6.4. Reconstruire des TPC à partir des caractéristiques d’un ensemble d’épisodes interactionnels

Comme nous venons de le dire, donner du sens à certaines actions de l’enseignante ne peut se faire à partir de l’observation d’un seul épisode interactionnel. Certaines actions ne prennent sens que dans l’observation de la répétition de celles-ci. Notre approche consiste à regarder les liens d’implication pour l’ensemble des épisodes et l’ensemble des mots clé affectés à ceux-ci. L’objectif est de repérer des regroupements de mots clés dont les liens d’implication peuvent s’expliquer par la mise en œuvre d’une TPC.

Le graphe 9, qui montre les liens d’implication pour l’ensemble des mots clés, permet de voir que :

L’enseignante ne change pas de niveau de modélisation du savoir en jeu dans sa réponse par rapport à celui en jeu dans la question de l’élève. Le graphe 10 montre, plus en détail, les liens entre le niveau de modélisation du savoir en jeu dans la question de l’élève et dans la réponse de l’enseignante. La seule exception est : « Lorsque le savoir dans la question de l’élève concerne le lien entre le monde perceptible et le monde non-perceptible, alors le savoir dans la réponse de l’enseignante concerne une propriété du monde perceptible », mais ce cas ne se produit qu’une seule fois
Le savoir n’est pas mis en œuvre de la même façon en fonction des systèmes d’activité en jeu dans l’épisode. Ainsi lorsqu’il y a plusieurs sollicitations d’élèves et que l’enseignante n’introduit pas de nouveaux éléments du milieu alors le système Bac est seul en jeu (deux épisodes vérifient ce cas). Lorsque l’enseignante fait un lien entre un savoir nouveau et ancien alors le système Chimie seul est en jeu (onze épisodes vérifient ce lien). Enfin lorsque l’enseignante fait des rappels et que le discours de l’épisode est composé de sollicitations d’élèves suivies d’une information de l’enseignante alors les systèmes Bac et Chimie vont dans le même sens (trois épisodes vérifient ce lien). Remarquons qu’à une conformation de système d’activité (système Bac, Chimie, ou les deux en opposition ou dans le même sens) en jeu ne correspond pas une mise en œuvre du savoir, alors que l’inverse est vérifié.
Enfin le troisième point que nous dégageons du graphe 10 est que la mise en œuvre du savoir est liée, généralement, au niveau de modélisation du savoir en jeu. Cette relation est orientée : pour une conformation du savoir en jeu, un niveau de modélisation du savoir est en jeu. Les deux seules exceptions sont :
Lorsque l’enseignante fait un lien entre une grandeur et un événement du monde non-perceptible alors l’enseignante utilise des éléments du milieu mis en place précédemment.
Lorsque l’enseignante fait le lien entre le monde perceptible et le monde non-perceptible. Le nombre d’épisode où l’enseignante fait ce lien est très faible.

Graphe 9 : Liens d’implication pour l’ensemble des mots clés affectés aux épisodes interactionnels

Graphe 10 : Liens d’implication entre les mots clés relatif au niveau de modélisation dans a question de l’élève et dans la réponse de l’enseignante.

Les TPC que nous proposons, en vue des graphes 9 et 10, sont :

L’enseignante répond, généralement, en conservant le même niveau de modélisation du savoir que celui dans la question de l’élève. Il s’agit d’une TPC de la catégorie « Stratégies ».
La deuxième TPC que nous pouvons reconstruire concerne la façon dont l’enseignante gère les deux systèmes d’activité. Lorsque le système Bac est en jeu dans l’épisode, l’enseignante est en retrait, elle laisse aux élèves le soin de faire avancer le savoir. Lorsque le système Chimie est en jeu, seul ou avec le système Bac, l’enseignante fait avancer le savoir, fait des liens entre des savoirs nouveaux et anciens etc. Elle occupe une position beaucoup plus « active ». La TPC reconstruite appartient à la catégorie « Buts et valeurs », et concerne ce qu’est l’objectif de l’enseignement de la chimie en Terminale : d’une part préparer au Bac, mais surtout que les élèves apprennent la chimie.
Enfin la troisième TPC reconstruite est de la catégorie « Stratégies » : le niveau de modélisation du savoir en jeu influe sur la façon dont l’enseignante met en œuvre le savoir. Elle s’adapte donc au type de savoir. Certaines conformations de la mise en œuvre du savoir sont utilisées pour certains types de savoir.

Cette technique de reconstruction offre l’avantage de présenter un autre point de vue sur le corpus : il ne s’agit plus, à partir d’un épisode précis de reconstruire une TPC par induction mais plutôt, à partir de paternes de comportement d’en déduire une TPC.

