Le travail de l’enseignant

L’utilisation du simulateur permet une économie dans la gestion des connaissances mises en jeu par l’élève. En effet, l’animation peut être vue comme un micro-monde où des objets, d’ordinaires non perceptibles comme les particules, sont rendus accessibles à l’observation. Ces objets simulés se comportent suivant les lois du modèle, celles-ci prenant plus simplement du sens que quand l’élève doit les conceptualiser à partir d’objets non perceptibles. Par exemple, voir une particule rose et une particule bleue devenir verte et orange respectivement au moment d’un choc donne à la notion de choc efficace plus de sens qu’un discours qui dirait que deux molécules se transforment lors d’un choc. En effet, dans un tel discours, l’élève doit utiliser sa représentation (peu fonctionnelle) des molécules, les imaginer en mouvement, se rencontrant, et donnant de nouvelles molécules.

A la suite de ce travail, pendant lequel les élèves ont été relativement autonomes, l’enseignant doit institutionnaliser les connaissances qui ont été mises en œuvre pendant la séance utilisant une activité simulée. C’est l’occasion de revenir sur l’ensemble des concepts liés à la réaction chimique : réactif, produit, état initial et final. C’est intéressant. Pour autant, ce n’est pas simple car il faut proposer aux élèves un débriefing qui s’appuie sur la simulation, et non un, qui ne serait pas plus compréhensible que d’habitude s’il ne réutiliserait pas le modèle mental que les élèves ont construits grâce à l’animation.

Une possibilité est de distinguer les connaissances liées à la simulation de celles liées à la réaction chimique, puis de les mettre en relation. En particulier la grandeur avancement doit être distinguée dans les deux niveaux d’explications. Elle s’exprime en nombre de particules dans le cas de la simulation et en mole dans le cas de la réaction chimique. De même, il est possible de distinguer la notion de réactifs dans les deux cas. Les réactifs sont dans un cas caractérisés par une couleur, par leur mobilité, et par leur faculté à être impliqués dans des chocs efficaces. En revanche, les caractéristiques des composés chimiques, sont d’avoir une formule, un état physique (solide, liquide, gaz, en solution), une couleur éventuellement, mais avec un autre sens que la couleur des particules. De plus, les quantités de réactifs s’expriment différemment selon qu’il s’agit des réactifs simulés ou de véritables réactifs.

La distinction entre le micro-monde de la simulation (utilisant les notions de particule, de choc efficace avec changement de couleur, etc.) et celui non perceptible de la réaction chimique (utilisant les notions de quantité de matière, de réactif et de produit, etc.) doit être présente dans la tête de l’enseignant (voir le tableau 1), car ce sont deux ensembles de connaissances encore distinctes pour l’élève. L’enseignant doit distinguer ces connaissances de nature différente, en utilisant par exemple un tableau à deux colonnes comme ci-dessous, et puis les mettre en relation pour que l’élève soit capable ensuite de transférer ce qu’il a compris avec la simulation avec ce qu’il aura à utiliser avec la réaction chimique.