Simulation et polarité d'une molécule

Travail du groupe Marilyn , Serge et Xavier

A. Introduction

Nous travaillons tous les trois au Collège de Genève, mais dans des établissements différents. Cependant nos programmes sont quasi-similaires. Nous avons tous des élèves de première année gymnasiale et nous avons donc l’opportunité d’introduire des mêmes séquences et des mêmes simulations lors de scénarios pédagogiques proches (et cela même si le déroulement ne s’effectuera pas dans la même période de l’année). Il est important de noter qu'une classe de chimie est composée de 12 ou 16 élèves au maximum (selon le collège) .

B. Contexte et objectif pédagogique

Nous avons tous des modèles mentaux plus ou moins fonctionnels. Ceux des élèves sont souvent basés sur leur expérience de la vie de tous les jours et ne peuvent pas être considérés comme totalement faux puisqu'applicables à certaines situations données. Il faut alors aider les élèves à transformer leurs modèles. Pour ceci, les simulations et l'expérience au laboratoire nous ont paru de bonnes confrontations, propices à l'évolution des modèles des élèves avec, comme point de départ, leurs propres modèles afin de les déconstruire si besoin pour reconstruire ensemble le modèle à institutionnaliser.

Les chimistes que nous sommes savent que les propriétés de la matière observées macroscopiquement découlent des propriétés des objets microscopiques. Ceci n'est pas évident pour les élèves et nous avons vu en atelier, qu'il peut y avoir une confusion entre les propriétés de la matière au niveau macroscopique et au niveau microscopique : les propriétés de la matière peuvent aller jusqu’à l’atome lui-même. De plus, il apparaît (http://amasci.com/miscon/energ1.html ou lors de questions préliminaires informelles avec nos élèves) que la notion de charges est mal comprise par les élèves et parfois est vue comme une énergie (de l’ordre du « sur-naturel ») dans la vie quotidienne des élèves. Par exemple, ces derniers ont déjà été confrontés à des phénomènes impliquant l’électricité statique (apparitions courantes comme le pull-over retiré qui claque, le plastique protecteur du bouchon ou l’étiquette d’une bouteille en plastique, une brosse dans les cheveux, des tours de magie ou encore des émissions de télévision), sans que celle-ci soit expliquée scientifiquement.

Nous désirons affranchir les élèves avec la notion obstacle de polarité des molécules. Constatant que la détermination de la polarité d’une molécule par les élèves est difficile, certains enseignants emploient les mathématiques vectorielles pour déterminer (moment dipolaire) si une molécule est polaire ou apolaire - ce qui ajoute, à notre avis, un niveau supplémentaire de complexité. Mais, il nous semble que le problème provient du fait que la notion de polarité implique celle de charges sur des particules.

Dans ce contexte, nous supposons que les interactions et usages des simulations peuvent aider l'élève à se représenter les charges non pas comme un ensemble abstrait de signes + ou de – flottants dans le vide mais comme des objets chargés. Ceci implique l'emploi du modèle moléculaire, et la représentation mentale que les élèves s'en font est capitale.

C. Problématique

Dans ce contexte, notre problématique est : « Comment combiner l'usage des simulations et du laboratoire en cours de sciences pour faire évoluer les modèles des élèves vers le modèle à institutionnaliser? ».

D. Simulations et expérience

Nous allons utiliser deux simulations différentes. La première permet de faire le lien entre charges et électricité statique et la seconde de représenter les différents dipôles de diverses molécules tout en montrant que les charges sont portées par des atomes.

D.1 Simulation 1: Ballons et électricité statique (http://phet.colorado.edu/fr/simulation/balloons)

L’élève peut saisir virtuellement le ballon et le frotter sur le pull. Le ballon acquiert alors des charges négatives. Il est donc possible de le coller sur le mur de droite ou alors de montrer que libre et à proximité du pull, il est attiré par ce dernier.

Un bouton « au secours » peut être activé (puis désactivé) pour indiquer à l’utilisateur que le ballon peut être approcher du mur ou frotter contre le pull. Une fois la surface du ballon chargée suite à son frottement contre le pull (des charges négatives apparaissent sur le ballon et un défaut de charges négatives est à noter sur le pull), et si la distance entre le ballon et un second objet (pull ou mur) est assez petite, le ballon peut être attiré vers lui.

