Organisation du document

Ce document est organisé en quatre parties. La première constitue la partie théorique de notre étude et porte dans un premier chapitre sur le savoir savant et sur l’organisation du savoir à enseigner.

Le second chapitre expose le cadre théorique didactique. Il présente en premier lieu les modèles (Justi & Gilbert, 2002; Vosniadou, 1994; Coll et Treagust, 2003) et l’activité de modélisation dans l’enseignement de la chimie et de la physique (Johnstone, 1993; Tiberghien, 1994). Nous introduisons le modèle sur lequel nous allons nous appuyer pour analyser l’activité cognitive de l’apprenant : modèle des deux mondes (Le Maréchal, 1999 ; Pegdak, Le Maréchal 2001). Le modèle des deux mondes articule : le monde perceptible qui est le monde dans lequel chacun d’entre nous perçoit les mêmes informations et le monde reconstruit par le scientifique dont, par exemple, les atomes font partie. Pour étudier le fonctionnement cognitif de l’élève, nous faisons aussi l’hypothèse que, lors de la résolution d’une tâche, l’analyse des mises en relation, effectuées par les élèves entre ces deux mondes, peut permettre une approche de la construction du sens d’un concept (Tiberghien, 1994).

Les représentations et les registres sémiotiques (Duval, 1993, 1995 ; Bresson, 1987) sont aussi analysés en précisant l’apport de la sémiotique pour notre travail. Nous exposons par la suite les éléments théoriques permettant la création d’une situation adidactique et nous explicitons l’importance du milieu dans tel type de situation. Une telle analyse nous a été indispensable pour la constructions des situations expérimentales adidactiques (A1, A2 et B).

Nous abordons aussi la théorie des conceptions (Teichert & Stacy, 2002; Vosniadou & Brewer, 1992) et l’analyse bibliographique des conceptions concernant la réaction chimique (Van Driel et al., 1998; Stavridou & Solomonidou, 1989), les piles (Boulabiar et al., 2004 ; Ogude & Bradley, 1994 ; Garnett & Treagust, 1992; Sanger & Greenbowe, 1997; Bouraoui & Chastrette, 1999 ; Barral, Fernandez & Otero, 1992), la prédiction de l’évolution d’un système oxydoréducteur et l’usage des potentiels de référence (Garnett & Treagust, 1992), l’évolution d’un système chimique quand l’équilibre est perturbé (Stavridou et solomonidou, 2000)… Ces différents types de conceptions nous ont servis pour l’analyse des résultats concernant la prédiction de l’évolution d’un système oxydoréducteur.

Nous définissons les notions fondatrices en nous basant sur le rapport CNCRE-UMR-GRIC-COAST, CNRS & Université Lumière Lyon-2 (1999). Nous explicitons brièvement de quelles manières nous avons recours à ces notions dans notre travail. Nous abordons aussi dans ce chapitre, les facettes de connaissance des étudiants (Minstrell, 1999) et nous précisons de quelle manière nous nous sommes appuyés, dans notre recherche, sur ces facettes.

La deuxième partie de la thèse porte sur la méthodologie de recueil et d’analyse des données, elle présente deux chapitres.

Le premier est consacré à la description de la méthodologie adoptée pour la réalisation et l’analyse des données relatives au test (portant sur l’usage des concepts d’atomistique). Nous définissons dans ce chapitre l’élaboration de notre grille d’analyse. Nous présentons aussi la technique d’entretien d’explicitation (Vermersch, 1991; Coppée, 1993) que nous avons adoptée.

Le deuxième chapitre est consacré à la description de la méthodologie suivie pour la réalisation du questionnaire et des trois situations expérimentales et aussi pour l’analyse des données recueillies. Ce chapitre présente aussi l’analyse a priori de ces situations (questionnaire, situations : A1, A2, B) selon notre cadre théorique.

La troisième partie est consacrée à l’analyse des données que nous avons recueillies à partir des réponses au test et à partir des transcriptions des entretiens d’explicitation que nous avons réalisées avec quelques élèves sélectionnés. A l’aide de la grille que nous avons construite, nous avons pu dégager des constantes dans les démarches des élèves que ce soit à partir des réponses au test ou à partir des entretiens.

La quatrième partie présente quatre chapitres et expose respectivement les analyses des données obtenues à partir du questionnaire et de chacune des trois situations expérimentales A1, A2 et B. Ces données consistent en des réponses écrites au questionnaire et des dialogues enregistrés et transcrit. Les analyses nous permettent de confronter les résultats de notre analyse a priori avec les démarches des étudiants.

En conclusion, nous faisons un bilan de l’ensemble des résultats obtenus en fonctions des caractéristiques des situations proposées aux apprenants. Nous discutons alors la pertinence des réponses apportées aux questions de recherche.

La portée de ces résultats et la proposition des méthodes d’enseignement des modèles de prédiction de l’évolution d’un système oxydoréducteur seront discutés dans une perspective générale d’amélioration des pratiques d’enseignement.