2. Chapitre 2 : Une formation pour favoriser le « dialogue » entre les textes prescripteurs et les
2.3. Méthodologie de recueil et d’analyse des données
2.4.1.2. Savoir-faire
2.4.1.2.1. Le repérage de conceptions à partir de productions d’élèves
Le questionnaire « conceptions », distribué après les apports théoriques, nous permet de savoir dans quelle mesure les enseignants sont capables d’interpréter, en termes de conceptions, des réponses d’élèves à un questionnaire didactique.
Dans ce questionnaire, les enseignants proposent diverses interprétations des réponses des élèves au questionnaire didactique. Nous les avons classées dans le tableau 17, selon les quatre niveaux, que nous avons définis précédemment :
Niveau 1 : L’élément de réponse porte uniquement sur les lacunes ou incompréhensions de l’élève quant au concept qui lui aurait permis de répondre correctement.
Niveau 2 : Les éléments de réponses des enseignants montrent un repérage de similitudes pertinentes dans les réponses des élèves. Les réponses des élèves sont citées ou paraphrasées, mais pas interprétées.
Niveau 3 : Les enseignants ont fait émerger, à partir des similitudes repérées, une tendance de raisonnement sous-jacente.
Niveau 0 : Autres
Niveau 1
Neuf enseignants, à travers 14 unités de significations, présentent les lacunes ou difficultés des élèves quant aux concepts qu’ils auraient dû mettre en jeu pour répondre correctement aux questions posées :
P’2 : A travers les transformations chimiques, les élèves ne réalisent pas toujours qu’il y a permanence des éléments.
P’19 : L’idée de la transformation n’est pas acquise. Les élèves pensent à des « disparitions » de matière. Aucun ne parle d’atomes.
Ces enseignants abordent les concepts de réaction/transformation chimique (P’5, P’11, P’13, P’16, P’18, P’19), conservation de la matière (P’2, P’9), réactif limitant (P’9), et acidité (P’5, P’10, P’13). P’16 et P’19 évoquent aussi une mauvaise utilisation du vocabulaire censé être acquis par les élèves.
Ainsi, ces enseignants ne considèrent pas les réponses des élèves de manière positive, en vue de déceler les raisonnements sous-jacents.
Niveau 2
Neuf enseignants, à travers vingt unités de signification, ont relevé des réponses d’élèves qui correspondent à des manifestations des conceptions présentées plus haut.
Transformation de la matière si le changement est apparent
P’20 paraphrase les réponses d’élèves qui sont les manifestations de la conception selon laquelle la matière est transformée seulement si le changement est perceptible par nos sens.
P’20 : si ce n’est pas visible, cela a disparu. […] « L’acide n’a pas disparu car on voit encore la même quantité de solution »
Confusion entre transformations chimique et physique
Cinq enseignants (P’3, P’6, P’10, P’17, P’20) ont perçu la confusion entre transformations physique et chimique chez les élèves. Les six unités de signification qui évoquent cette conception sont des paraphrases des réponses de ces derniers, et non une interprétation plus générale. On trouve des références aux dissolutions et aux changements d’état.
P’3 : La plaque se dissout
P’6 : Les élèves parlent de réaction chimique mais pour eux, soit : o Le zinc va « fondre »
o Le zinc va se dissoudre
P’17 : L’acide chlorhydrique est un solvant qui va dissoudre le métal (n° 5, n° 2)
Conception de type « agent/patient »
A travers quinze unités de significations, neuf enseignants ont relevé des réponses d’élèves, manifestations de la conception « agent/patient ». Ils ont relevé les verbes d’action associés à l’acide, qui montrent la dissymétrie des rôles des deux réactifs.
P’15 : L’acide chlorhydrique : réactif dominant / attaquant
Trois enseignants (P’3, P’6, P’10) ont mis en évidence le lien, fait par les élèves, entre le rôle d’« acteur » de l’acide et l’évolution de sa quantité au cours de la transformation.
P’6 : C’est l’acide qui attaque le zinc (dans ce cas) et c’est pour cela qu’il y a autant d’acide avant qu’après pour eux.
P’10 : L’acide « ronge », « attaque », sa quantité ne diminue pas → il est « fort ».
Niveau 3
Treize enseignants, à travers trente-trois unités de signification, se sont appuyés sur les réponses des élèves pour proposer des interprétations en termes de conceptions et raisonnements d’élèves plus généraux. Les trois conceptions que nous avons présentées plus haut ont été abordées.
Transformation de la matière si le changement est apparent
Six enseignants (P’1, P’9, P’13, P’15, P’16, P’20) ont repéré la conception selon laquelle la matière est transformée si le changement est apparent, et formulent leur interprétation d’un point de vue général, ne portant pas uniquement sur la situation présentée aux élèves, c'est-à-dire la transformation chimique entre le zinc et l’acide chlorhydrique.
