ARTheque - STEF - ENS Cachan | Un enseignement d'analyse chimique appliquée visant la formation professionnelle des chimistes à l'université

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UN ENSEIGNEMENT D'ANALYSE CHIMIQUE APPLIQUEE VISANT LA FORMATION PROFESSIONNELLE

DES CHIMISTES A L'UNIVERSITE

E. ROLETTO

UNIVERSITE DE TURIN ITALIE

MOTS CLEFS

RESUME

UNIVERSITE CHIMIE ANALYTIQUE -TRAVAUX PRATIQUES - PROJETS.

On présente les buts, les objectifs et les activités d'enseignement-apprentissage d'un cours de laboratoire de chimie ana)ytique appliquée . Cet enseignement met les étudiants en situation active, en leur donnant un certain degré de responsabilité dans le choix du sujet de travail, de l'approche et de ses méthodes.

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ï - INTRODUCTION

A partir des années 1970 i l Y a eu en Italie une demande croissante d'information analytique liée à plusieur facteurs. Il s'agissait aussi bien de facteurs internes à la production (con-tr8le de qualité à l'entrée et à la sortie de l'usine) que de fac-teurs externes à la production co~tr8le de la pollution; analy-ses médicales, etc ••• ). Cela nous a amené à apporter des innova-tions importantes à notre enseignement enfin de donner à nos étu-diants une formation adéquate aux exigences de la profession. En effet, notre enseignement de travaux pratiques d'analyse chimique appliquée est suivi par des étudiants destinés, pour la plus gran-de partie, à être embauchés dans l'industrie et dans les services publics.

2 - LES BASES DE L'INNOVATION

Dans la conduite de l'innovation, nous avons tenu compte de nos propres réflexions et de l'avis aussi bien de nos anciens

étu-diants que des employeurs. L'avis des cadres techniques et des em-ployeurs nous paraît fondamental pour organiser un enseignement va-}~ble. I l est évident que l'université a ses buts et ses objectifs de formation et qu'elle ne doit pas être au service de l'extérieur, quitte à abdiquer sa fonction primaire. Mais i l est aussi évi-dent que l'université doit connaître les exigences externes et donc harmoniser ses buts et ses objectifs à l'impératif de former des jeunes qui puissent, sans trop de difficulté, s'insérer dans la vie professionnelle.

Les anciens étudiants sont en mesure de confronter la forma-tion reçue à l'université avec les savoir et les savoir-faire de-mandés par leur activité professionnelle. Les employeurs sont en mesure de préciser les cornp~tencesprofessionnelles de base des cadres techniques en tenant compte de l'inévitable évolution de la production et des changements dans l'organisation du travail. Nos réflexions pédagogiques nous ont amené à être de plus en plus convaincus que l'apprentissage est un processus actif ou chaque individu participe à la transmission et à la découverte du savoir.

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Afin de mettre nos étudiants en situation 'active', nous avons choisi de les faire travailler sur des projets, c'est à dire de leur faire atteindre certains objectifs en abordant un problè-me chimique concret, réel et en ayant un certain degré de res-ponsabilité dans le choix de l'approche et des méthodes.

J -BUTS ET OBJECTIFS

Les buts de notre enseignement pourraient être ainsi dé-finis. Les étudiants doivent:

développer leur capacité à analyser un problème concret; développer leur capacité à résoudre un problème concret en planifiant des expériences;

- apprendre à communiquer des informations scientifiques orale-ment et par écrit;

- développer leur esprit de collaboration au sein d'un groupe de travail;

apprendre à utiliser des techniques instrumentales d'analyse.

Nous avons ensuite essayé d'exprimer d'une manière syn-thétique les principaux résultats du travail des étudi~~ts, les réuniss~~t en un seul objectif général:

- face à un problème concret d'analyse chimique, les étudiants réunis en groupes doivent être à même d'identifier les problè-mes analytiques à résoudre, de choisir l'approche expérimenta-le, d'exécuter le travail nécessaire pour donner une réponse aux problèmes.

Nous avons enfin défini des objectifs plus restreints, liés aux savoir-faire que les é~udiants doivent acquérir. Confrontés à un problème chimique ooncret, les étudia~ts réunis en groupes doivent être capables:

- de rechercher, sélectio=er et assembler les i.nformations suJ:' le sujet de travail aussi bien par une recherche bibliographi-que bibliographi-que par des entretiens avec des experts;

- de rédiger un pQan de travail indiquant les méthodes analyti-ques choisies et la raison de leur choix;

- d'utilizer les instruments d'usage courant dans les laboratoi-res d'analyse;

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- de traiter les données expérimentales en utilisant les techni-ques statistitechni-ques les plus adéquates:

- d'exposer à leurs camarades, en un temps maximum fixé, le projet de travail et le rapport final;

- de rédiger en un langage clair et selon un schéma défini un rap-port sur la recherche effectuée.

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ACTIVITES D'ENSEIGNEMENT-APPRENTISSAGE

Les activités d'enseignement-apprentissage ont été choisies en fonctions des buts et des objectifs à atteindre; elles compren-nent aussi bien une partie théorique qu'une partie pratique.

a) ~ê~!~~_!~~~~!S~~

-

Dans les exposés théoriques sont abordés les sujets suivants: recherche de l'information(sources primai-res et secondaiprimai-res - comment organiser une recherche bibliographi-que - comment rédiger une liste de références): - traitement des données (valeurs aberrantes -comparaison de caractéristiques analyse de variance - corrélation et régression); - problèmes de l'analyse chimigue appliguée ~ehantillonnage - préparation des échantillons pour l'analyse - critères de choix des méthodes d'analyse - etc •.• )

b) ~ê~!!~_E~ê!~S~~

-

Le travail des étudiants au laboratoire comprend les phases suivantes: - formation des groupes; - choix du sujet de travail: - recherche de l'information; - rédaction du projet de travail; - exécution du travail expérimental: - rédaction du rapport final.

