II.3.Analyse de l’usage de la règle du gamma (ou du modèle de potentiels de référence) par les différents binômes

L’analyse des modèles mis en jeu et des liens qu’établissent les étudiants entre le niveau des modèles chimiques et les autres niveaux se présente comme suit :

Figure 32 : Analyse des modèles mis en jeu dans la situation A2 pour le binôme J&C
Figure 32 : Analyse des modèles mis en jeu dans la situation A2 pour le binôme J&C
Figure 33: Analyse des modèles mis en jeu dans la situation A2 pour le binôme Y&B
Figure 33: Analyse des modèles mis en jeu dans la situation A2 pour le binôme Y&B
Figure 34: Analyse des modèles mis en jeu dans la situation A2 pour le binôme K&F
Figure 34: Analyse des modèles mis en jeu dans la situation A2 pour le binôme K&F

Nous constatons qu’ il y a une seule fois l’usage du modèle de la réaction directe (binôme Y&B), alors que la règle Du gamma, qui correspond au modèle des potentiels de référence, est le seul modèle auquel font recours les trois binômes pendant les différentes phases de la situation et même quand ils s’aperçoivent que la prévision est fausse. Ceci confirme à quel point la règle Du gamma et par conséquent le modèle des potentiels de référence sont fondateurs pour les apprenants.

Si nous observons les niveaux de modélisation qui précède l’apparition du modèle des potentiels de référence, nous constatons qu’à chaque fois que ce modèle apparaît, il est précédé par les niveaux des événements et des objets reconstruits. Ceci s’explique par le fait que dans la plupart des cas ou les apprenants doivent mettre en relation les objets reconstruits pour trouver l’événement reconstruit qui est la réaction chimique, ils s’appuient directement sur le modèle des potentiels de référence sans faire appel à d’autres niveaux théoriques.

Pour le binôme J&C, il se réfère 6 fois à la règle du gamma mais il ne l’articule qu’une seule fois avec le niveau théorique grandeur (G) de la manière suivante :

C 23 «on va on doit comparer les pouvoirs réducteurs des couples » 

Pour le binôme Y&B, il se réfère 7 fois à la règle du gamma et il l’articule deux fois avec le niveau théorique grandeur (G) de la manière suivante :

Y 1 « …donc on les classe par pouvoir oxydant croissant… »

Y 37 « donc la réaction qui s’est produite c’est 2I - + 2 Cu 2+ ça donne I 2 + 2 Cu + donc 0,52 0, 56 pouvoir oxydant donc la réaction se fait entre l’oxydant »

Pour le binôme K&F, il se réfère 6 fois à la règle du gamma et il l’articule deux fois avec le niveau grandeur de la manière suivante :

F 17 « …on peut comparer les pouvoirs oxydants de chaque »

K 58 «  la constante d’équilibre de la réaction est assez grande pour qu’elle puisse pouvoir pouvoir se faire facilement dans le sens inverse des potentiels standards »

A partir de ces interventions, qui sont importantes à travers les niveaux qu’elles articulent, nous pouvons constater que le niveau grandeur est principalement évoqué pour expliciter la règle du gamma et l’importance des pouvoirs oxydants et des pouvoirs réducteurs dans la détermination du sens de l’évolution du système chimique. D’après l’analyse a priori le niveau grandeur devrait être évoqué pour expliciter l’importance de la concentration dans l’évolution d’un système chimique. Or nous remarquons qu’aucun des trois binômes (J&C, Y&B, K&F) n’a articulé cette grandeur clé avec le niveau théorique et avec l’évolution du système oxydoréducteur. Le binôme K&F a évoqué la grandeur concentration mais il l’a pas reliée à l’évolution du système car il a repris, tout de suite, le raisonnement selon le modèle des potentiels de référence (K-F 52-56) :

Nous constatons alors, bien que le binôme K&F a évoqué la grandeur concentration, ce concept est isolé et n’est pas mis en lien avec d’autres concepts théoriques.

D’après l’analyse des réponses des apprenants, nous pouvons conclure que bien que les réponses des apprenants ne soient pas correctes, leurs systèmes explicatifs ne sont pas économiques et témoignent un effort cognitif, mais c’est l’absence de la grandeur clé concentration , inhibée par la règle du gamma, qui empêche l’apprenant de raisonner par le modèle de Nernst.