Un second ballon peut être ajouté à la simulation. Ce second peut également se charger négativement. Un premier ballon peut déplacer un second ballon par répulsion électrostatique. Deux options (« monter la différence de charge » et « ignorer la charge initiale du ballon » favorisent la compréhension de l’acquisition des charges négatives du ballon.

Le troisième onglet regroupe différentes fonctionnalités des deux premiers onglets avec 19 molécules réelles. La molécule est en 3D, au détriment des plaques électriques pouvant créer un champ électrique.

Il est important de noter ici que quel que soit l’onglet choisi, un bouton « tout remettre à zéro» peut être activé pour revenir à la situation par défaut de l’onglet sélectionné.

D.3 Laboratoire filet de liquide

Lorsqu'une baguette en plastique est frottée contre un coupon de soie, elle gagne de nombreux électrons à la surface et acquiert des charges électrostatiques négatives. La molécule d’eau possède une forte inhomogénéité dans la répartition des charges électriques et présente donc des caractéristiques polaires et une constante diélectrique élevée. En approchant la baguette en plastique chargée du filet d’eau, les atomes d’hydrogène de la molécule d’eau, chargés positivement, se positionnent en direction de la baguette. Les charges opposées s’attirent et le filet d’eau est dévié de sa trajectoire.

Puis, l'expérience est répétée, mais en remplaçant l'eau, par du pentane. La molécule de pentane ne possède pas une forte inhomogénéité dans la répartition des charges électriques. La molécule est apolaire, la constante diélectrique est faible, le filet de pentane n'est pas dévié dans sa trajectoire à l'approche de la baguette chargée.

E. Scénarios

Pour déterminer dans quel ordre il est plus profitable de combiner expérience au laboratoire et usage de simulations, nous testons deux combinaisons possibles : labo/simulation et simulation/labo. Par la suite, un second laboratoire (appelé "Néocolor") en démonstration sur la notion de polarité, nous permettra de vérifier la compréhension et l'intégration du modèle scientifiquement admis par les élèves. Et finalement une question ciblée lors du test de chimie, plusieurs semaines après cette séquence mettra en évidence ce qui est vraiment resté comme modèle auprès des élèves.

Deux scénarios ont été imaginés et affinés au fur et à mesure. Pour chaque scénario, les élèves ont été averti que le but des différentes activités des 90 prochaines minutes permettraient de comprendre les raisons qu'un mince filet de liquide soit dévié ou non par une baguette en plastique, sans que celle-ci ne le touche. De plus, quel que soit le scénario adopté, il a été communiqué aux élèves qu'à chaque instant de la séquence, ils auraient la possibilité d'améliorer les réponses faites lors de l'activité précédente (favorisation des allers-retours).

E.1 Scénario 1(Simulations/Labo):

De façon individuelle, pendant 45 minutes, chaque élève répond au questionnaire associé aux deux simulations de façon autonome (20 minutes) puis confronte ses réponses avec son binôme de laboratoire (25 minutes). Les mêmes binômes que ceux formés pour les laboratoires ont été formés après 20 minutes. Les collaborations entre binômes n’ont pas été empêchées, comme dans une expérience de laboratoire. L'enseignant circule dans la salle de façon à répondre aux questions techniques et on peut donc estimer que l’enseignant en classe « n’a quasiment pas de rôle » [Lombard, chapitre 8, 2012]. L'enseignant veille à ne pas influencer les hypothèses et à encourager leur formulation détaillée. A la fin de cette première partie, les binômes doivent aboutir à la formulation d'hypothèses concernant le déroulement de l'expérience du filet d'eau/du filet de pentane.

Au laboratoire, chaque binôme effectue l'expérience et confronte ses hypothèses aux résultats expérimentaux en 45 minutes. Le laboratoire se termine par la reddition d'un "rapport" et d'un questionnaire par binôme.

