrons que même si elles ne sont pas représentatives d'un grand nombre d'élèves, certaines descriptions consistent à organiser les particules selon des motifs bien particuliers et très variés. Ces réponses sont cependant riches d'enseignement sur le type d'interférence qui peut exister entre différents modes de représentations autour d'un phénomène donné.

Le cadre conceptuel activé ici est de fait le n°2 (son hors source, dans le milieu). Nous pourrons cependant, lorsque c'est possible et en observant les mouvements attribués au particules, analyser plus précisément la répartition des réponses selon les deux cadres secondaires déjà mentionnés : le son en déplacement d'un point à un autre (CC2a) ou le son qui s'éparpille et/ou rayonne (CC2b).

Remarque sur le codage : Au cas où l'explication ne semble pas cohérente avec le schéma (ou du moins de l'éclaire pas du tout), si elle n'est pas claire, nous avons privilégié le schéma. Par contre, dans les cas où le schéma est statique alors que l'explication implique du dynamisme, nous avons privilégié l'explication en langage naturel.