1. Utilisation du registre schématique

L’utilisation des registres sémiotiques nous pose un problème. Au niveau de nos données nous n’avons pas la procédure détaillée de la construction de schéma pour les élèves mais nous avons la description au niveau verbal des actions menées par les élèves et la façon dont ils construisent leurs schémas. En ce qui concerne l’enseignant nous avons la procédure et le commentaire de ce qu’il construit ou projette au tableau.

Le registre schématique a pris une place de plus en plus importante au fur et à mesure dans la progression de la séquence, il présente un élément du modèle qui sert pour expliquer les situations ou faire l’institutionnalisation pour l’enseignant, et sert comme moyen pour expliquer, prévoir, ou interpréter pour les élèves. L’enseignant demande généralement à toute la classe de construire un schéma qui traduit le modèle. Ceci a permis le recours spontané des élèves à des moments de prévision ou d’explication des résultats de l’expérience ou d’exercices consistant à construire un schéma en utilisant les rayons et les faisceaux de lumière. Nous présentons dans ce qui suit des exemples qui illustrent ces affirmations.

Le premier exemple que nous présentons se situe au cours de la tâche 0. Un moyen pour aider les élèves à donner du sens aux alinéas du texte du modèle et à faire le lien entre l’observation et la théorie est la référence au schéma. Le statut de schéma se présente pour l’enseignant comme un statut descriptif et explicatif de certaines connaissances en optique : « non alors qu’est-ce qu’on aurait pu faire pour le schéma pour traduire le modèle (?) ». Il demande aux élèves de changer la forme de représentation, et insiste sur la construction d’un schéma « d’opticien » et pas d’un schéma « de tous les jours ». Le premier schéma dit « de tous les jours » est une représentation analogique de la situation matérielle ; par contre le deuxième schéma « d’opticien » est un schéma qui modélise la forme du bécher en un flacon rectangulaire et qui modélise la lumière par des rayons ce qui est déjà présenté dans l’alinéa 3 du texte du modèle (l’énoncé de l’expérience et deux schémas de ces deux catégories sont présentés dans l’annexe). Pour Alexandre, la référence à des connaissances pour la construction d’un schéma se fait à partir de ce qu’il voit dans l’expérience (0/221-222) et de ce qu’il a déjà comme connaissances dans le monde des objets/ événements (0/223) « lentille ». Il fait le lien entre ce qu’il a construit comme connaissances et la schématisation demandée il pense que « l’eau-l’eau sert de lentille à peu près » ce qui n’est pas conforme aux attentes de l’enseignant qui lui répond en demandant de donner une explication de la situation (0/230). L’enseignant suggère la référence au texte du modèle (alinéa 3) « faire fonctionner un modèle d’optique, vos connaissances de seconde » en utilisant des rayons et des faisceaux de lumière.

Au cours de la tâche 8 « modélisation d’une lentille mince convergente », L’enseignant donne l’instruction que les point B, O et B’ sont alignés (8/63), les deux élèves font la construction des rayons parallèles à l’axe de la lentille en tenant compte de cette intervention (8/61-79).

Au cours du développement de la séquence les deux élèves se sont approprié les éléments du modèle pour la construction du schéma en optique tels que l’utilisation des rayons et des faisceaux de lumière, la modélisation de la lentille par un segment à deux flèches aux extrémités, l’objet, l’image…. Les deux élèves verbalisent ces mots en faisant la construction d’un schéma ou en décrivant un schéma projeté au tableau comme cette verbalisation de Mathieu qui précise la position et le type du rayon par rapport à l’axe de la lentille « le rayon incident est parallèle à l’axe de la lentille c’est ça comme ça  » (8/120). La schématisation de l’objet symbolisé AB ou de l’image symbolisée A’B’ se fait à partir des valeurs données par l’enseignant ou cherchée par les élèves par le calcul ce que nous verrons dans le paragraphe suivant.