I.2.Analyse des activités cognitives des étudiants :

L’objectif de cette partie est d’analyser l’activité cognitive de l’apprenant face à une réaction d’oxydoréduction qui est réversible et dont on impose, par les conditions expérimentales adaptées, l’inversion du sens prévu par le modèle des potentiels de référence. La réversibilité va mettre en question le modèle des potentiels de référence, ce qui va faire émerger les connaissances et les systèmes explicatifs de l’apprenant.

L’analyse de l’irréversibilité de la réaction chimique sera faite à partir de la troisième et de la quatrième question :

3) Prévoir ce qui se passerait si on trempait une lame d’argent dans une solution de nitrate de cuivre Cu2+ + 2NO₃ – ?

4) Justifier votre réponse.

En se référant au savoir savant et pour fournir une réponse correcte, les étudiants doivent articuler le modèle de Nernst avec les caractéristiques du système : concentration, température et pression. Selon les valeurs des concentrations et selon la température et la pression, si la différence de potentiel (E) de la pile correspondant au système chimique est positive, il est possible d’avoir la réaction d’équation : 

La possibilité du déroulement de la réaction inverse par rapport à celle décrite dans les questions 1 et 2 et qui ne respecte pas le modèle des potentiels de référence va remettre en cause ce modèle.

Nous nous proposons alors de voir à quel point le modèle des potentiels de référence est stable dans la tête de l’apprenant et comment l’apprenant va justifier l’application de ce modèle dans le cas d’une réaction d’oxydoréduction réversible.

Nous nous proposons aussi de voir si l’apprenant conçoit la réversibilité d’une réaction d’oxydoréduction et si l’évocation de cette réversibilité va l’orienter pour adopter un autre modèle prédictif et abandonner par conséquent son modèle des potentiels de référence ?

Dans le but de répondre à ces questions, nous nous proposons d’analyser certaines interventions des apprenants lorsqu’ils répondent aux questions 3 et 4.

Pour analyser les interventions les plus illustratives de la démarche de l’apprenant, nous considérons que les passages les plus importants articulent différents niveaux de modélisation. Cette articulation des différents niveaux de modélisation témoigne qu’il s’agit d’un moment important dans l’activité de l’apprenant.

L’analyse des interventions repose sur le repérage des niveaux de modélisation mis en œuvre par ces apprenants et des liens qu’ils font entre ces niveaux.

Au cours de l’analyse nous nous proposons de repérer les deux activités cognitives suivantes :

Activité A :

Lors de l’activité A, les binômes évoquent l’irréversibilité d’une réaction chimique.

Activité B :

Lors de l’activité B, les binômes cherchent à traduire et à argumenter l’idée d’irréversibilité de la réaction chimique, soit avec des modèles, soit avec les éléments de la situation.