La semaine suivante, une correction du laboratoire (filet de liquide) est proposée. La notion de polarité est clairement institutionnalisée. Une démonstration par l'enseignant du laboratoire "néocolor", reprenant le sujet de la polarité, est faite. Chaque élève doit alors, en devoirs pour la semaine suivante, proposer des réponses aux questions associées au laboratoire et les rendre, la semaine suivante, pour une évaluation formative. Dans la continuité du cours, l’enseignant peut faire une séquence de remédiation si le besoin se fait ressentir sur la base des évaluations formatives (labo « néocolor »). Un mois après, une question ciblée sur la polarité en lien avec la déviation du filet d’eau est proposée lors d’une évaluation sommative.

Expérience "néocolor":

L’absence de polarité du pentane le rend hydrophobe, c’est-à-dire immiscible à l’eau. A température ambiante, la masse volumique de l’eau est proche de 1.0. Dans les mêmes conditions, la masse volumique du pentane est proche de 0.7. Cette différence explique que la phase organique se trouve au-dessus de la phase aqueuse dans l’ampoule à décanter.

On ajoute des petits carrés de papier, dont une seule surface est noircie par du néocolor. Après agitation, la quasi-totalité de petits carrés se positionnent à l’interface pentane/eau selon l’affinité respective de chacune de leur surface : leur face « grasse » (couverte de néocolor) orientée vers le pentane et leur face « non-grasse » orientée vers l’eau.

Il peut exister une affinité non négligeable entre la surface nue polaire du papier et la surface polaire du verre de l’ampoule à décanter. Ainsi, quelques petits carrés adhèrent aux parois de l’ampoule à décanter, particulièrement dans la phase organique, la face nue hydrophile contre le verre et la face colorée hydrophobe contre le pentane. Après quelques minutes, les petits carrés de papiers ont tendance à sédimenter au fond de l’ampoule à décanter, car ils s’imbibent d’eau par leur face nue.

E2. Scénario 2 (Labo/Simulations):

Pendant 45 minutes en salle de laboratoire, chaque binôme effectue le laboratoire, pose des hypothèses (comment est-il possible dévier le filet d’eau/de pentane ?), explique les phénomènes et répond aux questions sur la base de ses propres modèles. L'enseignant veille à ne pas influencer les hypothèses et à encourager leur formulation détaillée.

Puis, les 45 minutes suivantes se déroulent en salle informatique. Chaque élève répond au questionnaire associé aux deux simulations de façon autonome (25 min.) puis confronte ses réponses avec son binôme de laboratoire (20 min.). L'enseignant circule dans la salle de façon à répondre aux questions techniques des élèves. A la fin de cette seconde partie les binômes doivent aboutir à la correction de leurs hypothèses de laboratoire s'ils en ressentent le besoin, et à la reddition du "rapport" et du questionnaire.

La semaine suivante, une correction du laboratoire (filet de liquide) est proposée. Une démonstration par l'enseignant du laboratoire "néocolor", reprenant le sujet de la polarité, est faite. Chaque élève doit alors, en devoirs pour la semaine suivante, proposer des réponses aux questions associées au laboratoire et les rendre, la semaine suivante, pour une évaluation formative. Dans la continuité du cours, l’enseignant peut faire une séquence de remédiation si le besoin se fait ressentir sur la base des évaluations formatives (labo « néocolor »). Un mois après, une question ciblée sur la polarité en lien avec la déviation du filet d’eau est proposée lors d’une évaluation sommative.

F. Conjectures

1. Les allers-retours entre labo et simulation, quel que soit l'ordre, permettent l’évolution des modèles naïfs des élèves.

2. L'ordre de combinaison simulation/labo est important et l'évolution des modèles des élèves est différente selon l'ordre de la séquence.

3. La combinaison labo puis simulation permet de mieux faire ressortir les modèles préexistants et devrait aboutir à une meilleure compréhension du phénomène de polarité.

