LES DEWlRClIES EXPERIMENTALES D/AOOLESCENTS EN cOURS DE
fOAWITlrn
L'EXÉCllTlrn DE TRAVAUX
PRATIQUESD'
~LECTROIIlQUE.PAR
B. GILLET
-(SERVICE DE REClIERClIES DEL/I.N,E,T.O,P.- C.N.A.M,V(l)
(1) Ce travail a igalement ntilisi les moyens qne nons devons à I·E.P.H.E. Je Section (l.aboratoire de Psychologie différentielle). an C.N.R.S. (E.ILA. n° 79) et à l'Universitê de Paris V.
cil!
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Nous o)~nons acLucll1eDlt~nt d~s rech~rches sur l~ raU~UnntHII~llt tt:dud que. Nous prés~lltons ici nos observations relatives au travaii sur Dlaulages électl i-ques.
Ce travail proposé à des techniciens ~n électronique préparant le
8accalau<éat F2 , est tout il fait rel'ré.entatif de celui qui leur est de",alldé au COllfS des séallces de travallX pratiques et qui leur sera êgalewellt proposé dans leur vie professionnelle. Ou demandt! aux sujets d'élaborer un wontag~qui
aura certaines propriétés préalablement définies. Dans notre cas, la solutiun
est unique muis il nlen ~st pas toujours ainsi. Il s'agit d'une dénla[ch~ ~xpé[i
melltale puisque le sujet pose une hypothè.e sur le (ou les) objet(s) qu'il
pour-fait utiliser, effectue un montage destiné à éprouver cette hypothèse et en
conclut, en vérifiant sur ses appareils de mesur~, si le muntage permet 011 IIUU
J'oLtenir les résultats attendus. Noul:i présenterons d'abord les condi tiuns d.uas
lesquelles nous avons recueilli nos observations, ensuite les cadres r~tellus
pOlir l'analyse de la tâche et celle des conduite. ,les sujets et enfin nOlis dé-veloppt!rons les principaux résultats observés.
11 - L'EXPERHIEN1ATlON.
Comme nOlis l'avons indiqué, i l s'agit d'élèves de l'enseignement teehni'lue préparant le Baccalauréat F2. En 1973-14, nous avons interrogé l'lus de cellt élèves sur des exercices d'électronique divers, mais avec des épn:~uv~ti
papier-crayon uniquement. En 1915-16, nous avons complété les observaLÏons en demandant il
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élève. de travailler sur des ",ontages. Ces élève. ont éré tirés au hasard dan. le. cla.ses de onze établissements de la Ré~lon Parisienne dansle.quel. nous étions d~jà inteJ:venu lors de la première expérimenration.
NOliS avons demandé aux élève. d'obtenir point l'sr point un tracé graphique qu'ils connaissent bien parce qu'ils l'utilisent conuoe technique de résolution de problème. : la droite de charge (D.C.) d'un montage alîlDentaut une diode(Z)(cf.Annexe fig.lI). Le tracé de ce graphique est consécutif à
(2) Alors que la resistance est un conducteur, c'est-à-dire que placée dans un eircuit alimenté par un courant alternatif, elle le laisse passer daus les deux sens, la diude est lIlI semi-conducteur. c't!st-à-dire qu'elle n~ le lai~::ie passer que dans un .eul sens, le bloquant (ou pre.que) dans l'autre.
tL.!
II~lL.lLli~HiCUlcnl d'UU~ rclaliun clit.re tiYllIlJu]cti '-l!.)rë::icnt~nl Jes gnJlHlcUfti
IJhy-~iIIUi~::i (Îlllcutiités(:nJ lcu::iiuus. clt.:.), éldLlit:f6cllh.~ntltonl nuus dVUUti déià IUOII-lié le. difU<:lllLéti (Il. GILLET el l'. CIIAI{Nlè'I'. 1~75. a). I d IIUU. V<lulull .. ubleuir
1I1tllll~.I~t: C(lrrct..:t.
