La première question que nous devons nous poser est toujours celle des objectifs poursuivis par un enseignement. C’est au sein du référentiel de compétences que nous trouvons les objectifs cibles de l’enseignement secondaire francophone, que voici :
Il s’agit tout à la fois de soutenir l’intérêt des jeunes pour les sciences et de faire comprendre que la biologie, la chimie et la physique :
O1 - sont des sciences qui, grâce à une meilleure compréhension du monde, éclairent les personnes sur les questions qu’elles se posent concernant leur bien-être, leur sécurité et leur environnement ; O2 - sont en interaction étroite avec les développements technologiques ;
O3 - font continuellement appel à des modèles, modèles avec leurs limites, qui permettent de décrire une réalité souvent complexe ;
O4 - sont des sciences expérimentales contribuant à mettre en place des démarches rationnelles aptes à résoudre des problèmes ;
O5 - confrontent sans cesse les représentations spontanées à des modèles établis ;
O6 - doivent être articulées à d’autres disciplines pour donner une vision globale de la réalité ;
O7 - sont nées et se développent dans des contextes culturels, socioéconomiques et techniques précis ; O8 - sont propices à une réflexion d’ordre éthique ;
O9 - utilisent les raisonnements inductif, déductif, systémique et par analogie.
Pour atteindre ces objectifs, il importe de développer chez les élèves les capacités indispensables pour la pratique scientifique dans une perspective citoyenne, qui sont les suivantes :
C1 - S’approprier des concepts fondamentaux, des modèles et des principes. C2 - Évaluer la portée et les limites des modèles et des principes.
C3 - Conduire une recherche et utiliser des modèles. C4 - Utiliser des procédures expérimentales.
C5 - Bâtir un raisonnement logique.
C6 - Utiliser des procédures de communication. C7 - Résoudre des applications numériques.
C8 - Utiliser les outils mathématiques et informatiques adéquats.
C9 - Comprendre que les connaissances actuelles en sciences ont une histoire. C10 - Établir des liens entre les développements des sciences et des technologies. C11 - Être capable de synthétiser son point de vue et de le défendre au cours d’un débat.
Pour commencer, nous allons considérer chacun de ces objectifs pour évaluer s’ils peuvent théoriquement être atteints (ou au moins abordés) à partir des unités d’acquis d’apprentissage
61
consacrées à la chimie organique. Nous indiquerons sous chaque objectif certains éléments que la chimie organique peut lui apporter, accompagnés d’un exemple si besoin.
O1 - sont des sciences qui, grâce à une meilleure compréhension du monde, éclairent les personnes sur les questions qu’elles se posent concernant leur bien-être, leur sécurité et leur environnement ;
La chimie organique prenant une part très importante dans notre vie quotidienne, il est évident qu’elle tient un rôle important pour l’amélioration de notre bien-être (composant des cosmétiques et produits hygiéniques, médicaments, vêtements…), de notre sécurité (composant des gilets pare-balles…) et de notre environnement (gestion des déchets…). O2 - sont en interaction étroite avec les développements technologiques ;
Il suffit de citer le pétrole et tous les développements que la pétrochimie a permis d’obtenir (plastiques, médicaments, sources d’énergie) pour se rendre compte du lien entre la chimie organique et le développement technologique.
O3 - font continuellement appel à des modèles, modèles avec leurs limites, qui permettent de décrire une réalité souvent complexe ;
De nombreux modèles ont été établis, puis modifiés, et sont utilisés pour comprendre certaines notions de chimie organique (structure de Lewis, représentation de la géométrie des molécules, isomérie)
O4 - sont des sciences expérimentales contribuant à mettre en place des démarches rationnelles aptes à résoudre des problèmes ;
L’établissement d’un protocole de réaction ou l’analyse des propriétés de certaines molécules organiques (température d’ébullition, réactivité, identification de fonctions) peut servir de support à la mise en place d’une démarche expérimentale visant la résolution d’un problème. O5 - confrontent sans cesse les représentations spontanées à des modèles établis ;
Le terme même de « chimie organique » induit à lui seul une représentation spontanée et erronée de la chimie organique, qui n’est pas la chimie des organes, mais bien la chimie du carbone.
O6 - doivent être articulées à d’autres disciplines pour donner une vision globale de la réalité ;
La chimie organique peut être étroitement liée à la biologie afin de comprendre en profondeur comment fonctionnent les molécules constitutives du vivant. Elle peut également être abordée d’un point de vue de l’économie par exemple (industrie pharmaceutique, pétrochimique, etc…).