P’1 : Une transformation n’a lieu que si on en voit les effets (l’acide reste de l’acide, le liquide ne change pas) P’15 : Pour qu’un réactif liquide disparaisse, il faut que son volume diminue.
Confusion entre transformations chimique et physique
Neuf enseignants (P’1, P’2, P’4, P’8, P’11, P’13, P’14, P’15, P’17) ont détecté la confusion des élèves entre transformation physique et transformation chimique.
P’4 : Confusion entre réaction chimique / dissolution et fusion (changement d’état)
P’8 : Idée de dissolution du zinc (et non pas de transformation) par disparition de celui-ci en solution.
Conception de type « agent/patient »
Onze enseignants repèrent dans les réponses des élèves une dissymétrie dans les rôles attribués aux réactifs. On trouve souvent des références au rôle « actif » de l’acide et à ce que « subit » le métal.
P’2 : Les réactifs ont des rôles dissymétriques d’après certains élèves (c’est l’acide qui attaque le métal)
P’8 : Idée de disparition complète du zinc donc de la matière qui va être « attaquée » (peu importe la quantité de l’acide)
P’20 : Transformation chimique : il y a un acteur qui reste intact et un autre qui subit et disparaît
Deux enseignants (P’9, P’11) ont également relevé que l’un des réactifs seulement était responsable de la transformation chimique, en libérant l’un des produits qu’il contenait au départ, ou en étant le seul à se transformer.
P’9 : Les produits de la réaction sont déjà présents avant la réaction (H2 déjà présent dans HCl, puis libéré lors
de la réaction)
P’11 : Acide et zinc traités différemment : acide chlorhydrique n’est pas considéré comme un réactif. Un seul réactif se transforme.
Niveau 0
Certaines réponses n’ont pas pu être interprétées, celles-ci restant vagues, ambiguës, ou ne semblant pas correspondre à une tentative d’interprétation des réponses des élèves.
P’4 : Présence « d’atomes » dans l’acide chlorhydrique P’10 : Gaz ⇒ s’évapore
Tableau 17 : niveaux d’interprétation des réponses des élèves
Niveau 0 Niveau 1 Niveau 2 Niveau 3
Autres
L’élément de réponse de l’enseignant porte sur les lacunes ou les incompréhensions de l’élève quant au concept qui lui aurait permis de répondre correctement.
L’élément de réponse de l’enseignant montre un repérage de similitudes pertinentes dans les réponses des élèves. Ces dernières sont citées ou paraphrasées, mais pas interprétées.
Les enseignants ont fait émerger, à partir des similitudes repérées, une tendance de raisonnement sous-jacente.
P’1 − l’acide ne « s’use » pas
− Une réaction s’arrête uniquement quand l’un des réactifs a totalement disparu -
« inépuisabilité » de l’acide chlorhydrique
− Disparition des éléments à partir du moment où on ne les voit plus
− Une transformation n’a lieu que si on en voit les effets (l’acide reste de l’acide, le liquide ne change pas)
− Confusion entre la transformation chimique et le changement d’état (fusion)
P’2
− A travers les transformations chimiques, les élèves ne réalisent pas toujours qu’il y a permanence des éléments
− Les élèves confondent transformations physiques et chimiques
− Confusion entre une substance et sa propriété
− Les réactifs ont des rôles dissymétriques d’après certains élèves (c’est l’acide qui attaque le métal)
P’3
− L’acide chlorhydrique fait « fondre », « attaque », « ronge » le zinc mais ce n’est pas un réactif. Il ne réagit pas et ne disparaît pas. (3, 5, 7, 8)
− La plaque se dissout (2, 5)
− L’acide attaque le métal et forme le dihydrogène donc une petite quantité d’acide disparaît (4)
− Les atomes « s’en vont », ils disparaissent complètement et ceux qui restent forment d’autres substances (le dihydrogène) (6)
P’4 − Présence « d’atomes » dans l’acide chlorhydrique
− Transformation du zinc en dihydrogène « qui s’évapore ».
− Présence de dihydrogène dans l’acide chlorhydrique.
− Confusion entre réaction chimique / dissolution et fusion (changement d’état)
− Le zinc disparaît « en bulles ».
− L’acide agit, le zinc subit la transformation.
P’5
− Réaction chimique = notion de réactif n’est pas acquise
− Notion d’acidité
P’6
− La formation de dihydrogène provient de la réaction entre l’acide et le zinc mais pour certains élèves :
o Le dihydrogène était
présent sous forme d’atomes dans l’acide et comme les atomes « partent », il reste les atomes de dihydrogène qui partent également
− Les élèves parlent de réaction chimique mais pour eux, soit :
o Le zinc va « fondre »
o Le zinc va se dissoudre
− C’est l’acide qui attaque le zinc (dans ce cas) et c’est pour cela qu’il y a autant d’acide avant qu’après pour eux
− C’est le zinc qui se transforme en gaz : le dihydrogène
P’7 … … … …
P’8
− Idée de disparition complète du zinc donc de la matière qui va être « attaquée » (peu importe la quantité de l’acide)
− Idée de dissolution du zinc (et non pas de transformation) par disparition de celui-ci en solution.
