MODELES DE L'EAU : QUELLES SONT LES
REPRESENTATIONS DES ELEVES?
Mariana P. PEREIRA
Dep. Educaçao - Faculdade de Oencias Universidade de Lisboa - Portugal
SUMMARY : A study on the students' representations of models of water in the three states (solid, Iiquid, gaz) was used as a basis for a unit on an in-service teaching programme.
1. INTRODUCTION
Dans le ca6-e de la formation d'enseignants en service on a présenté à quatre enseignants en formation la question suivante: "Représentez par des modèles l'eau aux états solide, liquide et gazeux". On leur a demandé:
- de prévoir les réponses de leurs élèves (en considérant les connaissances qu'ils avaient acquis à l'école aux différents niveaux de scolarité ;
- de poser même la question à leurs élèves. Lechoix avait été déterminé par deux sortes de raisons:
A) Les programmes de chimie incluent sur plusieurs années des représentations différentes de modèles de l'eau liquide et de la glace, sans qu'aucune relation entre eux ne soit présentée.
B) Les difficultés que les élèves manifestent lors de l'apprentissage et de l'usage de modèles (BROOK et al, 1984(1); DOW et al, 1978(2); NUSSBAUM,1979(3) doivent faire partie d'un programme de formation d'enseignants.
Ces enseignants en formation avaient déjà enseigné depuis quelques années (entre six et neuf ans) mais ils n'avaient pas encore eu l'opportunité de subir une formation professionnelle. Dans le cadre éducatif on considère que cette formation doit aller au delà de l'évaluation de la correction scientifique des réponses des élèves, et doit inclure des activités pour lesquelles les enseignants s'aperçoivent la façon dont les élèves apprennent et font l'intégration des concepts et des modèles (NUSSBAUM, 1979(3»
460
2. RESULTATS ET ANALYSE DES REPONSES
Trois des quatre enseignants ont appliqué la question suivant les instructions données, mais l'autre a indiqué que les élèves pourraientécrire leurs idées sur l'eau. Les réponses obtenues dans ce cas-ci sont descriptives et on y peut détecter les fonctions expressive, transactionnelle et poétique du langage, qui ne feront pas l'objet de cette communication.
L'analyse des réponses des 129 élèves qui ont réponduàla question présentant des modèles a été faite en considérant les connaissances que les élèves avaient acquis à l'école durant leurs différentes années de scolarité et a subi un classement (tableau 1 suivant)
Année de scolarité 8 9 10 Nombre d'élèves 69 30 30 Modèle considéré macroscopique 47 17 15 macro et microscopique 9 0 0 microscopique 2 10 1 formule 5 1 Caractéristique dynamique 0 2 0
Grandeur aux trois états
pas explicite 6 20 1
correcte 0 0 3
varie S-L-G 5 3 4
Distance intermoléculaire relative aux trois états
correcte 0 0 0
valeurs: S-L-G 1-1-5,3 1-2-4 1-1,5-3 Liaisons intermoléculaires
correcte 0 0 0
incorrecte 0 10 3
Tableau 1 classement des réponses obtenues par les élèves
3. DISCUSSION DES RESULTATS ET RECOMMANDATIONS
De l'analyse du tableau on peut constater que les représentations macroscopiques sont plus fréquentes au niveau de la huitième année. La représentation des caractéristiques dynamiques, qui est rarement donnée, y est associée. On trouve qu'il y a une association de l'eau gazeuse à des nuages et de l'eau solide àdes cubes de glace. La première de ces associations correspondà un faux apprentissage ("rnisconception") et la deuxième peut avoir son origine dans une association avec un réseau cubique. La grandeur relative aux trois états n'est presque jamais prise en considération: il y a
461
des variations entre élèves et même chez le même élève. La représentation de la distance intermoléculaire est souvent associée à une augmentation de la grandeur du modèle utilisé. La de quelques aspects du quotidien semble quelques fois introduire des représentations divergentes de ceUes des scientifiques (ex.: la "dilatation" des représentations des molécules) et d'autres fois n'est pas considérée (ex. : la contraction de volume quand la glace devient liquide). L'intégration de la connaissance scolaire du volume molaire d'un gaz idéal et de la correspondance entre le volume molaire de l'eau liquide et gazeuse n'est pas prise en considération.; ceci pourrait cependant être facilité avec des exercices simples avec du matériel peu coûteux rappellant les différents volumes de 1 mole d'eau.
On recommande aux enseignants de chercher les idées des élèves avant d'introduire un modèle plus élaboré (1,2, 3) et de faciliter l'intégration des connaissances des élèves, notamment la relation entre les modèles et les connaissances déjà acquises soit en chimie soit dans d'autres disciplines.
4. BIBLIOGRAPHIE
(1)BROOK (A.) et al., 1984. - Childrens' learning in science project. University of Leeds, Leeds. (2)DOW(W.)et al., 1978. - Pupils' concept of gases. liquids an solids. Dundee CoUge, Dundee. (3) NUSSBAUM(J.),1979. -InCognitive development research in Sciences and Maths.University de Leeds, Leeds.