\hl lJCCticUlt: (j'aLunJ à i'êlëvè lIU scllêuliJ (...:f. AllUI;;:h.\:. fig,.l) [cPl~
:jeulduL un g,éué['al~ul-(])Je furce elc(:ll"ulIIutCÎcc E(]) i.Jlimeutdlll UIII.! ré~itildHU...~
~i...: 11&:uleL'liu'l (Ull cé::dsLaucc Je c.:hdL-t!C KL) ct la iJiotil:. Lc tiuj~t llui ( d'dlanJ
èlaltJi," i'etluaLiuu 1I.~IH"é~cntiJut t1inlclitiite liu eUl1ralll eu funeliunlte la Icu:..iiuH
Ile tiu[lic. J'uu il cn (:onc]Ul 4UC ~ ct He 60l1l Jes CUIISLJlllcS Ile l'é"luatiulI.
Cl.:lle-L'i ètil eutillÎtt;: lracêt:! g,rdphill"tHlleut dans un systèllle de LUU[ltunlH!l.'~ L<JlLe-tilellilca Jali~ l~"'luel on a Jéja l'cpl~escllté "Lu U(I"_h;tl11'iûti(l~t! é~xpl..~l·illll~"lld,jlJc
L. Jiode. c'csl-a-l1i["~lu couI-1H~ ûlJt~nuc eu l-clcviJul cmpi riquclilcut inlclI::iile cl
ll.:Il.::iÎuu <..lUX IHlruc8 Je cette tliùdc (cf. 1,)7b-]). lo'illalcllleill uu fùurnil iJU sujl~l
Ica ulJjcL:li cl iJvpareils Lie IDctilU-e nêt:cs::H1ÎrCti ct 011 lui delllilude dt! r-éüli::icr un
luuulliJ.g.c (lui pcnncttTuiL d'obtcnir Lclt~ Jruilc de char~c. Lct exercice élant Ju
même type (IU~ CeUX IlaLjlut!:l]~lUtUl réali~:H~spdr les élèves, ils sonL inLt:rl·ug~:i.
cl guiJeti si uéLcssai U:, jUI:Hju'à J'oulcutiuu de cetle druile.
III - I.Et; CAIII{ES U' ANALYSE.
~i 1'011 désire Jépati~t..:r k champ de llcxef"ciec IlIêllle. Laut aU uiveüu
,h~ lu dè::H~l-illt:iulide la lâ(~he (ju'à celui 4-les couJuilcti ùbservées chez les elèvc:i,
il cal u(h:t:titi,iil'~ d'ela~(H'el" JCti lün~a~csd'uualysc 'l'li suielll gélH~I-iJUXct
l-Jèl--mcttéul l'cxlcu~iionJel:) l"êtiultül:i à C~ qui puuL"ruiL êlre ohLeuu tiur J'ilutre~
l:Kcn..:ict:tlllc: la même.:: "litH:ipliuc. uu même Je liititipliuc5 tccllui(llIè~ (jittêfculeti.
,
.~ Impu~c
(1) I.'illlcn.ilé c ..t lu quanlilé d'élcelddlé pa".'lIll JUIl" 1111 fil "U 1111 ",ili"l1
cuuûU,:l:cUL- cu une tiCCIHUJC. Elle sc lIlCtiUfe eH ;uupercti (ou cU llllilêa dél-iV~t,;:i).
lJu gélléralcUl" J~ (CIH:ijon ctil un üppill-eiJ IJl"ul.1l1i~dlll UII tiiguaL ClcCllillll~de
l CIHii01\ IJoUhé~.
