VIII.1.12.2 Présentation

Cette question est la seule du questionnaire formulée dans les termes de la physique. Elle n'est en conséquence présente qu'après enseignement (pour assurer une compréhension minimale).

C'est la modélisation des paramètres perceptifs par les grandeurs physiques de la vibration correspondante qui est en jeu ici. La formulation même présuppose des connaissances importantes : nécessité de quelque chose en vibration pour avoir un son, utilisation de paramètres physiques pour caractériser toute vibration, concepts de niveau acoustique, hauteur et timbre.

Le contexte est donc clairement celui de la physique et en particulier celui du savoir à enseigner. Les concepts qui, du point de vue du savoir à enseigner, permettent de caractériser les sensations perceptives (niveau acoustique, hauteur, timbre) sont réintroduits, puis il est demandé de désigner les concepts de la physique, paramètres de la vibration, à mettre en correspondance. Cette question met donc en jeu d'une part un vocabulaire complexe, d'autre part une activité délicate visant à faire fonctionner le modèle (explicité comme tel ou non en classe) de la vibration sonore en relation avec les sons perçus. En particulier, les termes "paramètres" et "concepts physiques" ne sont pas forcément bien compris et l'objet de la question peut ne pas être saisi.

Jusque dans sa présentation, la question peut apparaître complexe puisque le deuxième tableau se réfère au premier en évoquant l'évolution dynamique respective des paramètres pour créer l'effet perceptif décrit.

Finalement, cette question peut facilement être reconnue par l'élève comme une "question de physique" que son enseignant aurait pu lui poser en séance d'évaluation.

Remarque : nous n'avons volontairement pas souhaité demander le paramètre physique qui gouverne ou détermine la propriété (nous avons préférer le verbe correspondre), dans la mesure où le lien n'est pas strict mais résulte d'une simplification qui constitue une bonne approximation. La correspondance est bien fixée par la physique, dans un processus de modélisation. Pour une critique plus approfondie de l'importance de ces liens dans l'enseignement, nous renvoyons aux chapitres I et II.

Le groupe SOC insiste beaucoup sur les deux premiers liens évoqués ici (formulés en ces termes). Le contenu qu'il propose s'attache à expliciter la différence entre ce qui relève de la perception et ce qui relève du modèle.

Le savoir à enseigner, tel que présenté dans le programme de seconde de lie pas explicitement niveau sonore et amplitude de vibration. Ce sont davantage les concepts d'intensité et de puissance sonore qui sont étudiés. Par contre "Associer la notion de hauteur d'un son à la fréquence de celui-ci" fait partie des compétences exigibles ou en cours d'apprentissage. On remarquera qu'il n'est jamais explicitement fait de liens dans le programme entre fréquence du son et fréquence de la vibration source (le lien, implicite, est assuré par la fréquence de la tension correspondante visualisée à l'oscilloscope).

Le timbre est aussi une notion au programme.

Malgré toutes ces précisions, il est logique de penser que le contenu d'enseignement peut permettre de donner la réponse suivante, "juste" du point de vue du savoir à enseigner :

Tableau VIII.1-10 : question T, réponses "juste" du point de vue du savoir à enseigner

caractéristique du son:	niveau acoustique	Hauteur	timbre
paramètre physique:	AMPLITUDE de la vibration	FREQUENCE de la vibration	FORME (ou SPECTRE) de la vibration
	Doit AUGMENTER pour que le son soit plus fort	doit AUGMENTER pour que le son soit plus aigu	Doit SE COMPLEXIFIER pour que le son soit plus riche

La dernière colonne est évidemment la plus difficile à formuler puisqu'il faut fournir un paramètre de la vibration déterminant le timbre. L'objectif n'était pas ici de contrôler cette connaissance mais davantage de "compléter" le problème en référence à la façon dont le savoir à enseigner caractérise le son (caractérisé par 3 propriétés).

Les objectifs plus généraux de cette question étaient les suivants :

• déterminer la capacité à comprendre une question impliquant une modélisation forte ;

• observer les termes avancés pour désigner les concepts ou paramètres physique liés à la hauteur et au niveau acoustique ;

• observer les éventuelles différences entre les deux populations étudiées ; en particulier le modèle proposé par le groupe SOC apporte-t-il vraiment quelque chose pour la description de ce type de phénomènes ?