I.011Introduction du phénomène

L’objectif principal de ce début de TP est de favoriser chez les élèves, à partir d’une situation connue, un premier questionnement relatif au rôle du milieu de propagation dans la perception d’un son. Cette introduction va être présentée à partir de quatre tâches, chacune correspondant à une page-écran :

• La première, intitulée ’Introduction’, présente succinctement le problème auquel les élèves vont devoir répondre.

• Les deux tâches suivantes sont censées introduire un questionnement chez les élèves : elles donnent lieu à un rappel de la situation connue de l’indien⁶⁵ modélisée à partir de la chaîne sonore puis à une nouvelle situation issue de la précédente à partir de laquelle nous tentons de donner une première ’idée’ du rôle important joué par le milieu. Elles sont intitulées ’Rappel’ et ’Une partie du rail est enlevée’.

• La dernière, intitulé ’Etude du phénomène’, reprend l’événement observé et soulève une première relation entre le milieu de propagation et la perception sonore.

I.1 Tâche 1 : ’Introduction’

I.1.1 Enoncé

’Dans le TP précédent, vous avez étudié le comportement de diverses sources de son (diapason, haut-parleur, tambourin...).

Maintenant, vous allez déterminer la condition nécessaire pour que les vibrations de l’émetteur se transmettent au récepteur.’

Cette première page-écran constitue un lien entre la séquence précédente dont l’objectif est d’étudier et de modéliser à l’aide des grandeurs fréquence et amplitude le comportement des sources de son et celle-ci qui se propose de déterminer ’la condition nécessaire pour que les vibrations de l’émetteur se transmettent au récepteur’. Ainsi, cette première tâche énonce globalement la problématique de cette nouvelle séquence.

I.1.2 Activités des élèves

Nous supposons que l’activité des élèves est réduite à : lire et écouter le texte oral énoncé par Fripini.

I.2 Tâche 2 : ’Rappel : l’indien écoute le train arriver’ 

I.2.1 Enoncé

’La chaîne sonore

D’après la situation la chaîne sonore est constituée par :

Conclusion

La chaîne sonore est complète. L’indien entend le train. Le son émis par le train se propage dans les rails d’acier qu’entend l’indien’.

L’objectif de cette page-écran, qui propose une situation connue et décrite à partir d’un modèle déjà utilisé par les élèves, est d’aménager un terrain favorable à l’appropriation de nouvelles connaissances à partir d’une situation proche de celle-ci.

I.2.2 Les éléments de la situation

I.2.2.1 L’organisation de la page écran

Le Tableau 2 donne les niveaux de savoir et les systèmes sémiotiques contenus dans la page-écran.

Tableau 2 : L’organisation de la page-écran ’Rappel’

Demi-page-écran de gauche		Demi-page-écran de droite
Niveaux de savoir	Systèmes sémiotiques	Niveaux de savoir	Systèmes sémiotiques
Théorie modèle	Représentation symbolique	Champ expérimental	Image
Relation théorie-modèle champ expérimental	Langage naturel

I.2.3 Activités des élèves

Nous supposons que l’activité des élèves se limite à la lecture du rappel de la situation modélisée et à l’observation du dessin de la situation.

I.3 Tâche 3 : ’Situation 2 une partie du rail est enlevée’

I.3.1 Enoncé

’Les éléments de la chaîne sonore qui n’existent plus sont remplacés par ’aucun’.

La chaîne sonore

D’après la situation la chaîne sonore est constituée par

Réponse

La chaîne sonore est incomplète. Il n’y a pas de son qui se propage du train à l’indien. Il y a donc un émetteur, aucun milieu de propagation et aucun récepteur. ’

L’objectif de cette tâche est d’aider les élèves à prendre conscience que ’l’absence du milieu de propagation’ conduit à ne plus percevoir le son émis par le train. Cette illustration peut sembler singulière⁶⁶ du point de vue de la physique, mais elle est censée permettre aux élèves de voir dès l’ouverture de la page-écran la différence entre les deux situations et de pouvoir ’assez aisément’ mettre en relation la situation avec la chaîne sonore ainsi construite.

De plus, la présentation, dans deux demi-pages-écrans distinctes, de la modélisation de la situation et de son illustration a pour but que les élèves :

• réalisent un possible traitement sur le représentant en langage naturel (la conclusion), ce qui peut correspondre à paraphraser ou reformuler par exemple ;

• effectuent une conversion d’un système sémiotique à un autre par exemple de l’image à la représentation symbolique associée à la chaîne sonore ce qui conduit à les mettre en relation.

Figure 100 : L’activité sémiotique possible à partir de la tâche ’Situation 2’

I.3.2 Les éléments de la situation

I.3.2.1 L’organisation de la page écran

Cette page-écran divisée en deux répond aux contraintes d’organisation des contenus. Le Tableau 3 donne les niveaux de savoir et les systèmes sémiotiques contenus dans la page-écran.

Tableau 3 : L’organisation de la page-écran ’Situation 2’

Demi-page-écran de gauche		Demi-page-écran de droite
Niveaux de savoir	Systèmes sémiotiques	Niveaux de savoir	Systèmes sémiotiques
Théorie modèle	Représentation symbolique	Champ expérimental	Image
Relation théorie-modèle champ expérimental	Langage naturel

I.3.3 Activités des élèves

L’activité des élèves semble se limiter à lire un texte et à observer le dessin.

I.4 Tâche 4 : ’Etude du phénomène’

I.4.1 Enoncé

’Dans l’exemple précédent, vous avez constaté que le fait de couper les rails empêche l’indien d’entendre le son émis par le train. Ainsi, il semble que la propagation du son dépend de la nature du milieu.’

Cette page écran résume la situation précédente et introduit l’hypothèse selon laquelle le milieu de propagation joue un rôle dans la propagation du son. Le contenu de cette page-écran se réfère à la fois au niveau du champ expérimental et au niveau de la théorie-modèle.

I.4.2 Les éléments de la situation

I.4.2.1 L’organisation de la page écran

L’analyse de la page-écran selon les niveaux de savoir et les systèmes sémiotiques est donnée dans le Tableau 4.

Tableau 4 : L’organisation de la page-écran ’Etude du phénomène’

Page-écran
Niveaux de savoir	Systèmes sémiotiques
Théorie modèle	Langage naturel
Champ expérimental	Langage naturel

I.4.2.1 Divers

Fripini énonce ce que l’élève va rencontrer par la suite : ’Maintenant vous allez travailler à partir de deux expériences’.

I.4.3 Activités des élèves

L’activité des élèves se réduit à lire le contenu de la page-écran.