I.ü fLHce tifiec fOl"" ..".fice (.t.C.H.'.) ~til. la c"r<JLlériti~~c!;;.;, ,~r.··,Ht iJIJP~.lI",~il llui. IJldlU.:hë wax !H)[1.!.'~t.. ·\~"~n ,-:if~' '.~~ecll"iltU'~J y fait (:i.ll:ulcl' uu CUUÎ.i.tlll. Elil..: :.i~ 1IIe..::.i l!~'{1 ';...!} vul : :;. i, t .l ' ..III •
l,oua avon~ pe11si
It:'s élèves effectuQln;;: ues tâches technjques. cct"tuiue5 f().r~I~..:!S ,.;,;'abstraction telles qu'elles sont souvent décrites par rlAGET (1974, 1971), nola~"ent l'abstraction logico-malhématique par laquelle le sujet construil des donnéos par coordination d'actions ~ffecttJé~ssur des objets. Il nous semble qut! le relevé empirique des valeurs en intensité et en tension aux bornc~ d'uu llbjèt technique et sa trad'Jction SOll9 fOl"D1e graphique est un processus d'abstrat.:tinu. De même. il tiemhle qu'on puisse considért!r la simplification d'un trac::é elllpiLiqu~ par référence à un modèle mathémutique (1975 - b) conune un exemvle de fo1O"alis,,-tion, ail sens piagétien du terme (1978). Bien que la D.C. soit d'origine déduCli-ve, c'est-à-dire soit la représenlation graphill"e d'une équation (entre symbule, désignant des grandeurs physiques), oblenue à partir des lois fondamentales de "élel:tricitê, ,'abstraction est ell oeuvre ici pllisqu'on demande aux ~lêves de ,'établir empiriquement, par coordination d'actions effectué~9sur des monLag,L~s. D~ pills. pour que le sujet puisse élaborer lin montage permettant d'obtenir un certain résultat, il faut non seulement qu'il soit capable d'abstraction mais également capable d'un processus inverse par lequel il attribue une sillnifica--tion empirique aux résultats qu'il obtient. Nous avons appelé "(JOHOI"éti8l.1tl·OIl"
ce proces~usgên€ral.
Nous po~tu)orls.Jonc qlle, s'i 1 r~lls9jt Ulle tiche sur montages. le sujt:!t est capable silDliltaném~ntou successivelllent d'un processus d'abstraction
ct d'un processus de concr~ti9atiol'.
Lorsque nOlis avons observé les élèves, nous nous sonunes surtout dt-taché à décrir~ lellr comportement en nous demandant quel(s) butes) ils fixaient à leur action. quelle(s) tactique(s) ils mettaienl en oeuvre pour atleindre leurs bnts et qnel(s) contr6Ie{s) ils exerçaient sur les résultats de leur action. Une te Ile ana 1yse cons t i tue ce que ft. INllELDER appe Ile une
",ma
l!l8~ jon"ti01melle" (1954), annoncée encore en 1955 mais IDoins dévelopvée par l'école de Genève que les analyses structurales, en termes d'opérations logiqoes.Afin de simplifier l'analyse de ces conduites, nous avons égalemenl introduit une codification des résultats produits par les élèves en ""ive<l14x de per·for·mwle,,". Ceux-ci présentent d'abord un intérêt pratique puisqu'ils indbluelll
l'écart entre le montage proposé et le montage attendu, mais ils ne sont pas
(4) Ici les prucessus sont les phéuomènes psychulogiques sous-jacents aux C O l l " S
-ponJances que le sujet établit entre toutes les donuées qui lui sont P[(,\,,,-sées ou qu'i1 construit : les montages, les schêlOas qui les représentent, les équations et relations, les tracés graphiques et les références Dlathéma-tiques (algébriques et géométriques).
tlilt~fc"ld Jlun uivuau Je l)crfdlïIlHlH:C il Ililutn~.
Ccti niveaux Je pcrtunlliJlH'C uul ~lé délerminétt a ~),.iÜhi à lIarl il" d~ti
t.:ülltraiulcs llUtiUlllo~è J~ (-Ôle JèS ~ymhulctj..Iuuû 1lêllualiun. Ainsi, l'UUlIUc uuu~
tl.JVlJUS dil, l:t:lle élluatiuu lUuutrc ljllè li.! foret: êlcl'lfulIIulricè du géH(Ù-ü[cur ct
la re~:iitildHt...:~ Je 6..:hal-gc Ri..: doivenl resle.- cOlltilaulctL 'l'''}llt muntage (lui Il~ l"CS-IJ\~I;lc PU:i ecs ilUlHÜ-aliiti fOlïllciti cal uitlurellclllcuL erruué cL ne pcnllL:l pas
d'üh-lcui. la droi le: lIoint Pd)' poillL. Il cil Ctit tic mèlul~ Je Luut IIlunlug~oÙ lü l'liil.:e
dlluuec ûUX ÛPll ..U-CÎI~ Je IIIctjll1c nc pCllllCl lHlti d'l)LLcui .. les grandeurs physiqucti
~uUhdilêc~,
Ccs deux CdfilctërcsJ cL JIüUll-cti .. Iuti tcchuÎt.1UCti, pefluctlcut UUIlL:
Ulle oetillitiüll uLjectivc Jeti uivcaux Je pcrfunuulll..:C : UOU!:i ue les preaclilcrol1:.J
piJ~ iL! puitH1UL: n.ùus Ile (louerIuns cH t.ÎIC1" tuute:'; Icti eUllclutiiUIHi pSydIUlug.i'llh.:ti
cl IJcJag,ogi4..1IléS intérc:)tidutc~. Nuuti nuuti l.:uuteulUllti Je 4u~1'IUC~ ()bs~"vi.JtilJua
glillêrülcs rcJdtivèti aux conduilcs des él~vcs.
