II.Analyse des activités cognitives des étudiants

Dans cette partie nous nous proposons d’analyser l’activité cognitive de l’apprenant lorsqu’il est mis face à une réaction d’oxydoréduction qui évolue dans le sens contraire prévu avec 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 la réversibilité de la réaction chimique sera faite à partir de la troisième question :

3) Réaliser l’expérience suivante :

Mélanger une solution de sulfate de cuivre Cu2+ + SO₄ 2- avec une solution d’iode iodé

a) Décrire les observations : y a-t-il eu réaction ?

b) Quelle observation permet de l’affirmer ?

c) Quelle équation chimique correspond à cette réaction ?

d) Une telle équation est-elle compatible avec celle prévue à la question 2 ?

Pour la troisième question et particulièrement pour a) et b) : il s’agit comme première étape d’amener l’apprenant à conclure à partir des observations expérimentales (apparition de la couleur brune)  qu’il y a eu une réaction. Nous nous proposons de voir si l’apprenant va expliquer l’apparition de la couleur brune par une réaction : lien (E, é).

Les questions 3c et 3d sont celles qui relèvent explicitement de l’évolution du système chimique dans le sens inverse prévu à l’aide des potentiels de référence. Pour répondre à ces questions les étudiants doivent établir le lien entre les observations faites à propos de la réaction qui s’est passée et l’équation de la réaction :

Il s’agit du lien (E, é).

Pour expliquer l’incompatibilité de l’équation de la réaction avec celle prévue à la question 2, les étudiants doivent faire le lien entre l’équation de la réaction, l’équation de Nernst et les caractéristiques du système chimique : concentrations, température et pression. Il s’agit du lien (é, t, G). Les étudiant doivent conclurent que ce sont les caractéristiques du système (concentrations, température et pression) qui déterminent son évolution ; il s’agit alors du lien (G, é).

D’après l’analyse des réponses à la troisième question, nous nous proposons de voir si les étudiants conçoivent la réversibilité d’une réaction d’oxydoréduction et si les observations expérimentales vont les orienter à adopter un autre modèle prédictif et à abandonner par conséquent le modèle des potentiels de référence.

Pour répondre à ces questions, nous nous proposons d’analyser, à l’aide de notre cadre théorique, les interventions des apprenants pour expliciter leurs stratégies, leurs cheminements et aussi les niveaux de modélisations qu’ils mettent en œuvre et les liens qu’ils font entre ces niveaux .

Pour la situation A2 notre analyse sera focalisée sur les deux plus importantes activités d’après les transcriptions et les tableaux résumant les dialogues des binômes :

Activité A : l’activité de repérage de l’évolution du système chimique dans le sens inverse de celui prévu (à l’aide du modèle des potentiels de référence).

Activité B : l’activité d’argumentation de l’évolution du système chimique dans le sens inverse de celui prévu (à l’aide du modèle des potentiels de référence).