Examinons maintenant de plus près ces différentes phases. Les grou-pes de travail sont de

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personnes au maximum. On demande à cha-que groupe de proposer un sujet de travail où les problèmes d'ana-lyse chimique jouent un rôle important. Une discussion avec l'en-seignant permet de vérifier si, dans leur choix, les étudiants ont tenu compte des contraintes de temps, d'équipement et d'argent: ce-la pour les habituer à établir un lien entre problèmes et ressour-ces à disposition pour les résoudre. Au cas où quelques groupes n'arriveraient pas à proposer un sujet faisable, l'enseignant fournit une liste de sujets.

Chaque groupe conduit son enquête aussi bien en consultant des livres et des périodiques spécialisés qu'en s'adressant à des

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spécialistes, normalement en dehors de l'univeristé. L'évaluation critique de l'information obtenue permet d'élaborer un projet de travail. Ce projet est mis au point pendant plusieurs séances de discussion entre chaque groupe et l'enseignant. Pour habituer les étudiants à tenir compte des contraintes techniques et de budget qui caractérisent toute activité professionnelle, on leur demande d'indiquer le matériel de verrerie, les appareils et les réactifs nécessaires pour exécuter le travail prévu. Chaque groupe présen-te son projet de travail au cours d'une réunion ouverprésen-te à tout le monde.

Lorsque le plan de travail prévoit l'emploi d'instruments 'simples' on remet au groupe intéressé le mode d'emploi de

l'appa-reil et tout l'équipement nécessaire. Quand le groupe pense être à même de se servir de l'instrument i l prévient l'enseignant qui assiste à l'exécution de quelques mesures sur des échantillons simples préparés dans ce but. Pour les appareils 'sophistiqués' nous suivons des démarches différentes selon le degré de sophisti-cation, mais nous faisons tout le possible pour que les étudiants puissent discuter les résultats avec le chercheur ou le technicien responsable de l'appareil utilisé. Une rencontre entre l'enseignant et chaque groupe est prévue toutes les semaines afin de discuter du travail accompli, d'évaluer les résultats acquis et de plani-fier une autre partie du travail.

Avant la fin du travail au laboratoire, afin que les étu-diants soient en mesure de rédiger un compte rendu acceptable, on analyse deux ou trois mémoires.De cette façon on leur présente des modèles de rapport dont on met en évidence. le schéma, l'organisa-tion, etc . . . Lors d'une réunion générale, chaque groupe présente les résultats de son travail, dans un temps maximum de

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minutes. Les remarques des enseignants et des étudiants sont utilisées pour la rédaction du rapport final.

L'enseignement s'étend du début novembre à la mi-avril. Jus-qu'à la mi-janvier les étudiants rédigent le projet de travail; dé-but février ils commencent les manipulations (12 heures par semai-ne, du lundi au jeudi). Etant donné la nature du travail des étu-diants, beaucoup plus proche de la recherche que des travaux

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pra-tiques traditionnels, on leur permet l'accès au laboratoire même en dehors de l'horaire fixé; dans ce cas i~ suffit de s'entendre avec ~'enseignant afin qu'i~ soit présent.

5 - CONCLUSIONS

Cet enseignement exige beaucoup de temps et d'efforts, aussi bien de ~a part de l'enseignant que des étudiants. Le professeur est en fait sans cesse occupé aussi bien dans la mise au point du projet de travai~ que pendant les travaux au ~aboratoire. De ~eur

côté les étudiants trouvent très difficile la phase concernant la rédaction du projet de travail et, en général, les activités qui leur demandent un rôle actif et responsable, faisant appel à des capacités rarement utilisées au cours de leurs études.

Il est presque inévitable qu'une recherche présente des dif-ficultés et qu'elle n'atteigne pas toujours les résu~tats souhai-tés. C'est à ~'enseignant de discuter avec les étudiants ces échecs apparents, même s ' i l n'est pas toujours faci~e de surmonter ~e sentiment de frustration que ~es étudiants éprouvent lorsque ~eur travail ne marche pas bien.

Le rô~e même de l'enseignant, par rapport aux cours tradition-nels, est profondement modifié, puisque les objectifs fixés deman-dent une nouvelle démarche didactique. En effet, l'enseignant est appelé à gérer un cours qui n'est pas tellement éloigné de son ac-tivité de recherche. Les deux rôles, celui de l'enseignant et ce-lui du chercheur, se mêlent jusqu'à se confondre. Le professeur participe activement au travail de chaque groupe en qualité de co-ordonnateur de la recherche. I l en résulte une situation très mo-tivante aussi bien pour les étudiants que pour le profeBse~: ils vivent ensemble les moments essentiels d'un itinéraire de recher-che qui permet aux étudiants d'exploiter toutes ~eurs capacités. De cette façon ils acquièrent non seulement des savoir-faire, mais aussi des attitudes te~les que persévérance, sens de respon-sabilité, confiance en eux-mêmes, très importantes pour la forma-tion de ~eur personna~ité.