Thèse de didactique
de la physique et de la chimie

Auteur

LAUGIER, André

Titre

Représentation de la réaction chimique dans les registres macroscopiques et microscopiques. Contirbution au repérage des obstacles épistémologiques. Une étude en classe de Seconde.

Type
Spécialité

Thèse 3e cycle,
Didactique des sciences physiques (chimie)

Date, université, laboratoire d'accueil

10 juillet 1998, Université de Pau et des Pays de l'Adour
Laboratoire de Didactique et de Communication pédagogique (LDCP), Université de Pau

Directeur(s)
Membres du jury

Dumon A.,
Barlet R., Huynen A.-M., Hohsua S. Larcher Cl., Sauvaître H.

Descripteurs

réaction chimique, niveaux de représentation, phénoménologie, macroscopique, microscopique, obstacles épistémologiques

Résumé

L'objet de ce travail concerne la construction d'une représentation de la réaction chimique, dans les registres macroscopique et microscopique, par des élèves en classe de Seconde.

Toutes les études sur ce sujet ont fait apparaître chez les élèves, l'existence de difficultés, nombreuses et non résolues. L'équation-bilan permet, dans le registre symbolique, de représenter une réaction chimique, mais sa lecture peut se faire au niveau macroscopique (celui de la phénoménologie observée), ou au niveau microscopique (celui des particules et de la phénoménologie imaginée). Notre travail se propose d'étudier comment l'élève de Seconde, à partir de la capacité d'étiquetage d'une réaction chimique construite au collège, va construire une représentation de la réaction chimique en référence au champ expérimental que l'enseignement va lui proposer.
Dans une première partie, nous avons précisé les hypothèses qui fondent le cadre théorique utilisé pour l'étude historique de la construction des concepts et pour l'étude didactique avec les élèves.
Dans une deuxième partie, l'étude historique de la construction par les chimistes d'une représentation de la transformation chimique, fait apparaître que d'Aristote à Mendéleev, les concepts qui l'organisent s'enracinent depuis deux mille ans dans les questions et les intuitions primordiales des chimistes et des philosophes sur le concept de matière. Ces concepts appartiennent soit au niveau macroscopique, soit au niveau microscopique soit renvoient aux deux niveaux simultanément. Identifier ces deux niveaux et insérer les concepts dans un réseau permettant de circuler entre les deux niveaux a représenté pour les chimistes une famille d'obstacles épistémologiques. Ce n'est que par une dialectique permanente entre les actes épistémologiques et les obstacles épistémologiques, que ces derniers ont pu être franchis.
Dans une troisième partie, l'étude en classe de la construction à ces deux niveaux d'une représentation de la réaction chimique, à travers des séquences d'enseignement inscrites dans les contraintes didactiques et institutionnelles d'une classe de seconde de lycée, révèle l'existence de difficultés. La récurrence et la résistance de certaines de ces difficultés permettent de les identifier comme des obstacles épistémologiques authentiques dont le franchissement nécessitera un travail de même nature que la mise en place d'une connaissance. Un travail d'investigation permet de suivre au cours de l'année, l'évolution de l'opinion des élèves sur la nature de leurs difficultés, ainsi que sur le jugement qu'ils portent sur le cadre didactique retenu pour la construction des séquences d'enseignement.

Les résultats de ce travail permettent de fonder des hypothèses sur la construction d'un curriculum d'enseignement de la réaction chimique, tant du point de vue des contenus que de celui des modalités de l'enseignement.

Références

Publications

Laugier A., Dumon A., (1998). Enseigner les sciences physiques avec de jeunes élèves. Quelle épistémologie pour quelle démarche ?, Bulletin de l'Union des Physiciens, n° 806, 1257-1278.

Mémoire

Mémoire : 323 pages, annexes : 171 pages.

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