I.5.1011 Le niveau des objets et des événements simulés

Le développement d’outils technologiques conduit à introduire un niveau supplémentaire, le niveau des objets et des événements simulés : il résulte de l’utilisation de l’outil informatique.

Nous avons considéré que pour reproduire des activités expérimentales utiles à l’apprentissage des concepts scientifiques, il nous fallait les simuler (Chapitre 4).

Ces simulations proposent, d’une part, une représentation ’réaliste’ du modèle afin que l’utilisateur s’en construise une idée. D’autre part, elles revêtissent des caractéristiques du monde réel en présentant des éléments et des objets familiers qui peuvent s’apparenter à ceux du champ expérimental. Ce niveau possède donc à la fois des attributs du modèle et des attributs du champ expérimental. Par exemple, la Figure 3 présente la simulation du mouvement d’aller-retour d’une membrane de haut-parleur représentée par un trait dont il est possible de faire varier la fréquence et l’amplitude à partir de deux boutons ’simulés’. L’élaboration de cette simulation a consisté en l’implémentation du modèle analytique associé au mouvement vibratoire sinusoïdal (position calculée à chaque instant) selon l’expression Asin(2πft) (ou A et f sont respectivement les valeurs de l’amplitude et de la fréquence que l’utilisateur pourra modifier) afin de reproduire le mouvement de la membrane.

A partir de cet exemple, nous constatons qu’une telle simulation se réfère :

• au champ expérimental via les objets représentés (une coupe de haut-parleur, une membrane du haut-parleur représentée par un trait),

• à une théorie et un modèle puisqu’il est possible d’agir sur les grandeurs fréquence et amplitude, qui sont des concepts du cadre théorique physique du savoir en jeu.

Figure 3 Exemple du ’niveau’ Objets et événements simulés

Ainsi, ces simulations donnent l’occasion de reproduire des activités expérimentales essentielles à l’apprentissage de la démarche de la modélisation (Larcher, 1996, p.163) puisqu’elles peuvent :

• favoriser un réinvestissement des connaissances dont dispose le sujet pour expliquer une situation expérimentale particulière,

• présenter des événements en contradiction avec les modèles personnels des élèves,

• manipuler des objets et observer des événements dans l’objectif de mieux comprendre le savoir enseigné.