I.Analyse de la situation A1 Expérience 1

Pour l’expérience 1 de la situation A1, et pour la première et la deuxième question, les étudiants sont mis devant une situation pour laquelle ils auraient un certain nombre de tâches à accomplir. Ils doivent expérimenter en manipulant des produits chimiques (lame de cuivre qu’on fait tremper dans une solution de nitrate d’argent), observer , chercher à comprendre ces observations, identifier enfin le produit formé et donner l’équation chimique correspondant à la réaction qui a eu lieu. Pour cela, les étudiants doivent mettre en jeu un ou plusieurs modèles pour répondre à des questions qui les guident dans l’analyse de l’expérience. Notre analyse vise à repérer et à décrire (à l’aide du modèle des deux mondes) les modèles mobilisés par les étudiants (couple de charges).

Nous rappelons que les deux premières questions sont les suivantes :

1) - Quelle est la composition chimique du dépôt qui s’est formé sur la lame de cuivre ?

2) - Proposer une équation chimique qui rende compte de ces observations.

Ces deux questions supposent donc que les étudiants sont capables de faire la liste des objets-évènements perceptibles, de faire la liste des objets reconstruits et de faire des hypothèses sur ce qui s’est formé, c’est à dire de reconstruire l’événement dans les termes de la chimie.

En se référant à une réponse correcte selon le savoir savant, nous nous attendons à ce que les étudiants prennent en compte les objets reconstruits Ag+/ Ag etCu2+/Cu et qu’ils trouvent l’événement reconstruit qui est la réaction chimique aboutissant à la formation du dépôt d’argent sur la lame de cuivre. La réaction chimique devrait être interprétée à l’aide du modèle de Nernst. Donc si l’étudiant utilise le modèle de Nernst, il doit alors faire apparaître le niveau des grandeurs relatif aux concentrations.

Nous prévoyons que la majorité des étudiants vont appliquer le modèle prédictif E° sans tenir compte des caractéristiques du système telles que les concentrations des entités, la température et la pression. Nous faisons aussi l’hypothèse que les étudiants peuvent faire recours au modèle de couple de charge (Schmidt 1995) qui peut être induit par la présence de Ag+ et de NO₃ -.

La troisième question de cette situation A1 expérience 1, demande aux étudiants de prévoir ce qui se passerait si on réalise une expérience inverse c’est-à-dire si on trempe une lame d’argent dans une solution de nitrate de cuivre. On demande alors à l’étudiant de prévoir ce qui se passerait et de justifier sa réponse.

Pour cette troisième question et en se référant au savoir savant, les étudiants doivent mettre une hypothèse sur les concentrations et leur importance dans l’évolution d’un système chimique et doivent aussi faire référence aux conditions de l’expérience c’est-à-dire à la température et à la pression.

En se référant aux conceptions sur l’évolution d’un système chimique, nous prévoyons que les étudiants vont s’appuyer sur le modèle prédictif des potentiels de référence et vont conclure que la réaction ne peut pas se passer dans le sens inverse. Les étudiants peuvent aussi s’appuyer sur l’irréversibilité de la réaction chimique pour justifier leur réponse. Nous attribuons ce fait à une conception largement répandue sur l’irréversibilité des réactions chimiques: «Chemical reactions are reactions which produce irreversible Change » (Chercheurs d’Arizona Stata University, 2001).

A travers la situation A1 expérience 1, nous nous proposons de voir sur quels modèles s’appuient les apprenants pour prévoir l’évolution d’un système chimique, à quels niveaux ils recourent et quels sont les liens qu’établissent ces étudiants pour prévoir et justifier l’évolution d’un système chimique.