POUl" llicn comprendre Icti Jifticulte=; de::i êlèves, il füul ulllt..:f l~HlI
dé suile deux cal'dClercfJ impul'LdUl~ llui renllcut ccl exercice cUlllplL~.xc. Ulalgre
'l'ùul t..I'alJùrJ i l ti~lIIlJlc (lue Id druite Je chilrgl.!, cn clle-lllêlll'~JI til.lÎl
plu~ raLtth.:iléè à l'uhjet tii(uê en tiut"lic(5) (Jiù..tcJ tran::îititur) llU'üll nhllltil~c
il 11cilloréc cl cela IJeul-êll"C pur uut:! düllgcreusc eCÙlllllllic ,le langage 'lui CÜIHluÎl
a paa.-Icl' plutôt. ,le "dl.~lfittJ
âJ
(:h.u'(jtJ Je il-l diJ..L.: ('U lilt t.l'<'(Il'J-ivl.l.)J'" "Ille Ile "dl'oil ..~ LiLl l~JuU'iJe l/14 !!!!!.!t~Ud alilltt::lli.l.lllt h, diudt!- 1)14 Id l.I'lUW/vl·op". Cetle tiilualiou Lcu(u ..(~~la IH'êgUijUC~ Je l'ubjet CH SUl-lit.! 'lue l'uil lluit jUtilCllk:nt n!lIllddt.:crPiJ.· UHe ..êtji~ldUC~ variable IHJur ul.!lcllir LÙll~ Jeti points Je celle th'l)iLc.
lj~tUc cKpéLill.lcutalc di: la JilhJ~, la viJl'j4lhl~ lh~ l'é<.tuaLÎun, dUUL Id lCHaiou il
ulJlcnil", pal~aîl ê[l-C cèlle aux lJunH~ti Je Id tli(hlc dhH~ qtH~ l~li..!til. CU fuil. c~llc
CH l:HHlic, jmJépcUiJauullèut de l'ohjt.:l. La Jiffil~lIl(ê:nait i t i de n.: (lU' i 1 t.:.llIl
l.llilclli .. uuc Lcn~iollvariable (pour uLtcnil Louti leti p(Jiut~.d •.dOl-ti l'Ut.! celle
U1e-tiU(eC (.lUX taH"IWd t..I'IIU~ t..IiUllt: U~ v<Jl-iè gui.~l"C ~l peul même êtl-c Cl.Hl.tilllercc pl-alÎ-lIIlCllh.:U l ~:UllUIlC uuc CUIiS Lünl c.
'"",' Uê;'"
(S) U<lll~ ftC 1'li...H~!'L;j,W,;;.
tiiun t~ê~ :\.·~nt LaBCl; ,II.: c~~;..Lrg';:
préticUlé, tL"ti lh·ux puÎlllti cUll"C :e:::.:que!s est UICSllrCl' ,~ o\.:ôté~ ~.,Hh..' o..:lltrl2c t:UUlpJl~lIilllt G'~''',"'';;\ll'H!- cl la
'':~ de t
1.... ll~
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M<:l~~rë: ;..,:~~ inconvénients il1hér~lils à J"..:;;,;e.·;;,:~c.~ ..~ëm~~ nou::I iidV 'lIl :i retenu car il nous paraît rt!présentatîf d~s tâches itet:~~niquesqui prêselll~llt à
<.I~s degrés divers lin aspect formel, de nature mathématique, et un aspect prati'~lIe
en11,iriq'Je, c'est-à-dire qu'elles s'exerc~ntsur de~ objets et mOI)tages r~cls l1uut les résultats peuvent êlre (sullt, ici) conformes à c~ux ol>tenus d1ulle 11IiJ nière déductive.