− Idée de fusion du zinc également (confusion avec la transformation physique)
− Idée d’une seule substance qui agit mais qui ne se transforme pas
P’9
− Notion de réactif limitant
− Conservation de la matière ? (le zinc se transforme en H2)
− Les seules substances qui réagissent sont celles que l’on voit réagir (seul le zinc réagit)
− Les produits de la réaction sont déjà présents avant la réaction (H2 déjà présent dans HCl, puis libéré lors de la réaction)
P’10 − Gaz ⇒ s’évapore − L’acide n’est pas l’acidité
Je ne « peux » que lister.
− L’acide « ronge », « attaque », sa quantité ne diminue pas → il est « fort »
− Confusion « dissolution », « fondre », réaction
Je trouve ce travail difficile, mais très intéressant. Il faut juste que nous soyons formés.
P’11
− L’expression « réaction chimique » est utilisée, apparemment de façon correcte mais les autres questions montrent que la notion n’est pas conceptualisée. Expression juste, notion non comprise
− Acide et zinc traités différemment : acide chlorhydrique n’est pas considéré comme un réactif. Un seul réactif se transforme.
− Zinc disparaît mais confusion fusion, dissolution, réaction chimique. Confusion transformation physique / chimique
P’12 … … … …
P’13 − C’est l’acidité de l’acide qui transforme le zinc
→ problème de notion de réaction chimique − Le zinc se transforme en dihydrogène
− Confusion réaction chimique / changement d’état (dissolution) : « fondre », « fondu »
− La réaction ne concerne que ce qui est visiblement modifié.
P’14
Conceptions des élèves par rapport à la conceptualisation d’une réaction chimique
− Dissolution
− Fusion – évaporation
− Une espèce agit et l’autre subit
P’15
− Décrochement des atomes formant les réactifs pour avoir une réaction
− L’acide chlorhydrique : réactif dominant / attaquant
− Assimilation entre transformation chimique et transformation physique.
− Un réactif solide qui disparaît, se dissout forcément.
− Pour qu’un réactif liquide disparaisse, il faut que son volume diminue.
P’16
− Aspect « magique » : des choses
disparaissent et d’autres apparaissent mais entre les deux, on ne sait pas ce qui se passe. D’où l’emploi du vocabulaire tel que
« fondre », « dissoudre », « évapore », « ronge » (vocabulaire qui devrait être acquis depuis la 5e)
− « Les » produits et « les » réactifs sont deux
− Lors d’une réaction chimique, il y a un acteur et un autre qui subit : HCl « agit » et Zn « subit » ici.
− HCl agit mais il n’est en rien changé car rien ne se passe visuellement (pas de changement de couleur ni de volume)
choses distinctes, sans relation
P’17 − Disparition = évaporation (n°
3,6)
− L’acide chlorhydrique est un solvant qui va dissoudre le métal (n° 5, n° 2)
− Il faut un acteur (ici, l’acide chlorhydrique) qui agit (n° 8) et un spectateur (la plaque de zinc) qui subit
− Réaction chimique ou transformation physique (n° 6, 3)
P’18
− Il n’y a pas participation des deux réactifs à la formation des produits au cours d’une transformation chimique : l’acide n’est présent que pour attaquer le zinc ; le zinc va se transformer en dihydrogène d’un seul coup. Ce n’est pas un réarrangement d’atomes
P’19
− Difficulté à comprendre que dans une réaction chimique, les deux corps de départ sont consommés
− Mauvaise utilisation du vocabulaire : les mots « fondre », « rongé », « dissoudre »
apparaissent régulièrement
− L’idée de la transformation n’est pas acquise. Les élèves pensent à des « disparitions » de matière. Aucun (sauf 1) ne parle d’atomes.
P’20
− « dissoudre = disparition »
− « ronger »
− « l’acide n’a pas disparu car on voit encore la même quantité de solution »
− Un produit qui « agit » et un autre qui « subit »
− « fondre = disparition » → si ce n’est pas visible, cela a disparu
− « pour prouver qu’un produit apparaît ou disparaît, il faut le voir »
− Transformation chimique : il y a un acteur qui reste intact et un autre qui subit et disparaît
− « ce qui apparaît est contenu / enfermé dans ce que l’on a au départ »
− Ce qui apparaît était contenu dans un corps de départ
(Ces deux derniers éléments appartiennent à la même unité de signification)