G. Observables

Nous avons mis en place 6 observables :

1. Récolte des hypothèses écrites.

2. Récolte des hypothèses écrites améliorées.

3. Notes des rapports du labo.

4. Observation de la participation et de l’autonomie des élèves en classe.

5. Récolte des réponses liées à la démonstration « néocolor ».

6. Questions liées à la polarité dans l'épreuve intermédiaire ou dans des exercices.

H. Analyses

H.1 Analyse du déroulement

a) Scénario 1

Le scénario 1 (simulations/labo) a pu être réalisé dans sa globalité avec de grosses difficultés au niveau des timings. Lors des 45 premières minutes où les élèves sont en classe d’informatique, les élèves ont eu le temps de prendre en main la première simulation (ballons), ainsi que la deuxième simulation (polarité).

Cependant, les élèves ont à peine eu le temps de répondre au questionnaire préparé par l’enseignant. Lors de la première phase de test du scénario 1, les élèves n’ont pas reçu les liens de simulation et le questionnaire à l’avance. Il a été observé que lorsque la simulation n’est pas donnée à explorer en devoir, il y a un moment où les élèves jouent avec les molécules ; ce qui leur fait évidemment perdre du temps. Comme il a été remarqué par le premier enseignant que les élèves n’avaient absolument pas le temps de formuler leurs hypothèses du laboratoire (peut-être parce que les élèves sont passés par une phase jeu), un deuxième enseignant a fait une première adaptation du scénario 1 en décidant de donner en devoir les deux simulations, et le questionnaire. Ainsi affranchi de la phase jeu, les simulations sont ensuite reprises en classe avec l’enseignant qui peut aider les élèves qui ont été bloqué par des aspects techniques ; et déterminer si certains élèves qui auraient déjà rempli le questionnaire, ont été complètement autonomes. L’adaptation a permis d’avoir du temps pour la formulation des hypothèses du laboratoire.

Dans tous les cas, le déroulement du laboratoire a pu se faire normalement en deuxième heure du scénario 1 en respectant un timing de 45 minutes (pour le scénario 1, il a été nécessaire de déborder sur la grande pause). Les élèves ont compris qu’il fallait frotter la baguette pour dévier le filet d’eau et ils se sont montrés relativement autonomes lors de cette phase de travail.

b) Scénario 2

Lors la première étape du scénario 2 (laboratoire), bien que les élèves n’avaient pas vu les simulations (et plus particulièrement celle avec les ballons), ils ont trouvé relativement rapidement avec le matériel à disposition qu’il fallait frotter la baguette pour avoir de l’électricité statique et réussir ainsi à dévier le filet d’eau. Il n’a pas pu être empêché que certains élèves aient regardé ce que faisaient les autres groupes. Les élèves ont donc tous réussi à faire leur laboratoire dans le temps imparti, plutôt de manière autonome.

La deuxième heure s’est déroulée en salle d’informatique sur les simulations. Comme pour le scénario1, il fût difficile de passer en 45 minutes les deux simulations avec le questionnaire. Néanmoins, les élèves ont pu prendre 10-15 minutes sur la grande pause pour pouvoir revenir sur leurs hypothèses et pouvoir ainsi espérer augmenter leurs notes.

c) Conception du scénario 3 et analyse de son déroulement

De par les premiers résultats obtenus de deux des enseignants, de par la discussion avec M. Lombard, ainsi que par les apports de l’atelier MITIC du 6 mars 2013 et pour affiner l'étude de la première conjecture, le scénario 3 a pris naissance au sein de notre groupe.

Conception du scénario 3 (Simulation/Labo/Simulation):

Les élèves ont été invités à visiter la simulation 1 et à écrire un petit texte qui explique ce qu’on peut tirer de cette simulation. Il leur a également été demandé en devoir en guise de préparation au laboratoire de répondre à la question "Pourquoi l’eau et l’huile ne se mélangent pas ?". Cette question a été introduite car elle nous semblait d'une part plus authentique (plus de sens par rapport à la vie de tous les jours); de plus une préparation à la maison, intègre la question dans un contexte de vie quotidienne. D'autre part, elle maintiendrait les élèves en haleine sur toute la durée de la séquence.

Les 45 premières minutes sont au laboratoire (comme pour le scénario 2), un binôme effectue le laboratoire, pose des hypothèses (comment est-il possible dévier le filet d’eau/de pentane ?), explique les phénomènes et répond aux questions sur la base de ses propres modèles. L'enseignant adopte la même posture que dans les scénarios précédents.

