Chapitre 9 : Résultats de la première expérimentation
2. Evolution des apprentissages
2.1. Résultats : scores globaux
2.1.1 Résultats : scores du pré test
La moyenne des scores pour l’ensemble des 56 élèves est de 9,16 sur 27 points
(écart type de 3,25).
Nous présentons dans le tableau 33 ci-dessous, les résultats par question. Pour
chaque question, nous avons ramené le barème sur 1 point afin de faciliter la
lecture et la comparaison des résultats.
Chapitre 9 : Résultats de la première expérimentation Questions 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Moyenne élève pré test (/1) 0,2 0,13 0,46 0,71 0,37 0,87 0,69 0,36 0,45 0,82 0,23 0,2
Tableau 33 : moyenne des scores du pré test par question
Figure 54 : moyenne des scores du pré test par question
Nous pouvons classer les scores en trois groupes :
Nous remarquons que les élèves ont des scores inférieurs ou égaux à 0,2
pour les questions 1 (définir le métabolisme), 2 (définir la fermentation
alcoolique) et 12 (anticiper le nombre de mesure à réaliser), avec des
moyennes respectivement à 0,2, 0,13 et 0,2 (/1). Cependant, pour les
questions 1 et 2, il s’agit de questions ouvertes qui ont été analysées dans le
paragraphe 1 de ce chapitre. Pour avoir le nombre de points maximal, ces
deux questions demandent six réponses, ce qui peut expliquer les scores
faibles à ces questions. Les autres questions du test n’excédent pas 3
réponses attendues.
Puis on note des scores plus importants, supérieurs à 0,5, pour les
questions 4 (fermentation alcoolique et organisme vivant), 6 et 7 (réaction
chimique) et 10 (équation de réaction) avec des scores compris entre 0,69
et 0,87.
Entre les deux, se trouvent des questions relatives au concept de
métabolisme fermentaire (questions 5, 8 et 11), ou à des techniques de
laboratoire (questions 3 et 9) pour lesquelles les scores sont compris entre
0,2 et 0,5.
Reprenons en détail les différentes questions concernées (annexe 4).
La question 4 porte sur la nécessité d’utiliser un organisme vivant pour réaliser la
fermentation alcoolique. Ces résultats sont à mettre en lien avec ceux obtenus dans
l’analyse des représentations des élèves sur la fermentation alcoolique
(paragraphe 1). En effet, l’analyse des représentations met en évidence que les
élèves associent la fermentation alcoolique à un processus de décomposition du
vivant plutôt que d’activité du vivant. Nous avions effectivement relevé cette
éventuelle difficulté dans l’analyse des conceptions des élèves (chapitre 3), dans
Evolution des apprentissages
laquelle nous avons repris les travaux de Songer & Mintzes (1994). Ces derniers
mettent en évidence l’association de concepts de décomposition, de putréfaction à
la fermentation alcoolique.
Or, la réussite à la question 4 nous indique le contraire car les élèves choisissent la
réponse correcte qui associe des organismes vivants à la réalisation de la
fermentation alcoolique. Ceci nous laisse envisager des scores équivalents, voir
encore meilleurs au post test 1, ce qui permettrait ainsi de confirmer la stabilité de
ce concept pour ces élèves.
Les questions 6 et 7 reprennent des concepts de chimie et notamment celui de
réaction chimique. Plus précisément elles reprennent l’idée de variation de vitesse
de réaction sous l’influence de la température, mais également d’initiation de la
réaction. Les scores des élèves à ces questions laissent supposer que ces concepts
sont acquis, et donc qu’ils ne sont et seront pas à l’origine de difficultés dans
l’élaboration du protocole. Nous avions en effet identifié des difficultés dans
l’analyse épistémologique à travers les travaux de Carretto & Viovy (1994) et
Barlet & Plouin (1994). Ces derniers mettent en évidence des difficultés liées à
l’initiation de la réaction chimique qui peut ou pas être spontanée, ainsi que celles
relatives aux concepts de réactions dynamiques et de vitesse de réaction.
Enfin, la question 10, qui est également un concept de chimie présente l’équation
de réaction. Les scores nous permettent de conclure sur le fait que le concept
d’équation est bien maîtrisé. Nous ne retrouvons pas les difficultés identifiées a
priori dans l’analyse épistémologique concernant, le cloisonnement des savoirs et
les difficultés de les contextualiser dans des disciplines différentes (Fortin, 1994),
et les difficultés relatives au concept d’équation de réaction mis en évidence par
Barlet & Plouin (1994). Ceci peut s’expliquer par l’apprentissage de ces notions en
chimie qui sont réinvesties jusqu’en classe de terminale scientifique.
Les concepts liés aux conditions nécessaires à la fermentation alcoolique repris
dans les questions 5, 8 et 11, sont à l’origine de difficultés. Il s’agit cependant de
concepts nouveaux, qui font partie des objectifs d’apprentissage. Il sera donc
intéressant de comparer ces résultats à ceux du post test 1.
Concernant l’analyse des réponses de la question 5, nous pouvons dès à présent
supposer des confusions entre les milieux anaérobie et aérobie, difficultés qui ont
été mises en évidence dans les travaux de Songer & Mintzes (1994) et de Flores &
al. (2003). En effet, une conception erronée relevée consiste à associer la
fermentation alcoolique à une respiration anaérobie réalisée par des organismes
unicellulaires. Cette confusion respiration/fermentation est également mise en
évidence dans l’analyse des représentations des questions 1 et 2 dans le
paragraphe 1 de ce chapitre.
En ce qui concerne l’analyse des réponses de la question 8, nous pouvons émettre
une hypothèse à partir de l’analyse des travaux de Jordan & al. (2011) sur
l’influence du matériel et de la verrerie. En effet, nous expliquons le choix incorrect
de la réponse d par les élèves, par une possible influence de la verrerie
couramment utilisée (tube à essai) et proposée dans la réponse. La réponse b, qui
est correcte, montre des levures en anaérobie stricte mais contenues dans un
ballon, verrerie peu utilisée mais disponible dans les classes testées. En effet la
nécessité de mettre les suspensions au bain marie, favorise l’utilisation de tube à
Chapitre 9 : Résultats de la première expérimentation