Dal15 ce paragraplle, OOU9 prêsentollS quelques observatiollS relilliv~~
il la fixation des buts par le sujet, à sun élahoration de tactiques et il ses
vérifications. Ce n'est que dans la conclusion g~nérale ~U~ nouS prùpuserolls
(luel«lues pri neipes pédagogiques généraux dêcou tant des diVers "niveall:I: de f('llu
-t-iOH/ldme1Jt" que nous avons dégagés de nos obs~rvations.
Avant tout. il fallt fair~ accepter l'exercic~par les êlêv~s caf, la D.C. étant Burtout une procédure graphiquet ils ne comprennent pas la néce::l-" Silé de la rechercher empiriqnement et ils se contenteraient bien du traçage préalable. Le travail mImis, la recherche de l'objectif il atteindre SUI'Pose Ulle lecture correcte du tracé de la Il.C., c'est-il-dire l'identification des graBdcurs physiques représentées et de leur valeur particuliêre. Certains él~ves s'en lic,t-uent à cett~ reconllaissanct!.~ mais ne traduisent pas cet olJjectif en terult~S expé-rimentaux : cOOUlient lire sur un appareil de me .. ure telle valeur pour telle g''',,-deur 1 Même si l'él~ve accepte de se poser le problème en ces termes, on peul constater que le montage est défectueux parce que la lecture du tracé a été incolnplète, imprécise. ou totalement erronée. Ainsi, pour obtenir les points de la D.C., situé .. sur les coordonnées où i l faut que l'une des valeurs suit maximum et Itautre nulle. nOlis avons pu constater que la moitié des sujct::l envî-ro •• fOllrnissait une ou plusieurs rêponses incorrectes dunt certaines 'taj~.ll dues, sans ambigtllté possible, à ulle lecture défectueuse des coordonnées des points à obtenir.
Ce phénomène s' exp
11
que par foi s par la consti
tu ti on des conl ellus insécablea dont parle M. REUCIILIN (1973). 11 est ainsi difficile à certains élèves de rechercher une valeur non nulle d'intensité "sanstellsion
!".tes buts se fixent aussi sur le montage puisque c'est à partir de lni, de ses propriétés que le sujet émet une hypoth~se sur la nature et la place de l'objet à utiliser. Or ces hypothèses Ile sont pas suggérées facilement, car
l'élève analyse souvent le montage de p["och~ en proche et sans en pl""endre 1I11~ vue d'ensemble ni le structurer d'une manière efficace: en distinguant Hile enlrée et une sortie. p1Jr exemple. Or cette distinction est fondamelllal~ici, car la résistance variable qui doit ~tre utilisée, f0urnit des résultals totale-Oient diffêrel1t~dans l'un et l'autre cas. C~tte absence de stI"uctllratiüll cunduit
Uu
(;lH"laillè~ ditfil:uiLêti pruvielilleUl Ullti~i Je l'atlÎluJc géuurule ljui
l:,)lltiitilc à tieparcr u.lülh~lIl.ali(llIt~tiel réülile phy~iltllel lu tiCl:ulhie Ile lluuvalll
tour-uir ,1 p'liu'li de l"étiullall:i pr~t:it>. "üUS I:l:~ n.Hlttiliullti, le sujel restreint
vuiùlI-lail'cUlcllt tlensemble Jc~ IHHi~iblc:J cl St.: Ji::ipCIll:a.: tlfctibiliti (J'Ii P(HJlTilil~ut êlr~
l'cfLiucntti.
l.a même delimiLdliuil LIu dlalUp liliUVl.'tiligdli ..11 :;;'uIJerC :.:h)llti Ilt~tlcl
dluuc lIlullitÎcdlion :;tpuutauéc de Lt contiignc. Au li~u llc r~dICn..:hèl· ~~~!.-~~!~~~!~~~~
:;)uf tes dppdu.:!ils Lie UltHiUh,:! les Jeux gu"uu.lt..:'U'ti phYbjtlUCri IH~LC::HLJÎrcl:O. IIinL'~Il~il e
c l la lelltiillll. c~rtainslies élèvc~ veulellt urguniticr leur lluvilil IdHCllwul t:UIlUIlt.=
il::i pcuVCUl pal"fuiti le tail-c cU TraVaUX p["ali'tUCti, t:hcrclH~rIJlle g,liilldclll-
elllpll"j-t.luclIIcUl IIIdi~ ca)cu)crl'aIlLu.~,cc lJui H'c~l piiS le bill l-ct.:ht;[ché ici. mais pl.'lIl
tic ClJUlpl-cuJrc couuue méLhùlle de lCilVdÎ1. !1 tiutfil t.llt)[~ de l"iJPl'elcf les èxigl~'h'~ti de Il ..:KCft.:it:c pour UI;iI,jUI-~l- lu tilwlitiillion Ju :;iujct.
