Comme la chimie est concernée par les propriétés et les transformations des matériaux, les chimistes sont essentiellement modeleurs des substances qui constituent ces matériels et de leurs transformations. Ils cherchent aussi à faire des prédictions à propos des conditions nécessaires pour l’occurrence des transformations désirées et aussi pour l’empêchement de celles non désirées. Les chimistes modélisent à la fois le phénomène qu’ils observent et les idées avec lesquelles ils essayent d’expliquer ces phénomènes qui sont au niveaux macroscopiques et sub-microscopiques (Johnstone, 1993). Ceci s’effectue en faisant l’analogie avec ce qu’ils connaissent précédemment. Les produits d’un tel processus sont exprimés dans des modes de représentation, concrets, visuels, mathématiques et ou verbaux. Ceci se fait parfois en utilisant des symboles spéciaux qui constituent le langage chimique (formules des composés). Plus encore, les chimistes sont capables de transformer les modèles d’un mode de représentation à d’autres représentations équivalentes dans d’autres modes (Koama & Russel, 1997).
Depuis leurs productions, « les idées chimiques » étaient modélisées visuellement, mathématiquement ou verbalement. Cependant la production des premiers modèles concrets de l’atome par John Dalton au début du dix-neuvième siècle, était un point de départ, de manière que les modèles avaient contribué au développement de la connaissance chimique. En le suivant, plusieurs chimistes (Van’t Hoff, Pauling…) ont utilisé des modèles pour développer et discuter leurs idées à propos des structures moléculaires. Ceci leur a permis de prédire le comportement des substances qu’ils ont modélisé (Francoeur, 2000). Par conséquent les modèles moléculaires sont devenus des outils obligatoires dans l’étude de la stœchiométrie, des propriétés et des réactivités des substances qui, à leur tour, corroborent la théorie atomique (Francoeur, 1997).
Ces dernières années, les modèles informatisés 5 et la modélisation avaient pris une place importante dans les recherches en chimie. Selon Justi & Gilbert (2002 ) deux facteurs semblent avoir contribué à cela :
Premièrement, l’étude des dynamiques des réactions chimiques, des mécanismes selon lesquelles elles se déroulent, requièrent la production de modèles plus complexes (modèles moléculaires statiques et rigides et aussi les formules et les équations).
Deuxièmement, l’introduction de la mécanique quantique qui fournit à la chimie de nouveaux programme de recherche permet aux chimistes de dépasser les descriptions qualitatives et de prédire les propriétés des matériaux qui ne sont pas encore synthétisés (Erduran, 2001 ; Mainzer, 1999).
La didactique tente de modéliser les apprentissages pour en fournir l’intelligibilité. Selon Vergnioux (1993), la didactique procède de façon pragmatique, par l’analyse de situations observées, à la rationalisation de ces situations à travers des modélisations.
Dans l’enseignement des sciences expérimentales, les démarches de modélisation sont largement dépendantes de l’engagement de leurs promoteurs dans une idéologie de développement du débat scientifique dans la classe, et dans la démarche scientifique comme horizon des activités d’investigation proposées lors d’un apprentissage (Johsua & Dupin, 1993). La modélisation permet alors aux apprenants une réelle prise en compte des phénomènes. Selon Astolfi et Drouin (1992), la modélisation permet aux apprenants non seulement de comprendre certains phénomènes, mais aussi de prévoir le comportement de certains systèmes. Mais ceci ne conduit pas nécessairement les apprenants à abandonner leurs conceptions non scientifiques, les auteurs décrivent alors le rôle de la modélisation de la manière suivante :
‘« le rôle de la modélisation demeure donc modeste : destinée à répondre à un problème local (voir à plusieurs) qui n’a pas de solution hors du recours à elle, elle n’a pas prétention à balayer tout le champ scientifique » (Astolfi et Drouin,1992, p. 117)’computational models