Nous avons vu dans ce chapitre l’explicitation de notre méthode de reconstruction. Le premier processus de reconstruction s’appuie sur l’analyse d’un seul épisode interactionnel, la liste des TPC reconstruite ainsi est donnée dans le tableau 61. En prenant un peu de recul par rapport à cette méthode nous avons dégagé plusieurs points d’ordre méthodologique : premièrement il s’agit d’une approche différente de celle utilisée pour le codage des épisodes. Dans le cas des TPC il s’agit d’une approche analogique, alors que dans le cas des épisodes l’approche est digitale. Deuxièmement nous avons vu que les catégories de TPC sont très influentes sur le processus de reconstruction, que ce soit la délimitation des frontières ou de ce que les catégories contiennent ou pas. Ce problème de la définition des catégories se retrouve dans la mise en mots des TPC, il en ressort que la catégorie « Stratégies » se distingue par rapport aux catégories « Difficultés » et « Curriculum ». Le deuxième processus de reconstruction s’appuie sur des ensembles d’épisodes. Nos données ne nous ont permis de reconstruire seulement trois TPC par ce processus, mais il nous semble qu’il s’agit d’une approche intéressante dans le sens ou elle offre une autre lecture du corpus, et ainsi de reconstruire des TPC qu’il n’est pas possible de reconstruire par la première approche.

