VI.011’Reproduire le même son’

Les trois tâches suivantes, correspondent à trois onglets contenus dans la même page-écran intitulée ’Reproduire le même son’. Elles visent à finaliser l’étude sur la relation entre le phénomène sonore et le phénomène physique en proposant :

• une question à réponse à choix multiples (QCM) sur les caractéristiques du son ;

• une expérience qui donne lieu à la reproduction d’un son uniquement en modifiant les caractéristiques du son ;

• une expérience qui met en jeu deux représentations des grandeurs caractéristiques de la tension électrique via l’oscilloscope et le générateur basse fréquence dont l’objectif est aussi de reproduire un son.

VI.1 Tâche 16 : ’Question’

VI.1.1 Enoncé

’Qu’est ce qui fait que deux sons sont identiques au niveau de la perception ?

Cochez deux réponses :

• Ils ont la même amplitude

• Ils ont la même fréquence

• Ils ont la même hauteur

• Ils ont le même volume sonore’

Cette question située dans le premier onglet de la demi-page-écran de droite, fait référence à la problématique de la séance : étude de deux des caractéristiques du son selon que l’on se place au niveau du phénomène physique ou sonore. En effet, selon le domaine de référence la description sera différente : ici le domaine désigné est le domaine sonore. Une telle question rendra possible d’apprécier la manière dont les élèves lisent les contenus proposés sur une page-écran et l’intérêt qu’ils peuvent porter aux termes utilisés : hauteur et volume.

VI.1.2 Les éléments de la situation

VI.1.2.1 L’organisation de la page-écran

Le Tableau 41 présente l’organisation de la page-écran selon les niveaux de savoir et les systèmes sémiotiques.

VI.1.2.2 Les ressources

Les ressources internes communes aux trois tâches

Les ressources internes sont de deux types : le mini-dictionnaire et l’onglet Aide que nous détaillons dans le tableau ci-dessous (Tableau 42).

VI.1.2.3 Le système institutionnel

• Le bouton de demande de validation de la réponse
  A la demande de validation de la réponse, le système retourne deux messages : dans le cas où la réponse est celle attendue ’C’est exact !!! Cependant, il vous est conseillé de consulter la réponse du professeur pour en savoir plus.’, sinon le message renvoyé est ’La réponse est incorrecte ou incomplète. Vous pouvez consulter l’aide avant de répondre à nouveau.’.

• Le bouton réponse (du professeur)
  La réponse indique l’une des conditions pour que deux sons soient identiques : ’Si deux sons possèdent le même volume sonore et la même hauteur, on peut alors dire qu’ils sont identiques.’

VI.1.3 Réalisation de la tâche et activités des élèves

VI.1.3.1 Les réponses possibles

Nous attendons que les élèves répondent la hauteur et le volume sonore ce qui consiste à mettre en oeuvre le niveau théorie-modèle. Cependant, nous supposons que les élèves répondront fréquence et amplitude car la plupart des tâches précédentes se rapportaient à ces grandeurs. De plus, une lecture rapide de la question peut conduire à s’interroger principalement sur ’Qu’est ce qui fait que deux sons sont identiques’ et dire que toutes les propositions sont exactes.

Activités des élèves

Nous supposons que l’activité observable des élèves est réduite à lire, cocher une case. La Figure 129 présente selon les niveaux de savoir de l’énoncé ceux que les élèves sont censés utiliser et mettre en relation.

VI.1.4 Connaissances à mobiliser

Nous nous atttendons à ce que les élèves mettent en oeuvre les connaissances relatives aux grandeurs caractéristiques du son.

VI.2 Tâche 17 : ’Expérience 1’

VI.2.1 Enoncé

Reproduire le son de référence émis par le haut-parleur de gauche à l’aide des boutons fort / faible et aigu / grave.

Attention seule votre perception auditive vous conduira à la bonne réponse !

Cette tâche donne l’occasion de reproduire un son en utilisant uniquement les termes se rapportant à la perception sonore ce qui est favorisé par les intitulés des deux boutons de la simulation ’réglage aigu/grave’ et ’réglage fort/faible’.

VI.2.2 Les éléments de la situation

VI.2.2.1 L’organisation de la page-écran

Le Tableau 43 présente l’organisation de la page-écran selon les niveaux de savoir et les systèmes sémiotiques.

