Facettes et représentations sémiotiques

Les connaissances s’intègrent dans les représentations. Dans cette partie, nous allons présenter deux analyses en termes de facettes et de représentations : un tableau et une équation chimique.

A la fin de l’activité expérimentale TC, le tableau 6 a été rempli par les élèves. Le tableau rassemble un certain nombre d’informations liées à la réflexion qui est conduite pendant le travail expérimental. Il s’agit que les élèves mettent en place des informations importantes, mais qui ont été abordées de façon dispersées lors du TP. Ce tableau rassemble les informations se trouvant dans les réponses des deux questions 5 et 6 de l’activité (annexe 1 document 1h).

Dans ce tableau la composition du système chimique à l’état initial (nom, formule et quantité de matière), la présence de l’EC à l’état final (en même quantité, en plus grande quantité, en plus petite quantité, on ne peut pas savoir) ainsi que le nom et la formule des espèces chimiques éventuellement formées sont évoqués. Nous pouvons remarquer un certain nombre de concepts. Ces concepts sont liés par des relations. L’enseignant explicite ces relations à travers les facettes de connaissances mise en jeu dans son discours lors du remplissage du tableau avec ses élèves. Les facettes sont incorporées dans les représentations. L’enseignant explicite un certain nombre d’informations à travers les représentations.

Pour cela nous avons cherché à identifier les facettes se trouvant dans le tableau (a priori) et de les comparer aux facettes mises en jeu par l’enseignant lors du remplissage du tableau (a posteriori). Le tableau 7 montre les deux listes de facettes à priori et à posteriori.

9 facettes ont été identifiés d’après le tableau a priori. Tandis que 8 facettes de connaissances ont été mises en jeu dans les productions verbales de l’enseignant lors de la correction du tableau avec ses élèves. Par ailleurs 6 facettes sont en commun.

Nous constatons une explicitation des connaissances dans l’utilisation de la représentation par l’enseignant. La représentation l’aide dans l’explicitation des connaissances qui ne sont pas mises en jeu évidemment lors d’une discussion de classe. Un tableau est très important et permet la relation entre plusieurs informations. L’activité de représentation rend concret et visible le concept en jeu.

La définition de l’équation chimique et des différentes étapes nécessaires pour l’écrire ont été évoqués dans la fiche de synthèse (dans la séance de TC) en premier lieu (annexe 2, document 2h). Deux exemples sont proposés juste après afin d’appliquer les différentes connaissances théoriques. Il s’agit dans les exemples d’écrire l’équation chimique de la combustion de l’aluminium dans le dioxygène avec formation d’alumine Al₂O₃ ainsi que celle de la transformation des ions argent Ag+ avec le métal cuivre, donnant des ions cuivre Cu2+ et le métal argent.

Cette opération (représenter une transformation chimique) est une ré-application du travail demandé à l’élève dans l’activité expérimentale. En effet l’élève a fait une expérience et a identifié que c’est une transformation. Les notions d’états initial et final, de réactif et produit ont été dégagées dans le modèle qui accompagne la fiche de TP. Afin que l’élève puisse se les approprier, un questionnement autour d’une situation expérimentale a été proposé, en s’arrangeant pour que le modèle soit impliqué dans la réflexion que l’élève doit avoir. Il n’a été nullement demandé à l’élève d’écrire une équation chimique. Le travail se limite à comprendre que dans les produits de la vie quotidienne il y a des espèces chimiques, que certains mélanges conduisent à la transformation, et que l’étude de cette transformation requière une modélisation.

Maintenant dans la fiche de synthèse intervienne l’équation chimique et le bilan de matière. Du coup l’écriture de l’équation chimique de deux transformations chimiques est demandée de l’élève à ce stade. Le professeur estime que ça fait partie de l’apprentissage, que l’élève fait fonctionner le modèle : les expériences et les lois. Différentes facettes ont été mises en jeu lors de l’écriture de l’équation chimique.

Nous avons comparé les facettes apparaissant lors de l’écriture des ces deux équations chimiques durant la discussion entre l’enseignant et les élèves (à posteriori) aux facettes (à priori) que nous pouvons les estimer nécessaires pour en écrire une. Le tableau 8 ci-dessous montre les facettes à priori et à posteriori de l’équation chimique. Les facettes à priori sont toutes présentes dans la fiche de synthèse sauf une qui q été identifié par le chercheur «Une flèche ou un égale sépare les réactifs et les produits ». Les facettes à posteriori ont été mises en jeu par l’enseignant lors de la discussion avec ses élèves concernant l’écriture des équations chimiques des deux réactions.

Nous avons constaté que l’enseignant a proposé 7 facettes de connaissances sur l’équation chimique, les réactifs, les produits, la conservation des éléments chimiques. Tandis que 8 facettes ont été proposées à priori pour écrire une équation chimique. Nous n’avons pas trouvé des facettes en commun entre celles à priori et clles mises en jeu par l’enseignant lors de l’achèvement.

Nous avons aussi constaté que, les facettes à priori élaborées par le chercheur sont des facettes qui donnent la règle de l’écriture de l’équation chimique. Ces facettes sont liés donc au registre sémiotique « équation chimique ». En revanche, les facettes à posteriori mises en jeu par l’enseignant sont des facettes nécessaires pour remplir un tableau d’avancement. Ces facettes sont donc liées au « référent » tableau d’avancement. Il s’agit là d’une intéressante observation sur les connaissances liées au référent et celles liées au registre. Nous pouvons dire que c’est une activité spécifique du registre sémiotique équation chimique.

Le registre sémiotique « équation chimique » système formé d’un ensemble de symboles a permis à l’enseignant de mettre l’élève dans une situation de réapplication du modèle déjà vu dans l’activité expérimentale.