Défense de thèse de doctorat en didactique de la chimie

L'équation chimique, un sujet d'étude pour diagnostiquer les difficultés d'apprentissage de la langue symbolique des chimistes dans l'enseignement secondaire belge. Développement d'une séquence de leçons en s'appuyant sur un modèle des niveaux de signification

Jury

Isabelle KERMEN (Université Paris Diderot), Cécile MOUCHERON (ULB), Guillaume BERIONNI (UNamur), Valérie HENRY, président (UNamur), Benoît CHAMPAGNE (UNamur), Philippe SNAUWAERT, promoteur (UNamur)

Résumé

La symbolique chimique est un jalon essentiel dans l’enseignement-apprentissage de la chimie en Belgique francophone. Or, il s’avère que de nombreux apprenants, surtout débutants, éprouvent des difficultés majeures à réaliser des tâches impliquant la symbolique chimique, en particulier une équation chimique. Nous avons souhaité d’une part déterminer les origines de ces difficultés et, d’autre part, construire une ingénierie didactique susceptible de surmonter une partie des obstacles qui empêchent la réalisation effective de tâches données. Pour déterminer les origines des difficultés des apprenants, nous avons exploré quatre pistes différentes : la piste institutionnelle (analyse de manuels et de programmes), la piste épistémologique (analyse de l’évolution historique de la symbolique chimique), la piste conceptuelle (analyse des théories des niveaux de savoir) et la piste linguistique (analyse des systèmes sémiotiques). La description fine des difficultés des élèves a nécessité l’élaboration de trois nouveaux modèles d’analyse : un modèle des niveaux de signification, une taxonomie des systèmes sémiotiques utilisés au cours de chimie et un triangle étendu de terminologie mettant en relation symboles, désignations, concepts et objets. En parallèle à ce travail, nous avons soumis un test diagnostique à des élèves de grade 11 en Fédération Wallonie-Bruxelles afin de connaître les significations qu’ils prêtent aux signes présents dans une équation de réaction. L’ensemble de ces analyses préalables a permis de construire une séquence de leçons dont les objectifs majeurs étaient de circuler entre systèmes sémiotiques, tout en essayant de déforcer certaines significations de symboles ciblés et d’en renforcer d’autres. Les tests in situ, réalisés avec une cohorte de 110 élèves en 2012 et 56 élèves en 2013 (grade 9), ont fait émerger un constat important : la conversion d’informations symboliques en représentations iconiques microscopiques constitue une tâche complexe pour une majorité d’élèves. En réaction, une séance de remédiation a été conçue et a permis d’augmenter, en un court laps de temps, la performance des élèves dans cette tâche de conversion. 

La défense est publique

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