L'éldhUl"uliou J'uue. tactj,!UC CUIIlÜ-Clltc PC!ïut:=ttm1l la miSe il II Jprcuvè
tI'Ulle hypotAlese f:XIJél"illlcn(iJ.)c suulèvc nomhre de diftiL:ultés qui peuvent
slo.:xpli-liller, J'UUl!: lUanière "cuérale, pu&.- l~ L:umporteltlCnt 4Ué Luut inJiviLiu lUi.UlÎ tctiLc
llaUli uuc tiÎluiJtion l:éellc où il a le libre t..:i&uix Je ticS llIuycrHi ftlaelil)lI ct. Jilille 1IIi..Ildel-C l.duti :;;pécifique, par le::i habitude::) cUlltrat..:Lecti au t.:UUfti Jes cx.c ....
-l:i l:Cti tiCUliJi ..-cs haLiLuet s.
1)lulic lIIanière génêl-ijlc ou ob::icrvl.' 'lue lcti élèves ùnt ::iUU\lcUl Ullc lCUl.LJut:c d~tic;t tivùnlanee à lUiluipli1er , ii "lJl:diJtd
i
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t ) j " ' , 4:lVi.lIlt luute allu1ysc dt~ Ic. tiillli.JLiun."0" oaiL tl,JS b-itJlt ,-/u'li J~'llt J~Û"I't: i"w d ptlti, I/i\ll·<i tJ/,j'i/I, Olj
LJtJl4UtJ (Ui i)ijuIIIJU"tJ ; (,}~ ne OLl puû ôJ'l-4JlfWj~l'â ".JÛill',''';,' l'J'/ij"t.i"Il,
.i,:
tlJld ...:J~J't.:t}/i" J i l un êlèvc. tl-ès IJl:"iculcUI: JliJ.[ QiIlt:urs.
C~tl.~ lcndiJlu.:~ I~UIHluil iJlIs~i l'clèvc li uliliscr :ipUllli.IIH~III\~ul Id l-e::ii:ité.llll':~ variat..l~1 qu'on lui pru)lüsc aVec les ilulh.~~ ohjetti. tiiJUti que Lct l~titiai ::ïùiL le L'ê:Hlllal d'uli chuix lleliLere.
"~J'i LJolH::J Pt·I.JLJ~J:JtJiJ lu lJ"tt.:1tt':Ufllt.~tl'l.-:,(:',..'Lil !JOlfJ' d't:tl Lit.:I'I'iJ' !" Ile la Ulêlll~ lUatdèrc. un IlèU( dire qUè Id IIIi1Hipuliltioll d'uhjel;ï tedllli4th~:Jc::il ,J'aburd Ulle IIhjuipuldlion J1ubjCLS cl ÙU pë'IL tic d~lui.lnJer tii ct:rlüiucs LL·Ul.:.t1 iVcti
Ile pl'u\licuucnt pus lie eUIUIHH-i.JÎtiOUS illiplicilc:l :Jur le LUlÎl tic l'lJéJt~lIe dt:lioll •
ouvrir UII cir ..:uiL. dclJrdltclwr 'III ohj...:t. tillpClpO:;àCr lleti Lit..:lh~:;i, C i l : .
