II.Analyse de la situation A1 Expérience 2 

Nous nous proposons à travers la situation A1 expérience 2, de faire apparaître les difficultés d’interprétation des faits expérimentaux, utilisant le modèle des potentiels de référence.

Cette expérience met en jeu des valeurs de ddp qui sont, suivant le savoir savant, des potentiels donnés par Nernst et dépendent donc des concentrations.

On fait mesurer aux étudiants une tension et on la fait changer de signe grâce à une perturbation apportée au système qui provoque des changements de concentrations des entités formant ce système.

Avec cette situation, les étudiants sont mis face à une inversion de signe d’une ddp qui ne peut s’interpréter qu’en terme d’inversion de la réaction. Face à cette situation, nous nous proposons de voir si les étudiants vont chercher un autre modèle explicatif et s’ils vont abandonner le modèle issu de leurs conceptions sur l’ irréversibilité.

Au cas où les étudiants ne vont pas revenir sur leurs conceptions, nous nous proposons de voir si l’analyse permet de comprendre comment ces étudiants vont argumenter l’inversion de la réaction et ce qui leur a manqué pour qu’ils adhèrent au modèle de Nernst.

Pour que les étudiants prennent conscience de leur conception sur l’irréversibilité d’une réaction chimique, qui n’est en fait qu’une conséquence de l’usage abusif du modèle des potentiels de référence, nous rappelons que nous avons construit l’expérience 2 avec un milieu générateur d’anomalie : l’inversion de la ddp. Cette dernière devrait être expliquée, selon le savoir savant, par l’inversion de la réaction chimique.

Nous estimons que cette anomalie va créer un conflit entre les étudiants, ce qui va faciliter l’explicitation de leurs conceptions et de leurs modes de raisonnement. L’interaction discursive établie entre les monômes pourrait alors aider au dépassement du conflit et éventuellement à un changement conceptuel. Chi (1991) a noté que la reconnaissance des anomalies est le moment crucial du processus du changement conceptuel. En comprenant de quelles manières ces anomalies sont vues, et de quelles façons elles deviennent un conflit ou une crise de connaissance nous pouvons voir de quelles manière ce type de situation permet un changement conceptuel possible.

D’après Mortimer & Manchado (2000), l’évidence du succès des stratégies d’enseignement basées sur le conflit cognitif semble ne pas dépendre seulement de la conception des activités pour les étudiants, mais aussi des associations logiques impliquées dans l’élaboration des contradictions.

Faisant référence au cadre théorique dans le monde perceptible, cette situation met en jeu des objets perceptibles qui sont : la pile, le voltmètre, l’acide chlorhydrique, une mesure qui est celle de la ddp, un événement perceptible qui est la formation d’un dépôt et l’inversion de la ddp. Dans le monde reconstruit, cette situation met aussi en jeu des objets reconstruits qui sont les entités présentes, et des événements reconstruits qui sont le changement de la concentration des ions Ag+ et l’inversion de la réaction chimique.

La première question permet de voir si les étudiants relient entre la mesure ( la valeur lue sur le voltmètre) et la grandeur ( potentiel qui est donné par le modèle de Nernst).

A travers la deuxième et la troisième question, nous nous proposons de voir si les étudiants sont capables de relier l’évènement changement de concentration des ions Ag+ à l’inversion de la différence de potentiel et au changement du sens d’évolution du système par rapport à l’expérience 1.Pour ce faire, les étudiants vont avoir besoin d’utiliser un modèle pour interpréter l’inversion de la réaction chimique.

Faisant référence au savoir savant, il s’agit du modèle de Nernst, les étudiants doivent alors émettre 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.

Tenant compte des conceptions des étudiants, nous prévoyons que certains élèves pourront appliquer le modèle prédictif E° sans tenir compte des caractéristiques du système, ce qui ne leur permettra pas d’expliquer l’inversion de la réaction.

Donc l’objectif de notre analyse est de répondre aux questions suivantes :