Soutenance mémoire
Etudier l’évolution des quantités de matière lors d’une transformation chimique est un chapitre très important dans l’enseignement de la chimie. Pourtant, celle-ci fait partie du thème qui n’est pas définie dans le programme de chimie du niveau lycée à Madagascar.
Après l’établissement des premiers bilans des matières en classe de troisième au collège, les différentes réactions chimiques et le dosage par titrage apparaissent en classe de seconde. Or, la méthode d’enseignement/apprentissage du bilan de matière avant et après réaction n’est pas bien définie dans le programme scolaire pour la classe de seconde, de même pour les classes de première et terminale scientifique. Les objectifs spécifiques inscrits dans le programme pour la classe de seconde stipulent seulement que : « les élèves doivent être capables d’équilibrer une équation chimique et interpréter en mole et en masse l’équation chimique », alors que dans les objectifs généraux du programme, figure bien la finalité quantitative d’une réaction acido-basique.
CONCEPTS DIDACTIQUES
REPRESENTATION – CONCEPTION
La notion de représentation apparaît, en 1898, dans un article de la Revue de métaphysique et de morale. Ce concept importé de la psychologie génétique et sociale est très utilisé en didactique des sciences. Durkheim a distingué trois réalités : les processus physicochimiques du cerveau, les représentations individuelles, et les représentations collectives. Ces dernières sont définies comme croyances et valeurs communes à tous les membres d’une société, intrinsèquement distinctes de l’addition des représentations de ces individus.
Quelques acceptions
La représentation :
D’après Moscovici (1961), représenter une chose, un état n’est en effet pas simplement le dédoubler, le répéter ou le reproduire, c’est le reconstituer, le retoucher, lui en changer le texte. La représentation est une reconstruction de la réalité, et ce n’est pas une copie de la réalité.
L’idée de représentation qui est utilisée dans la théorie de la connaissance, repose sur un double métaphore, celle de la représentation théâtrale et celle de la représentation diplomatique. La première suggère l’idée de » mise en présence » : la représentation devant le spectateur, sous une forme concrète, une situation signifiante. La seconde métaphore suggère l’idée de » vicariance » : la représentation est cette sorte de transfert d’attribution. De cette deuxième définition, on a retenu trois idées :
1. La représentation est une mise en scène, une mise en avant, comme un écran qui est à la fois la surface sur laquelle on projette la réalité et une barrière entre la réalité et notre perception.
2. La représentation est une substitution de quelqu’un par un autre qui le représente : ici une représentation de mots pour dire un objet matériel ou immatériel.
3. La représentation est une image mentale, une représentation de l’objet dans le cerveau :
– soit qu’elle est liée aux formes physiques de l’objet matériel avec analogie de forme : on a en tête une image de la chaise dont on parle,
– soit qu’elle est un point de vue propre, une impression : un dessin d’enfant nous dit ce qu’il ressent d’une situation, un dessin de trajet nous dit l’impression des distances,
– soit qu’elle vient d’une convention de langage : le mot « chaise » n’a pas la forme de la chaise, alors que le mot « tic-tac » a une analogie de forme sonore avec l’objet qu’il désigne.
Pour Kaes (1976), la représentation apparaît non plus comme la reproduction d’un état mental ou d’un état social dont il serait le reflet, mais comme un processus d’organisation des rapports psychosociaux.
Selon Guérin (1989), les représentations sont des créations sociales et/ou individuelles d’un schéma pertinent du réel. Elles sont construites progressivement au cours de la formation de l’individu. Elles constituent un ensemble d’informations, d’opinions ou de valeurs qui permettent de rendre compte d’un problème. Elles sont des pré-savoirs structurés, préconceptions, un « déjà-là » conceptuel qui sert du système d’explication efficace pour l’apprenant, même si elles sont fausses sur le plan scientifique. Elles fournissent à chacun un certain nombre d’explications efficaces et fonctionnelles.
Selon Giordan et De Vecchi (1989), les représentations sont des évidences, des acquis pour les élèves, car ils n’ont pas conscience qu’elles sont là. Elles se forment à partir d’éléments extérieurs et elles sont des informations retenues de façon sélective, déconnectées de la situation de départ et utilisées pour une construction nouvelle. Elles sont considérées comme un processus et non comme un produit pour l’action pédagogique. Ce processus sert de point d’appui à la construction du savoir.
La représentation sociale :
Toute représentation sociale est liée à un sujet et à un objet. Le sujet (l’enseignant/le futur enseignant/l’apprenant) s’approprie les caractéristiques de l’objet, les assimile, puis les reconstruit en fonction de ses propres caractéristiques.
Selon Moscovici (1961), les représentations sociales sont des théories spontanées partagées par un groupe de personne sur un objet déterminé. Il dégage deux processus fondamentaux : l’objectivation et l’ancrage. Pour l’objectivation, trois phases sont à distinguer : la construction sélective (appropriation des notions en fonction de critères culturels et normatifs), la schématisation structurante (noyau figuratif qui reconstruit l’objet concrètement et sélectivement), la naturalisation (représentation qui devient stéréotype, évidence, et qui oriente les perceptions, les jugements et les conduites). Après l’objectivation survient l’ancrage : l’objet de représentation fait partie intégrante de l’univers mental et va s’insérer dans le réseau des représentations du sujet, des significations qui relèvent de son identité.
Pour Abric (1987), toute représentation sociale se constitue autour d’un noyau central sur lequel se greffent différents éléments constitutifs. D’où un « noyau » et des « éléments périphériques ».
