Objectif de la séquence

L’introduction de l’élément chimique se base sur une activité expérimentale classique qui consiste à faire « disparaître » du cuivre métallique et le faire « réapparaître » pour en inspirer l’idée de conservation (Viovy, 1984). A l’aide de différentes transformations chimiques (l’acide nitrique avec le cuivre métallique puis des ions cuivre avec une lame de fer, …), l’élève est amené à constater cette disparition et cette apparition. Cette démarche, qui s’apparentait en 1984 à de l’inductivisme, est doublée ici de l’utilisation d’une analogie dont la représentation joue le rôle de modèle provisoire (Justi & Gilbert, 2006). Celui-ci devrait contribuer, dans un second temps, à permettre la compréhension de la notion d’élément chimique.

Cette analogie se base essentiellement sur des êtres imaginaires, les Blicks, dont la particularité est d’être composés d’un « centre » et d’une « enveloppe » qui doivent forger la représentation mentale chez l’élève du noyau et de son cortège électronique. La conservation du centre, du nombre, mais pas de « l’enveloppe » met l’élève sur la piste de la conservation de ce que nous appellerons l’élément chimique. Afin de donner du sens à ce concept, il faut impérativement que l’élève relie ses observations expérimentales à la notion d’élément chimique.

Les connaissances a priori d’un tel TP sont résumées dans la figure 2 pour les principales questions décrites précédemment. Cette figure montre comment la contradiction a été préparée par les branches de gauche (non-conservation) et de droite (conservation).

Notre texte ne pose de questions que sur les observations et non sur leurs interprétations. Nous faisons en effet l’hypothèse que l’élève n’est pas en mesure de proposer l’interprétation attendue puisqu’il aurait besoin, pour ce faire, de disposer des connaissances qui sont l’objet de l’apprentissage sur l’élément chimique qui va suivre.