IMAGINER DES EXPLICATIONS EN SCIENCE:
ANALYSE D'UNE EPREUVE DE L'OLYMPIADE
DE CHIMIE
M. V. BARBOSA, M. M. M. GOMES M. P. PEREIRA, M. E. M. PESTANA Faculdade de Ciências
Universidade de Lisboa - Ponugal
SUMMARY : Pupil's answers to an open question on a possible explanation of the formation of the solar system present several misconceptions and reveal influences of the present scientific imaginary framework.
1. INTRODUCTION
L'intérêt manifesté par beaucoup d'élèves au sujet de l'astronomie et un article récent de Blake sur la chimie des planètes ont inspiré la construction d'une des questions de l'Olympiade de chimie au Ponugal en 1989.
2. QUESTION
On croit aujourd'hui que le système solaire a été formé a panir d'un mélange de gaz et de poussière qui contenait tous les éléments chimiques naturels, mais avec un pourcentage prédominant (environ 98%) d'hydrogène et d'hélium. Quoique la vérité sur l'origine des planètes ne soit pas connue, on peut supposer qu'elles se sont formées à panir d'un nuage de ce mélange expulsé par le soleil pendant sa condensation.
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Imaginez un processus de fonnation des planètes du système solaire basé sur un processus de séparation des composants d'un mélange. Votre "théorie" doit permettre d'expliquer les différences de composition chimique et de densité des deux groupes de planètes: les petites (les quatre plus proches du soleil) et les grandes.
SOLEIL
température au
voisinage /
oc
mmJ
1&
Utilisez les informations contenues dans la figure présentée ci-contre et dans la tablel fournie, et aussi le fait que ces
planètes se sont formées à des distances différentes du soleil.
La question a été rédigée en deux versions: une plus simple pour les trois premiers niveaux de scolarité, et une autre plus élaborée pour le niveau correspondant au terminal du secondaire. Dans cette communication on n'analysera que les réponses des 28 équipes de ce dernier niveau en présentant les traits principaux de celte analyse.
3, RESULTATS
Dans l'analyse de ces épreuves on a pris en considération les connaissances scientifiques et aussi des critères concernant la "logique interne" (implicite ou explicite) des "théories" proposées, vis-a-vis des explications présentées,
Les résultats du classement obtenu et ceux des autres épreuves de laboratoire, de caractère plus traditionnel, ne présentaient pas de corrélation. Il a été décidé d'attribuer une part plus importante aux épreuves traditionnelles.
1 La table présentait les points de fusion et d'ébullition des principaux composants du mélange: éléments et composés.
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4. ANALYSE
Les réponses données contiennent beaucoup d'infonnations qui révèlent, à côté de quelques influences de l'imaginaire scientifique actuel, des conceptions alternatives et des infonnations de différentes sources.(TV, BD, des voyages spatiaux et de l'expérience personnelle quotidienne) intégrées d'une façon défectueuse.
Plusieurs réponses considèrent un processus semblable à une distillation fractionnée, comme cela est suggéré parBLAKE(1988), qui est même parfois désigné explicitement. D'autres mettent en jeu l'attraction de la gravité et la force centrifuge.
n y
a même des cas où les élèves essaient d'intégrer ces deux aspects.LeBig Bang est souvent mentionné. Dans la plupart des cas ceci ne correspond qu'à un nom, probablement transmis par les médias, et les réponses ne révèlent aucune connaissance de cette théorie.
D'autres "théories", le plus souvent fantaisistes, sont aussi proposées.
Quelques réponses qui ne proposent pas une "théorie", comme cela était demandé, ont pour base une simple relation entre faits pour expliquer la composition chimique, l'état physique des composants des planètes et la position qu'ils occupent dans le système solaire.
De nombreuses "idées fausses" sont présentées dans les réponses, en particulier celles qui mettent en relation(l)densité, masse et volume, (2) température et énergie, (3) température et réactivité, (4) température et volume, (5) température et stabilité chimique.
Parfois une "intention" est attribuée aux particules qui "réussissent à s'échapper, àfuir la chaleur" ou aux planètes qui "attrapent les gaz etfarment une atmosphère". Il est curieux de noter qu'une mention à Dieu ouàun dieu, comme auteur de l'Univers, n'apparaît jamais.
5. BIBLIOGRAPHIE