Conclusiongénérale

A l’origine de ce travail, nous nous sommes posés la question sur les activités proposés dans les séances de travaux pratiques relevant du domaine de l’acido-basicité. L’analyse des savoirs mis en jeu dans les anciens textes de TP a montré que la structure du travail fait appel à une faible variété d’activités cognitives. Ce résultat a été confirmé par l’analyse des productions écrites des étudiants faisant partie de ces anciennes versions de TP. Ce travail nous a permis de mettre en place des textes mettant différemment en jeu les savoirs auxquels les étudiants allaient être confrontés dans les dosages acido-basiques. L’élaboration de la séquence d’enseignement expérimental s’est basée sur l’activité de modélisation afin d’organiser le savoir mis en jeu dans les séances de TP et sur l’établissement des relations entre les différents niveaux de connaissances. L’organisation du contenu de la séquence est en rapport avec les objectifs d’apprentissage que nous nous sommes fixés au début de chaque séance de TP.

Nous avons constaté, lors de la comparaison des productions écrites des étudiants que la proportion des mises en relations des niveaux de connaissances est beaucoup plus importante dans la nouvelle version que dans l’ancienne. Ce résultat provient en partie de la manière de poser la question qui favorise la mise en jeu du savoir de la séance.

Toutefois, nous avons montré que l’apprentissage n’est pas le même dans les deux versions puisque les séquences d’enseignement sont différentes et l’enjeu du savoir est de même différent : dans les anciennes versions du TP, ce qui est demandé aux étudiants repose généralement sur un procédé de calculs alors que pour la nouvelle version nous avons procédé à une réflexion sur le système chimique et essentiellement sur la réaction acido-basique. Nous soulignons que la démarche suivie par les étudiants dans les anciennes versions du TP, présente une forte mobilisation du modèle numérique dans leurs réponses, par contre ceux de la nouvelle version le mobilisentaussi mais pas d’une manière systématique c’est-à-dire juste après une réflexion sur le système réactionnel. Le refuge des étudiants de l’ancienne version à faire des calculs mathématiques montre leurs difficultés à comprendre le système réactionnel mis en jeu. L’analyse des anciennes copies des étudiants montre le manque de richesse conceptuelle dans leurs réponses, cela provient en partie de la structure du travail demandé lors de la séance.

Regardons maintenant les difficultés des étudiants relatives à notre séquence d’enseignement expérimental.

Au cours de la première séance de TP, nous avons observé que les étudiants utilisent fréquemment la courbe du dosage dans leur raisonnement. La difficulté des étudiants se manifeste au niveau de l’absence de la mise en relation entre les entités chimiques présentes en solution et la réaction acido-basique. Les difficultés que les étudiants rencontrent dans les titrages sont dues au fait qu’ils ont mal compris la réaction chimique : normalement il y a la représentation microscopique de la matière et de ses propriétés qui ne sont pas mis en jeu dans leurs raisonnements ça reste encore des calculs d’une part et le modèle géométrique d’autre part. Les étudiants ne décrivent pas le système chimique pour donner du sens à la réaction acido-basique. Nous avons remarqué également que l’écriture de l’équation de la réaction du dosage se réduit systématiquement par la majorité des étudiants à une écriture de l’équation-bilan.

Au niveau de la comparaison des courbes de dosages, nous avons montré que les étudiants mobilisent manifestement un lien entre la courbe, les objets, les événements et les propriétés observables. Cette comparaison est tout à fait géométrique, un point de plus qui montre l’absence de relation avec la représentation microscopique de la matière et de ses propriétés.Nous avons aussi constaté que le point d’équivalence est tout le temps présent dans l’activité cognitive de l’apprenant, il se réfère à ce point dans son raisonnement tout en le considérant comme étant un point qui représente l’évolution du système réactionnel déterminant l’état de l’équivalence ou le moment de l’équivalence et non pas un point appartenant à la courbe.

La comparaison entre le dosage pH-métrique et le dosage conductimétrique, montre que la courbe conductimétrique facilite la compréhension du concept de réaction acido-basique. Toutefois, en situation de dosage pH-métrique, les étudiantsassocient directement le saut de pH à la réaction acido-basique, cette association est due à la représentation géométrique de la courbe pH-métrique : cette dernière a un défaut d’indiquer un moment symbolisé par le saut de pH, qui continue tout au long du dosage ; par contre la courbe conductimétrique indique un moment correspondant à un minimum montrant la fin de la réaction du dosage. Cependant, la courbe pH-métrique freine l’apprentissage de la réaction acido-basique.

Au cours des deux autres séances de TP, l’analyse des productions écrites et des productions verbales a montré une évolution dans l’activité cognitive des étudiants, étant donné la mobilisation et la mise en relation des niveaux de connaissances relatifs au système réactionnel. Cette évolution est due d’une part à l’organisation du savoir mis en jeu pendant la séquence et d’autre part, aux questions posées favorisant la mise en jeu et la mise en relation de ces différents niveaux de connaissances. Les étudiants ne se limitent pas aux observations concernant la situation qu’ils manipulent, ils essayent d’interpréter ou de prédire ce qui va se passer en réfléchissant sur le système réactionnel.

Au cours des analyses des productions écrites et verbales des étudiants, nous avons montré que ces derniers présentent des difficultés pour la détermination du pH d’une solution basique : cette difficulté revient à l’absence de l’identification, par les étudiants, des différentes entités chimiques présentes en solution. Pour l’écriture des équations de réactions acido-basiques, la description du système chimique pose toujours un problème pour les étudiants.

La diversité des activités proposées dans la séquence expérimentale mettant en jeu la réaction chimique favorise l’appropriation de ce concept par l’étudiant et l’utilise dans ses démarches de résolutions des différentes tâches.

Bien que notre principal objectif de faire fonctionner le monde reconstruit dans l’activité cognitive des étudiants est atteint, ces derniers présentent toujours des difficultés à décrire le système chimique pour donner du sens à la réaction acido-basique. La difficulté des étudiants dans le domaine de l’acido-basicité revient en partie de la compréhension partielle qu’ils ont du concept de réaction chimique.

Nous avons constaté que les activités proposées dans la séquence d’enseignement expérimentale ont favorisé les liens entre les objets /événement observables relatifs à l’expérience et le concept de réaction chimique.

Du point de vue des pratiques d’enseignement expérimentale et afin de favoriser l’activité cognitive des étudiants, les textes de TP doivent être organisés de façons à inciter l’étudiant à faire des liens entre les objets/événements relatifs à la manipulation et les différents concepts mis en jeu.

Les modalités d’activités impliquant l’expérience doivent être diversifiées, comme par exemple des activités mettant en jeu des prédictions relatives à la situation expérimentale.

Ce résultat peut être valable à toutes les séquences d’enseignement expérimental en chimie mettant en jeu le concept de réaction chimique, comme par exemple le cas des TP en chimie organique, où il y a beaucoup d’observations mais la partie théorique se limite à écrire des mécanismes sans être en relation avec les objets/événements observables.