Systèmes sémiotiques

Un système sémiotique est un ensemble de signes, muni de règles, qui doit permettre d’accomplir les trois activités cognitives décrites précédemment : communication, traitement et conversion. Le traitement s’effectue au sein d’un système alors que la conversion consiste à passer d’un système à un autre. Les exemples de systèmes sémiotiques habituellement cités sont les langues naturelles et symboliques, les graphes, les figures géométriques, etc. L’importance de l’influence des graphes pour la représentation de mesure sur l’apprentissage a été montrée, par exemple dans la traduction des résultats des titrages acides-bases (Le Maréchal & Naïja, 2008). Les tableaux sont également très utilisés dans l’enseignement surtout depuis que la présentation sous forme de tableau d’avancement a été introduite dans l’enseignement en France (Le Maréchal et al. 2004). Les systèmes sémiotiques constituent les degrés de liberté dont un sujet peu disposer pour s’objectiver à lui-même une idée encore confuse et pouvoir la communiquer. Cette facilité permet d’enseigner un concept aussi délicat que l’énergie en chimie par des représentations élaborées spécialement pour l’occasion (Le Maréchal & El Bilani, 2008). Un système peut-être analogique, comme l’image d’une pipe qui ressemble à une pipe, ou non comme le mot pipe (fig.2). Décrire les systèmes sémiotiques utilisés pour représenter des corps chimiques est un des objets de cet article. Ce problème ne semble par avoir été traité avec une approche cognitive et son originalité, par rapport à la langue naturelle ou aux mathématiques, tient en partie à la spécificité de ce qui est représenté : les substances.

Chaque système sémiotique met en jeu un ensemble de connaissances qui lui est propre. Par exemple, la représentation des nombres dans le système décimal requière, pour additionner 0,25 et 0,25, des connaissances différentes de celles nécessaires pour faire la même opération dans un autre système sémiotique comme le système fractionnaire ¼ + ¼. Savoir faire fonctionner un système sémiotique dépend d’un apprentissage spécifique. Savoir passer d’un système à un autre dépend d’un autre type d’apprentissage. Une telle opération requière que soit perçue la différence entre le sens d’un symbole et sa référence, faute de quoi la conversion n’a pas de sens (Duval, 1995 p.41).

L’utilisation de plusieurs systèmes, pour un même représenté, n’est pas une redondance d’information, mais un enrichissement des connaissances liées au représenté. Et du point de vue de l’apprentissage, la coordination de plusieurs systèmes utilisés pour un même objet de savoir permet de mieux appréhender un représenté donné. Cela concerne bien évidemment l’enseignant de chimie qui ne peut, d’une molécule par exemple, ne montrer que des représentations, le représenté n’étant pas perceptible. D’après Duval (1995, p.75), cette compréhension d’un représenté, qui intègre plusieurs systèmes sémiotiques, favorise l’activité de transfert qui manque tant aux apprenants.