Tableau 61 : Liste des TPC reconstruites directement à partir des épisodes.
Difficultés
Les élèves ont besoin de faire le passage du monde des théories au monde non perceptible pour donner du sens aux concepts
Les élèves ne différencient pas les états de la réaction facilement
Les élèves éprouvent des difficultés à différencier les grandeurs extensives des grandeurs intensives
Les élèves ont besoin de savoir à quoi vont servir les grandeurs qu’ils étudient en classe pour les comprendre
Le fait que l'atome d'hydrogène qui a perdu son électron soit nommé proton induit une confusion entre réaction nucléaire et réaction chimique.
L'écriture de l'ion oxonium est problématique pour les élèves
Le terme de solvaté est problématique pour les élèves
Les élèves ont besoin de savoir à quoi va servir K dans les exercices
La prise en compte des coefficients stœchiométriques dans le calcul de la valeur de K pose problème aux élèves
Les élèves oublient que la constante d’équilibre s’écrie à l’état final
Les élèves éprouvent des difficultés à comprendre une relation mathématique lorsque celle-ci n’est pas écrite au tableau
Il est plus simple pour les élèves d'identifier des cas (exercices type ?) et de savoir quelles formules peuvent être appliquées en fonction de ces cas.
Les élèves ont du mal avec les inégalités
Les logarithmes sont sources de difficultés
Les élèves pensent que le pH d’une solution ne peut être supérieur à 14
Stratégies
Pour savoir si une réaction est totale ou non sans avoir calculé le taux d’avancement final, les élèves peuvent regarder la valeur de K, si K est grand alors la réaction est totale
L'équation de la réaction est un représentant qui lie les concepts (produits, équilibre) qui aide les élèves à comprendre.
L’enseignante défini deux concepts (différencie deux concepts ?) par rapport aux concepts auxquels ils sont reliés/qu’ils caractérisent (pH à la solution, pK_a au couple)
Montrer qu’un proton peut être considéré comme un ion H+ en utilisant l’écriture symbolique de l’atome H ainsi que le numéro atomique et le nombre de masse.
Pour montrer que la particule H+ est bien une espèce chimique dans le cadre d’une réaction acido-basique, l’enseignante décrit la façon dont réagit cette particule.
Pour justifier l’emploi du terme de proton pour la particule H+ au sein d’une réaction acido-basique, même si cette particule ne se comporte pas comme un proton, l’enseignante dit aux élèves que ce terme se rencontre dans leur manuel
L'élève fait une erreur sur l'espèce qui réagit avec H₃O+. L'enseignante pointe la réaction de l'équilibre écrite au tableau pour faire voir son erreur à l'élève. Elle montre ainsi comment lire l'équation.
Dans un exercice pour savoir s'il s'agit d'un équilibre il faut regarder l'énoncé. Il s'agit de jouer sur le contrat didactique. L’enseignante apprend aux élèves à jouer sur le contrat.
L'enseignante utilise le simulateur pour introduire la modélisation de l'équilibre chimique.
L'enseignante construit une ébauche de tableau d'avancement au tableau pour montrer aux élèves que quand taux est égal à 0,5 il y a autant de réactifs que de produits.
Faire référence au « flacon », objet du monde visible, lorsqu’elle parle de l’état initial, propriété du monde non visible.
L’enseignante utilise l'équation de la réaction chimique pour montrer d'une part les relations entre les espèces dans la solution, et d’autre part pour montrer que la dissociation de l'acide se fait dans le sens direct.
L’enseignante fait remarquer aux élèves que les réactions totales qu’ils ont vues jusqu'à présent sont un cas particulier d’équilibre (dont le taux vaut 1). Elle intègre ce que les élèves ont vu auparavant à ce qu’ils sont en train de voir.
Pour montrer à partir de la modélisation que taux permet de caractériser l'équilibre, l'enseignante construit un tableau, fonctionnant comme un tableau d'avancement, à partir des pourcentages de particules à l'état d'équilibre. Ce tableau permet à l'enseignante de montrer que, si on assimile le nombre de moles à des pourcentages, taux permet de caractériser la réaction.
Pour montrer qu’un acide AH n’est pas solide en solution l'enseignante prend le cas ou AH serait pur, même dans ce cas là AH serait liquide. Implicitement elle dit aux élèves que si un produit pur est liquide alors ce produit dilué l'est d'autant plus.
Associer la constante d'équilibre à une équation de réaction aide les élèves à faire la différence entre Taux (dépendant des conditions initiales) et K.
Pour bien montrer qu'à chaque réaction correspond une constante l'enseignante utilise une liste du livre.
L'enseignante rappel aux élèves qu’ils savent à quoi sert Taux. Elle cherche à définir K par rapport à Taux. Elle s'appuie sur une grandeur qui caractérise une réaction pour en définir une autre. Ceci aide les élèves à définir en procédant par rapprochement ou différenciation par rapport à une grandeur
Lorsque l’on cherche à passer de nombres de moles à des concentrations, à partir d’un tableau d’avancement, si l’on choisit un volume V égal à 1 litre de solution. la quantité de matière est égale à la concentration pour ce volume
Définir une grandeur en comparant ses propriétés par rapport aux propriétés d'une autre grandeur.
L'enseignante utilise un exemple pour montrer que K n'est pas toujours inferieur à 0. Elle prend l'équation de la réaction déjà écrite au tableau et calcul K pour la réaction inverse. Les élèves ont déjà calculé le K de la réaction directe, il suffit juste de prendre son inverse. L'enseignante reprend ce qui est déjà au tableau, même si la réaction n'est pas la plus familière aux élèves.
L'enseignante se sert du tableau d'avancement déjà présent au tableau. Elle écrit l'avancement pour une réaction totale. Elle cherche à montrer aux élèves que si la réaction est totale la quantité de AH sera égale à 0, la quantité de AH peut aussi s'écrire n-Xmax, donc n-Xmax est égale à 0 donc n est égal à Xmax. Xmax/V est donc égal à n/V donc à la concentration en soluté apporté.
Le tableau d'avancement est le support privilégié pour parler des quantités de matière, et illustrer la conservation de la matière.
L'élève répond que Xmax est la concentration. L'enseignante le reprend tout de suite en lui faisant remarquer que cette réponse ne peut pas être bonne puisqu'elle n'est pas homogène. Elle se sert de l'analyse dimensionnelle pour justifier la non-acceptation de la réponse.
