Introduction de la notion d’élément chimique

Le moment de l’introduction de la notion d’élément chimique, est particulier. Les enseignants, qui avaient installé un dialogue avec la classe, prennent à ce moment la parole pour une intervention largement plus longue que la moyenne. Parfois même la plus longue de toutes (annexe 9 document 9 a et b). Le graphe de la figure 7 est caractéristique de cette pratique. Il représente la longueur (en nombre de caractères annexe 5 document 5a’) de chacune des transcriptions d’interventions (ou tours de parole) d’un des quatre enregistrements de l’enseignant H (corrigé 1 en 2005). La prise de parole de loin la plus longue est la 113e, où la notion d’élément chimique a été introduite. Cette intervention fait office de conclusion de l’utilisation de l’analogie.

Le contenu de cette intervention introductive de la notion d’élément chimique apparaît comme une synthèse de ce que la classe a débattu auparavant. Quel que soit l’enseignant H, M ou D, cette intervention met en jeu différentes idées parmi (annexe 9 document 9c): la notion de réapparition du cuivre, la couleur bleue de la solution utilisée, l’analogie des Blicks, le fait que le cuivre change de forme, que quelque chose se conserve, et les mots que les élèves avaient utilisés pour exprimer la notion manquante d’élément chimique. Le tableau 9 indique la mise en œuvre de ces idées pour chaque enseignant. D’après ce tableau (tableau 9) on peut remarquer l’utilisation par tous les enseignants (H, M et D) de deux notions : celle de conservation et de changement de forme. les enseignants mettent en jeu différentes autres notions par exemple l’enseignant H met en jeu en plus de ces 2 notions en 2005 la solution bleue dans le premier corrigé, des mots d’élèves dans le deuxième corrigé, tandis qu’en 2006 il utilisait les mots d’élèves dans son premier corrigé, la solution bleue et le modèle des Blicks dans son deuxième corrigé. L’enseignant M parlait de réapparition de cuivre et solution bleue dans son premier corrigé, de modèle de Blicks dans le deuxième corrigé. L’enseignant D dans son corrigé en classe entière parlait de mots d’élèves en plus de la conservation et de changement de forme.

Donnons un exemple de catégorisation, (les catégorisations des autres enseignants se trouvent en annexe) : dans le deuxième corrigé de l’enseignant H en 2006

‘« T109 Prof : sous quelle forme il est d’accord mais si on a du cuivre solide ou si on a du cuivre en solution c’est toujours du cuivre / donc on va dire en faite que l’élément cuivre s’est conservé et l’élément cuivre on sait maintenant il peut prendre plusieurs formes / d’accord donc au cours de la transformation l’élément cuivre s’est conservé / quel lien on a fait avec les Blicks ». ’

Dans ce petit extrait l’enseignant H met en jeu la solution bleue (cuivre en solution), les Blicks comme modèle (quel lien on a fait avec le cuivre), le changement de forme (prend plusieurs formes), ainsi que la conservation (c’est toujours du cuivre, l’élément cuivre s’est conservé).

Nous constatons une grande variabilité, d’un enseignant à l’autre, et même d’un enseignant avec lui-même dans une séance effectuée le même jour (H106 et H206), ou d’une année sur l’autre (H105 et H206). Seules les notions de changement de forme ou de conservation sont communes à tous.

L’ensemble des résultats présentés dans cette partie permet de conclure que l’analogie fonctionne. Les élèves ont effectivement utilisés ses différents attributs et ont pu la réinvestir dans une autre situation, tout en prenant en compte d’anciennes connaissances sur le modèle particulaire et les différents états de la matière. Les observations expérimentales ont également été utilisées en relation avec l’analogie, même s’il n’est pas évident que les élèves reconnaissent en elles l’indice que le cuivre ait été conservé. Ceci était pourtant pris pour acquis dans les différentes publications impliquant cette méthode pédagogique. L’analogie a donc le plus souvent joué son rôle de modèle temporaire. La polysémie du cuivre a largement pu être mise à profit pour que de nombreux élèves fassent émerger le besoin d’un nouveau concept que l’enseignant a institutionnalisé sous le nom d’élément chimique. Une notation symbolique a été en même temps introduite et les élèves ont pu l’utiliser en lui donnant du sens, ce qui est reconnu comme une difficulté. Lors du bilan, les enseignants ont pu éprouver des difficultés pour rassembler l’ensemble des connaissances avant d’introduire la notion d’élément chimique, et cette introduction n’a pas toujours pu respecter la polysémie du terme « cuivre ». Cette séquence d’enseignement possède donc un réel potentiel, mais qui n’est pas simple à gérer.