TtJujlHI[""fj J'uue lU..Inii!l'c beller.llc. l:Ollülll: le:) type::i lie lIIuul.Jg.eti ~llul
1I1i.!iti H-"~lJ Ill~
:_·:t·"~~· "lth' le choix \~~
r~conmJf: inco;r;eccl2. G'-,,"~, la lUeme phénùmène 'lu! ex~~!..c~~~~ .C't':'J,.:i:.':: J~;:. err~U(:::I
dl! placement des appar-ei's de mesure. Ainsi, les deux tiers des élèves ont ilia1
placé le voltlDètre mais, pOlir la moitié d'entre eUK, ce fut après un plac""ltmt correct mais s'Ir lin mOlltage erroné. I.'~lêve n'ayallt pas dêcel' la cal.se J~s r~ 9ultat!:i obtenus pen~è qu'il s'agit du placeUl~llt du voltmètre, mais ce fai!;idnt il st interdit naturellement de trouv"r jalllais la bonne solution.
D'une manièr" plus spécifique, et malgré l'inorganisation apparente des essais, on remarque cepelldant qu'un ihlp~ratif est toujours respecté par les élèves: ne pas essayer de lIIontages susceptibles de détériorer les objets 011
appareils. Cette précaution explique que les élèves ne proposent jamais d'enlever la résistance de protection (R c ) avec les montages alors qu'elle l'est SUl des schéma:) où le risque apparaît moills facilement.
Nuus avons indiqué précédemment que la lecture du tcacé pouvait n'~tre pas suffisawnellt précise. mais souvent les illforrnations ~elevêes
(}'aplla-raiss~ntpas à l'élève couurJe des contraintes impératives qui fixent les 1 imi les
des manipulations possibles. Ainsi, 89 :l: des élèves proposent, il lin moment Oll à
un aut~e de leurs essais, de modifier les valeurs qui sont des constantes du
t~acé : la f.e.m. E du générateur qui est l'intersection de la D.C. avec ['axe
des abscisses ou la résistance Rc qui intervient pourtant dans la pent~ (-lIRe) de cette droite. Ces solutions s'expliquent au.si par les conduites haLituelles, puisque la meilleure manière d'obtenir une modification de l'intensité d'un cou-rant est de faire varier la tension d'alimentation ou une résistsnce du circuit.
Avec des montages, on observe trois types de vérification qui 60llt pills ou muins élaborés et qni off~ent des possibilités heuristiqnes différ"ntes pour la sllite du t~avail.
a) I.e contrôle du niveau le plUli faiLle consiste simplement à consta-ter que lell appareils de mesure ne fournissent pas les valeurs attendnes sans les relever, ni naturellement les interpréter. Les sujets très habitués aux mani-pulations se contentent souvent de ce contrôle hitif qui ne leut apporte en fait qu'une sen le info~lDation : 1e montage n'est pas corruct.
b) A un niveau pins élevé, la vérification consiste à relever un cer:-tain nombre de valeurs et à I~s reporter éVentuelltHllellt sur le graphique. Cette procédure est naturell"ment plus efficace puisqu'elle peut aider à cum-prendre les résultats qui ont été effectivement ubtenus. Les élèves scrupuleux qui ont acquis et qui suivent (~es méthodes de travai 1 trè8 scolaires opèrent ainsi tout natur~llelnent.Dlais si l'on veut éludier des êlèv~8 en situation
lIalUh..:ll~ uu Ut,; peul lcü invi ler il 'Jlil.llJlt~l· celle (ll-ocêJ ..re
tii
tel h: nl~lll IHH6 leur laal.i Llule.<:) ~"ril\ la méthude li" l'uutrôt" la (Jill" eiri<:an,. ",ai" la (,III"
.litfi-l:Î le. coutiÎ::ilc â iutcrpl"êlc['lc~ résultal~ prêcêJcllullèul H;:portéti. En tait. mêulc
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III<Jiti llue le I,oillt tlè ~i(ue i.tpvruxiauativcuh.:nt sur Id U.C. pül' hLlsarJ. Nuuti üVùlHi 1111 uhtiCl'vc! ljua.:: c'Ctil Let "i.lpJJ)·")J,;illl(lll-·1)01f1(~ttt"'J'd plHae l)ruldeUIl!. l~ ~ujl1L ne ,:;,ü,-:I& ...ul jdulJ.iti :)'il pUlicra ou nuu ul,LcnÎr dVl:l: ~xacliLudc le .:êsultaL rCl'hèn:llt.~,