L'enseignante pointe du doigt les représentants des concepts auxquels elle fait allusion
Pour différencier les différentes constantes que la classe a abordé dans cette séquence l'enseignante reprend toutes les étapes du cours qu'ils ont vu jusqu'à présent. Elle reprend l’histoire de l’avancée du savoir dans la classe.
L’enseignante écrit l'équation inverse et applique les définitions pour démontrer que le sens dans lequel on écrit l'équation change K.
Structurer le calcul, passer par des étapes (calcule de C,...) permet aux élèves de ne rien oublier.
Utiliser le tableau d'avancement pour différencier l'état final de l'état initial et comme représentant des liens entre concepts.
Pour parler des réactifs avant réaction l'enseignante parle de ce qu'il y a dans le flacon. Cela évite d'aborder le problème des réactifs et produits dans un équilibre (distinction réactifs / réactants). Il y a du coup les réactifs avant mise en solution dans le flacon (concentration en soluté apporté) et les réactifs après mise en solution (concentration en réactif finale)
Pour montrer que le point d’intersection entre les deux courbes du diagramme de prédominance ne se coupent pas à pH égal 7, l’enseignante établit la relation entre pH et pK_a pour pouvoir montrer que quand pH égal pK_a les concentrations en forme acide et basique à l'état final sont égales. Les deux courbes se croisent au point pH égal pK_a .
Expliciter des termes du contrat permet de répondre à des questions d’élèves qui nécessiteraient, autrement, des connaissances en chimie trop complexes
L'enseignante justifie que le sens d'écriture de l’équation de la réaction a une importance en disant que K ne s'écrierait pas de la même manière si le sens d’écriture n’est pas le même. Ceci évite de parler de sens direct et inverse, de faire une différence entre réactants et réactifs.
L’enseignante définit les propriétés de l'équilibre par rapport à K.
Pour prouver le résultat d’une démonstration mathématique l’enseignante se sert d'un exemple.
Le tableau d'avancement sert à représenter l'évolution des quantités de matière des différentes espèces. L’enseignante montre aux élèves comment lire l'information dans ce tableau.
L’enseignante associe le pK_a au diagramme de prédominance pour donner du sens au pK_a
Donner un sens de lecture à la courbe de titrage en fonction de la chronologie de l'expérience qui a permis d’obtenir cette courbe.
Les résultats intermédiaires dans un calcul ne sont pas remis en question, on s'appuie sur eux pour la suite.
L'enseignante enseigne une technique pour que les élèves ne se trompent pas dans l'ordre d'écriture des constantes et puissent les reconnaitre facilement.
En connaissant la constante de réaction écrite dans l'autre sens, déterminer la constante d'équilibre permet de savoir si la réaction est totale.
Utiliser le schéma du dosage permet de faire le point sur les informations dont on dispose.
Pour dire que le pH se mesure à l'état final et correspond à un certain état du système l’enseignante dit que le pH est associé à la solution.
L'enseignante se sert de l'ensemble des différentes représentations au tableau lorsqu'elle explique aux élèves : le couple acide-base, le diagramme de prédominance et l'équation de la réaction. Toutes ces écritures montrent que le comportement d’un acide est lié à celui de sa base conjuguée, on retrouve cette idée dans ses gestes.
Les gestes de l'enseignante : elle mime les vases communiquants pour montrer que l'on ne peut pas savoir les proportions des espèces acides ou basiques à partir d’un diagramme de prédominance mais on peut dire s'il y en a une qui prédomine
Buts et valeurs
L’enseignante montre un fonctionnement de la science ou les valeurs théoriques sont prépondérantes sur les valeurs expérimentales : l’expérience ne vient pas remettre en cause la théorie
Pour expliquer à la fois les différences de mesures du pH entre les élèves de la classe, la valeur de 0,8 comme taux d'avancement pour une réaction totale et que dans un DS on considère que 0,8 ne correspond pas à une réaction totale, l'enseignante admet que les expériences menées par les élèves ne sont pas précises (dû au matériel apparemment). On peut en déduire des résultats par comparaison (0,8 est beaucoup plus grand que 0,04).
Montrer comment marche la science fait partie de l'enseignement des sciences, et permet de mieux comprendre la science.
Apprendre aux élèves le rôle du résultat expérimental en science fait partie de l'apprentissage de la science
Elle assume que sa justification est d'ordre théorique.
L’apprentissage de la chimie comporte une part d’apprentissage par cœur de certaines valeurs. Alors que d’autres valeurs n’ont pas besoin d’être apprises par cœur.
L'homogénéité d'une relation est très importante en science
L'enseignante justifie sa réponse en faisant appel à l'analyse dimensionnelle
Expliquer aux élèves les conventions (pourquoi elles ont été adoptées etc.).
L'enseignante interprète le contrat pour justifier sa réponse et montrer aux élèves comment certains termes du contrat peuvent servir à donner des indices
Curriculum
Montrer comment marche la science fait partie de l'enseignement des sciences, et permet de mieux comprendre la science.
Dire clairement aux élèves qu'ils n'ont pas à apprendre les valeurs des constantes d’équilibre. Il n'est pas utile de les apprendre pour : le Bac, les DS et comprendre le cours/ réussir les exercices.
La réponse attendue à la question : établir un tableau d'avancement est de remplir le tableau sans données chiffrées
Les élèves doivent savoir lister, lors d’une analyse par conductimètrie, tous les ions spectateurs
Lorsque la question est : donner la demi-équation de réaction d’un acide, les élèves n’ont pas besoin d’écrire le couple acide-base au préalable.
L'ordre d'écriture des ions n’est pas évalué au Bac, mais participe à comprendre la chimie
Les élèves doivent savoir que le chlore est dangereux, même si ça n’est pas demandé pour l’épreuve du Bac.
Les élèves n'ont pas à savoir le nom des couples pour faire de la chimie / répondre en examen
Les élèves n’ont pas besoin de connaitre les valeurs des pK_a
Connaissant l'acide les élèves doivent savoir trouver la base conjuguée.