O7 - sont nées et se développent dans des contextes culturels, socioéconomiques et techniques précis ; Nous avons détaillé en profondeur le contexte au sein duquel la chimie organique s’est développée lors de la première partie de ce travail, et nous avons vu l’influence de ce contexte sur la façon dont la chimie organique est encore enseignée de nos jours.
O8 - sont propices à une réflexion d’ordre éthique ;
La chimie organique étant liée à l’industrie pharmaceutique et cosmétique par exemple, les différents tests effectués sur les animaux pour développer de tels produits sont directement concernés par des questions d’éthique.
O9 - utilisent les raisonnements inductif, déductif, systémique et par analogie.
Plusieurs règles de chimie organique peuvent être découvertes par les élèves suite à un raisonnement, par exemple par analogie entre deux fonctions organiques (nomenclature, réactivité).
62
Nous constatons que l’ensemble des objectifs généraux poursuivis par le référentiel de compétences peut être abordé au travers des unités d’acquis d’apprentissage de chimie organique. Nous allons effectuer la même démarche concernant les capacités liées à la pratique scientifique dans une perspective citoyenne, et ce en proposant un exemple de lien pour chacune des capacités mentionnées.
C1 - S’approprier des concepts fondamentaux, des modèles et des principes. Tous les concepts de chimie organique sont d’application ici. C2 - Évaluer la portée et les limites des modèles et des principes.
Comprendre qu’une représentation en deux dimensions de molécules ne permet pas d’appréhender toutes leurs propriétés.
C3 - Conduire une recherche et utiliser des modèles.
L’étendue du domaine que recouvre la chimie organique est propice à la poursuite d’une recherche, que ce soit sur un type de polymère, sur une molécule particulière ou encore sur une fonction organique précise. Chacune de ces recherches fera appel à un ou des modèles. C4 - Utiliser des procédures expérimentales.
La chimie organique est plus que propice aux manipulations de synthèse de molécules ou aux expériences de reconnaissance de groupes fonctionnels.
C5 - Bâtir un raisonnement logique.
L’évolution des températures d’ébullition au sein des différentes classes de molécules organiques selon leur fonction suit un raisonnement logique que l’élève peut construire. Nous mettons l’accent sur le fait que c’est l’élève qui doit construire lui-même le raisonnement logique et non pas appliquer un raisonnement appris précédemment, ce qui correspond plutôt à l’objectif O4.
C6 - Utiliser des procédures de communication.
La chimie organique présente son propre langage (nomenclature) et ses propres conventions d’écriture (représentation développée, semi-développée, topologique) que les élèves doivent assimiler. La mise au point d’un protocole expérimental peut également être envisagée. C7 - Résoudre des applications numériques.
La résolution d’applications numériques n’est pas la capacité la plus entrainée en chimie organique, mais elle peut cependant être facilement entrainée en effectuant des problèmes stœchiométriques impliquant des réactions organiques comme, par exemple, des calculs de quantités de CO2 libérées par la combustion d’un carburant.
C8 - Utiliser les outils mathématiques et informatiques adéquats.
Plusieurs logiciels peuvent être utilisés pour dessiner des molécules organiques ou pour construire un tableau de réactivité reliant différentes fonctions.
C9 - Comprendre que les connaissances actuelles en sciences ont une histoire.
La première définition historique de la chimie organique est le parfait d’exemple de l’évolution des connaissances, qui a fait passer la définition de chimie organique de « chimie du vivant » à « chimie du carbone ».
63
Le développement de la chimie organique a permis le développement en parallèle de l’industrie pharmaceutique et pétrochimique.
C11 - Être capable de synthétiser son point de vue et de le défendre au cours d’un débat.
Un débat sur les avantages et les inconvénients des matières plastiques ou encore sur les différences entre la synthèse industrielle d’une molécule et son équivalent « naturel » peut être envisagé en classe.
À l’instar des objectifs, toutes les capacités liées à la pratique scientifique peuvent également être entrainées lors des chapitres de chimie organique. Nous allons ensuite vérifier si ces objectifs généraux et ces capacités sont effectivement abordés lors de l’étude de la chimie organique en détaillant le contenu du corpus que nous avons rassemblé. Les graphiques suivants indiquent la présence des différents objectifs (figure 2.1) et capacités (figure 2.2) au sein des différents chapitres contenant de la chimie organique dans les documents du corpus analysés.
Figure 2.1 : Pourcentage de documents repris dans le corpus faisant travailler les objectifs O1 à O9
Nous constatons que certains objectifs sont présents dans la majorité du corpus (O1 à O4) mais que d’autres ne sont repris dans aucun document (O5, O7 à O9).
Figure 2.2 : Pourcentage de documents repris dans le corpus faisant travailler les capacités C1 à C11
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% O1 O2 O3 O4 O5 O6 O7 O8 O9