1.3. Le(s) sens donné au mot macroscopique

L'analyse lexicologique du mot macroscopique à partir du dictionnaire de la langue française (voir chapitre 4), montre qu'il est possible de définir ce mot :

• soit par ce que l'on voit : ‘«’ ‘Se dit des objets, des phénomènes qui peuvent êtres observés à l'œil nu (opposé à microscopique’)», ce que nous modélisons par l'idée macro = voir
• soit par ce que l'on perçoit : ‘«’ ‘Se dit des objets, des phénomènes à l'échelle humaine, tels qu'ils peuvent être perçus directement par les sens, par opposition aux phénomènes à l'échelle moléculaire et atomique’», noté par l'idée macro = perceptible par les sens.

Durant la séquence d'enseignement le mot macroscopique apparaît la plupart du temps lorsque les élèves lisent à voix haute les énoncés des questions, ce qui ne nous donne aucune information particulière sur sa signification. Cependant, au cours du TP1, Anne et Ellen débattent de la signification de ce mot. Comme le montre le graphique ‘«’ ‘TP1 utilisation du mot macroscopique’» (voir dans l'annexe de l'analyse fine pendant, partie graphique Kronos), ce mot est utilisé au début du TP par l'enseignante lors de la présentation de la séquence d'enseignement, puis essentiellement durant l'activité 1 par Anne et Ellen ainsi que lors de la correction de cette activité. Nous présentons tout d'abord la définition qu'Anne donne à ce mot, puis nous illustrons les difficultés que cela peut engendrer pour les deux élèves. Nous finirons en illustrant son évolution au cours de cette activité. Voici donc un extrait de la discussion entre Anne et Ellen suite à la lecture de l'énoncé de la question P1A1Q3 (tableau 7.8).

Cet extrait montre que, pour Anne, le niveau macroscopique correspond à ce que l'on voit (idée macro = voir). Cette définition est suffisante du point de la physique pour décrire les solides ou les liquides, cependant elle pose un certain nombre de difficultés concernant les gaz, puisque la plupart ne sont pas visibles à l'œil nu. L'extrait suivant illustre une difficulté liée à l'utilisation de cette définition (tableau 7.9).

Le tableau 7.9 montre qu'Anne se limite à la définition : ‘«’ ‘le macroscopique c'est ce qu'on voit’ ‘»’ et donc qu'une quantité d'air ne peut pas être macroscopique, ce qui semble être approuvé par Ellen. De manière tout à fait cohérente avec cette idée, Anne considère que la quantité d'air dépend donc du niveau microscopique. Lorsque l'on appuie sur le piston d'une seringue fermée, il est possible de sentir de manière indirecte l'action de l'air. Pour rendre compte de ce phénomène macroscopique, il faut passer par le toucher, ce qui nécessite d'utiliser une définition différente.Dans la suite de cette question, l'enseignante va définir le niveau macroscopique (tableau 7.10).

Cet extrait montre la définition donnée par l'enseignante du mot macroscopique, comme ce qui est perceptible par les sens (toucher, vue ...), ce que nous notons par l'idée macro = perceptible par les sens. Il est intéressant de voir que cette idée est ensuite réutilisée par Ellen (tableau 7.11).

Dans le début du tableau 7.11, Anne s'en tient à ce qui est visible : pour elle, ce qui n'a pas changé entre les deux situations, c'est que le doigt bouche toujours la seringue. La suite de la discussion entre Anne et Ellen ainsi que leurs réponses écrites montrent qu'elles utilisent l'idée macro = perceptible par les sens, en s'appuyant particulièrement sur le toucher. Nous pensons que cette évolution au niveau du sens est vraisemblablement due à la définition que le professeur vient de donner juste avant, ainsi qu'au fait qu'Anne manipule la seringue et qu'elle a pu sentir indirectement par le toucher l'action de l'air. En revanche, comme le montre la discussion (tableau 7.12), la quantité reste au niveau microscopique pour Anne.

Le tableau 7.12 montre que, pour Anne, la quantité dépend toujours du niveau microscopique. Nous pensons qu'Anne réutilise l'idée macro = perceptible avec les sens, et compte tenu du fait que la quantité n'est pas perceptible directement avec les sens, elle considère qu'elle relève du niveau microscopique. L'extrait suivant présente la discussion entre l'enseignante et les élèves durant la correction de la question 3 (tableau 7.13).

Ce dernier extrait montre qu'Anne définit toujours le niveau macroscopique par ce que l'on voit, mais elle semble accepter que la quantité d'air relève de ce niveau. Suite à ce premier TP, il ne nous est pas possible de déterminer si l'une de ces idées (macro = voir ou macro = perceptible par les sens) s'est stabilisée pour Anne et pour Ellen. Cependant, il apparaît que durant l'activité 1, elles ont utilisé la seconde idée, ce qui témoigne d'un élargissement du sens donné au mot macroscopique. De plus, il semble que cet élargissement soit lié à l'intervention de l'enseignante ainsi qu'à la manipulation de la seringue par Anne et Ellen. Ces éléments du milieu sont notés : Professeur, Expérience (seringue).