Conformément à la théorie de la Gestalt, la signification d’une représentation est autre chose que la somme de ses éléments. Le noyau central constitue la base commune, collectivement partagée, déterminée par le système de valeurs et de normes du groupe (par exemple enseignants, futurs enseignants de français langue étrangère), il est stable et unifie ou stabilise les différents éléments de la signification. Ce sont les éléments périphériques qui vont donc constituer la partie fonctionnelle des représentations, à un moment donné en fonction des croyances, expériences, données personnelles.
La conception :
La conception est une idée sous-jacente. Elle sert pour expliquer les différentes situations qui causent des problèmes à l’apprenant (Astolfi, 1992 ; Giordan et De Vecchi, 1987 ; Giordan, Girault, Clément, 1994 ; Thouin, 1996).
Les conceptions sont : « des productions originales, ou mieux, comme un univers construit de significations, mettant en jeu des savoirs accumulés et plus ou moins structurés, proches ou éloignés des connaissances scientifiques qui leur servent de références. Dans chaque situation précise, cet ensemble n’est qu’en partie activé et mobilisé en fonction des enjeux de la situation, tels que l’apprenant les perçoit (Giordan, Girault, Clément, 1994).
Elles sont aussi « un ensemble d’idées coordonnées et d’images cohérentes, explicatives, utilisées par les apprenants pour raisonner face à des situations-problèmes, mais surtout elles mettent en évidence l’idée que cet ensemble traduit une structure mentale sousjacente responsable de ces manifestations contextuelles » (Giordan, De Vecchi, 1987).
Selon Giordan et De Vecchi (1987), une conception comprend trois parties. Premièrement, elle est une structure sous-jacente, c’est-à-dire qu’elle traduit l’idée de l’apprenant. Elle est aussi un modèle explicatif, ce qui signifie que, par analogie avec des choses connues, elle permet à l’élève d’expliquer différentes situations en utilisant des situations vécues. C’est pourquoi une conception peut évoluer, se construire selon les situations et explications qui arrivent à l’apprenant. Il est important de noter que c’est l’élève qui construit son savoir, donc ses conceptions. Troisièmement, les conceptions ont une genèse à la fois individuelle et sociale. L’apprenant structure ses conceptions au fur et à mesure de sa vie. Il apprend par lui-même, par ses parents, ses amis, ses enseignants, les médias, son « activité professionnelle et sociale d’adulte » (Giordan et De Vecchi, 1987).
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Table des matières
INTRODUCTION
PARTIE I : REPERES THEORIQUES
I.1.CONCEPTS DIDACTIQUES
I.1.1. REPRESENTATION – CONCEPTION
a. Quelques acceptions
b. Différentes composantes d’une conception
c. Conception et apprentissage
I.1.2. OBSTACLES ET ERREURS
a. Obstacles
b. Erreurs
I.1.3. TRANSPOSITION DIDACTIQUE
a. Définition
b. Deux niveaux de la transposition didactique
I.1.4. CURRICULUM
a. Définition
b. Principe d’élaboration d’un curriculum
c. Les composantes d’un curriculum
d. Analyse épistémologique du programme
I.2. CONCEPTS CHIMIQUES
I.2.1.TRANSFORMATION CHIMIQUE, REACTION CHIMIQUE ET EQUATION BILAN
a. Définitions
b. Stœchiométrie
c. Mélange stœchiométrique et non stœchiométrique
I.2.2. LA MOLE ET LA NOTION D’AVANCEMENT CHIMIQUE
a. Historique de l’évolution de l’arithmétique chimique : de la révolution Lavoisienne jusqu’à nos jours
b. Définitions
Mole
Avancement chimique
Grandeur dérivée:le taux d’avancement chimique
I.2.3. TABLEAU D’AVANCEMENT CHIMIQUE
a. Présentation du tableau d’avancement
b. Méthodes d’utilisation
Cas d’une réaction totale
Cas d’une réaction réversible, état d’équilibre
I.2.4. Revue de travaux de la littérature sur les difficultés des étudiants européens sur l’apprentissage de la stœchiométrie et du tableau d’avancement chimique : résultats des enquêtes réalisées en 2000
CONCLUSION DE LA PREMIERE PARTIE
PARTIE II : METHODOLOGIE DE RECHERCHE, MISE EN ŒUVRE, RESULTATS ET INTERPRETATIONS
II.1. METHODOLOGIE
II.2. MISE EN ŒUVRE
II.2.1.Présentation du lycée Andoharanofotsy
II.2.2.Elèves cibles
II.2.3.Questionnaires
II.3. RESULTATS
II.3.1.Résultats de l’enquête sur la représentation des élèves
II.3.2.Résultats de l’enquête sur l’utilisation du tableau d’avancement
II.4. INTERPRETATIONS
CONCLUSION DE LA DEUXIEME PARTIE
PARTIE III : PROPOSITION DE NOUVEAU THEME DANS LE PROGRAMME SCOLAIRE : le tableau d’avancement chimique en classe de seconde
III.1. PROPOSITION D’AMELIORATION DU CURRICULUM
III.1.1. Profil de sortie de l’élève
III.1.2. Etude de faisabilité de l’introduction de l’avancement chimique et son tableau d’avancement chimique en classe de seconde
III.1.3. Objectifs spécifiques sur l’utilisation de l’outil avancement chimique en seconde dans la partie « la transformation chimique »
III.1.4. Organisation de l’enseignement
III.2. PROPOSITION DE FICHE PEDAGOGIQUE A PROPOS DU TABLEAU D’AVANCEMENT CHIMIQUE
CONCLUSION GENERALE
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES