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(cpl"éticuL.Hivc dCb tcuvallx llaLitucllclUèlll llt.:U1illh.léti à UB t~dUlicicli. l'elcve
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~KC"CjCC~ p,roIH:H:ië:i tiUr UlunLa~c~~ Il lCdviaillt: :;iuuvcnl au coup lHU' L:UUp. p~"
Cti::ioJÎa cl cl'("euCd 'illi Ile se révèlenl pll~ lùujouni h~tlrj::ilj(IIWtiparce 'Ille lt'ti
l:ti~ai8 cffectués U~ otiont pas tiuffitiüllUIiBut t:l-ili'-lUé::ï, aualytiês el inlcqn-ClétL I)<UI~-CC (cuvail. nOlUi avunü :louveul parJe d'hypoLhcSè::i du tillj~( lIIai~ a :.j'eu
tcuir dU =:h~nH exacL de c~ tenue, on cUluprclIJ qu'i 1 ti'it!:)it J'un ahus Je litllgagc Cd.-- Icti rëlJèlÎona ,-tC:i élèvlHi IlhHllrCIlL (lU'i I~ Ile tonllulcnl I-'d~ vraiment
,llhypu-tlletiC::i ililêg ..é~ti ..lüUti unc JeUl«'-l:hc L:ohél·Cl1Lc. Nl.lU::i Il'I.:U voujl)llti lHH1r PI·l.'lIVe quc
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il BuLfe 4Jviti. tille cc~ mallitJulütiuu~UlllBt pati éL~ IIh:l.li_'eâ 114.iI-allidcUlcul a lUI lai·, ~IIlUll-~U1eI1L hYlJOlhêlicu-Jëlhlt.:lit 'iUlcllcs Hurail..:llt etc d''-.Iq~ceti de verifier.
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6'~-celui de la structure du mUlltage. - celui de son fonctionnement.
Il nouS se"~le qlle la structure d'un D~ntage s'analyse â trois Iljveilllx successifs.
a) On peut d'aùord analysec le lUontage de proche en pl-oche en :'juivéHll
la circulation du COllr-allt selon les embranchements (ou noeuds) et la nature d~~
objets.
h) On peut en~llite relever ses prillcipaux êlêmellts de str'lclllcatioll (en .Irie ou en paralllle) et en déduire ses prupriétés en intensité et en tension.
c) Enfin, on peut concevoir le montage dans son ensemble. r~connaît"[e
un pont de résistance, de diodes, Une entrée et une sortie, etc. c'est à ce
I i iveau qu'il faut parvenir pour tracer la D.C. puisqu'ulle rêsistance variüble
placée dans l'entrée (avec la diude ell sortie) fournit
"la
I1Ql·("'t<1I'istiqlle e:..t.vépime1'ltale" de la diode Blocs fjUe cette wême résistance seule en sortiefournit la Il.C.
Là aussi, trois niveaux peuvent être distingués
al
Par l'analyse statique du montage. le sujet uti lise sa .trueture pour i.leutifier ses propriétés, quand ce ulOutage est en é(luiliLre.bl Ponr utiliser ces propriétés avec l'lus d'efficacité, il faut que le snjet identifie leur variatiou lorsque la source d'alimentation ou d'autres objets du montage seront modifiés. Bien qu'utilisant les connaissances de base des montages êlectciques. ce niveau n'est pas atteint spontan~rnent,conuue le montrent les difficultés à interpréter le. résllltats obtenus.
c) Enfin, connaitre un monlage c'est savoir q,J'il n'est qU'tilt cas partiel.lier parmi tOllS les autr~s possibles ayant la m~"le strtlclure et juuissant des mêmes propriétés.
'liIII
'1'èlïllluUllS cu l·clevaut. L()Ul )è prufil (lue lu pl)YLholu~ueet Il.!
Pl"utL=t:i:tcur 'lui lui a euseigné llel"~Ltruui(IIiCuut rt.:lirê ..l'une étl'oilü &.;ullühu-l"~lilJll'lui .LI été il l'urigluc J~ celte CL:Chell..:hc ct: Jt.' lout~a ":eJl~l:j, ijuc nuuti
t:lJlllpluu::i IhJUl'.~uivr~PUUI" umril lorer tlult'c cUllu.<Ji I:i:i'uu,:c de la pClliH~C tt:I:llllh-luC l~U t;ellériJl. c l du raj~uIH1~lIIenl.::illr U10nliJgcti Cil PdftÎculicr.
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