VI.1.2.2 Le système institutionnel

Le bouton de demande de validation de la réponse

Dans le cas où les deux sons créés sont semblables, la demande de validation retourne le message ’Si deux sons possédent la même hauteur et le même volume sonore, on peut alors dire qu’ils sont identiques. Pour continuer l’expérience avec un autre son de référence il faut cliquer sur ’Suite’.’, sinon le message suivant est renvoyé ’Les deux sons sont différents. Utilisez les deux boutons pour reproduire le son de référence. Vous pouvez également consulter l’aide.’.

VI.2.3 Activités des élèves

Nous supposons que l’activité observable des élèves est réduite à lire, écouter un son et actionner un simulateur. La Figure 130 présente selon les niveaux de savoir de l’énoncé ceux que les élèves sont censés utiliser et mettre en relation.

VI.2.4 Connaissances à mobiliser

Pour réaliser, cette tâche nous souhaitons que les élèves mettent en oeuvre le vocabulaire relatif à la perception sonore.

VI.3 Tâche 18 : ’Expérience 2’

VI.3.1 Enoncé

’Reproduire le son entendu à l’aide des boutons fréquence et amplitude et de l’oscillogramme que vous allez construire au fur et à mesure.’

En fait cette tâche est sensiblement la même que la tâche 15 : elle présente aussi deux représentations des grandeurs caractéristiques du son via l’oscilloscope et le générateur basse fréquence par l’intermédiaire des boutons ’réglages de la fréquence et de l’amplitude’. Dans cette dernière nous proposons deux oscilloscopes permettant ainsi d’observer à la fois la représentation de la tension électrique liée au haut-parleur de référence et au haut-parleur à étudier.

VI.3.2 Les éléments de la situation

VI.3.2.1 L’organisation de la page-écran

Le Tableau 44 présente l’organisation de la page-écran selon les niveaux de savoir et les systèmes sémiotiques.

Le système institutionnel

• Le bouton de demande de validation de la réponse
  Dans le cas où les deux sons créés sont différents, la demande de validation retourne le message ’Les deux oscillogrammes sont différents !!! Utilisez les deux boutons pour reproduire l’oscillogramme de référence. Vous pouvez également consulter l’aide.’, sinon, si les sons sont semblables le message est ’Les deux oscillogrammes sont identiques, mais il est conseillé de consulter la réponse pour de plus amples explications.’

• Le bouton réponse (du professeur)
  La réponse donnée insiste sur les caractéristiques dont il faut tenir compte pour reproduire un son : ’Les deux sons émis ont la même hauteur et le même volume sonore. Les fréquences de vibration et les amplitudes de vibration des deux haut-parleurs sont identiques.’

VI.3.3 Réalisation de la tâche et activités des élèves

VI.3.3.1 Les réponses possibles

Pour réaliser cette expérience, nous pouvons nous attendre à trois types de stratégie :

1. Reproduire le son en utilisant uniquement les boutons réglages de la fréquence et de l’amplitude et en comparant les deux sons. Cette stratégie amène les élèves à mettre en relation le niveau de la théorie-modèle et le niveau des objets événements simulés (événement son). Mise en oeuvre d’un seul système sémiotique : le langage naturel.

2. Reproduire le son en utilisant principalement l’oscilloscope en recopiant l’oscillogramme de la tension de référence et en comparant éventuellement les deux sons. Cette stratégie conduit à mettre en oeuvre soit uniquement le niveau des objets événements simulés (sous niveau mesure, et événement son), soit d’articuler les niveaux théorie-modèle et objets événements simulés (sous niveau mesure). Mise en oeuvre d’un seul système sémiotique : la représentation graphique.

3. Combiner les deux stratégies précédentes : reproduire le son à partir des boutons fréquence et amplitude en comparant les sons, puis comparer les deux oscillogrammes obtenus. Les élèves seraient censés mettre en oeuvre les relations précédentes et mettre en relation les des deux systèmes sémiotiques : langage naturel et représentation graphique.

VI.3.3.2 Activités des élèves

Nous supposons que l’activité observable des élèves est réduite à lire, écouter un son et actionner une simulation. La Figure 131 présente selon les niveaux de savoir de l’énoncé ceux que les élèves sont censés utiliser et mettre en relation.

VI.3.4 Connaissances à mobiliser

Nous nous attendons à ce que les élèves mettent en oeuvre les connaissances relatives aux relations entre les grandeurs caractéristiques de la vibration et la perception sonore.