Les 45 minutes suivantes se déroulent en salle informatique. Chaque élève répond au questionnaire associé à la simulation 2 en confrontant directement ses réponses avec son binôme de laboratoire. L'enseignant circule dans la salle de façon à répondre aux questions techniques des élèves. A la fin de cette seconde partie les binômes doivent aboutir à la correction de leurs hypothèses de laboratoire s’ils en ressentent le besoin, et à la reddition du "rapport" et du questionnaire.

Comme pour les scénarios 1 et 2, la semaine suivante, une correction du laboratoire (filet de liquide) est proposée. Une démonstration par l'enseignant du laboratoire "néocolor", reprenant le sujet de la polarité, est faite. Sous forme de discussion, l’enseignant s’assure de la compréhension de la démonstration par l’ensemble de la classe et revient sur la question initiale "Pourquoi l’eau et l’huile ne se mélangent pas ?", afin de voir l’évolution de leur modèle après la séquence. L’enseignant n’ayant la possibilité de tester leurs connaissances par une épreuve sommative avant le 24 avril 2013 avait introduit quelques questions supplémentaires sur le questionnaire de la simulation 2 (polarité) et a préparé une série d’exercices, afin de cerner le degré de compréhension des élèves sur le sujet.

Analyse de son déroulement:

Tous les élèves qui avaient fait la préparation du laboratoire en devoir ont trouvé quasi immédiatement qu’il fallait frotter la baguette pour obtenir de l’électricité statique et ainsi dévier le filet d’eau. Les quelques binômes constitués d’élèves qui n’ont pas rendu les devoirs ou qui ont rendu une feuille vierge ont pris plus de temps et y sont finalement parvenus… en regardant ce que faisait les autres groupes. Il nous semble flagrant au sein d’une même classe de voir que tous les élèves qui avaient vu la simulation ont développé une plus grande autonomie au laboratoire. Le laboratoire a pu se faire dans le temps imparti.

En ayant donné la simulation des ballons à l’avance et n’ayant plus que la simulation de la polarité à aborder en salle informatique, les élèves ont eu le temps de répondre à tout le questionnaire, même rallongé de quelques questions. Il est vrai que l’enseignant avait pris le soin de préparer la salle informatique (allumer les PC, lancer les applications et placer les questionnaires aux postes). Ils avaient tous l’occasion d’apporter des précisions sur le laboratoire pour améliorer leurs notes, mais seuls 1 ou 2 groupes l’ont fait sur l’ensemble des 4 classes.

H.2 Vérification des conjectures:

a) Scénarios 1 et 2

En comparant les modèles des élèves avant et après la séquence il est évident qu’il y a eu une évolution (conjecture 1). Après une séquence, les schémas étaient plus détaillés et contenaient moins d’erreurs. Avant la séquence, il est constaté d'une manière générale que les élèves proposent des schémas sans détails en mettant au mieux uniquement des charges + et - dans le filet d'eau (image ci-dessous);

alors qu'ils ont tendance à développer les molécules après la séquence entière. Ci-dessous un exemple du schéma produit par un binôme d'élèves en début de séquence et le schéma final corrigé et détaillé. Il est clair que dans le premier schéma ci-dessous les élèves ne savent pas comment représenter le phénomène observé. Seul un "gribouilli" ondulé représente l'électricité statique. Après la séquence et avec correction le schéma comporte les électrons et les molécules d'eau correctement orientées, il y a bien eu évolution.

Dessin d'un groupe au début de la séquence (S2)

Dessin du même groupe à la fin de la séquence (S2)

Une grande majorité des élèves a réussi à représenter les phénomènes microscopiques invisibles liés à l’expérience de façon précise et en se basant sur les modèles institutionnalisés. Les bons résultats au laboratoire le confirment (5.3 en moyenne). En réalité, comme le précise la littérature [X. Zou, chapitre 2, 2000], il existe des représentations multiples d’une situation problème, trois niveaux sont distingués : le schéma descriptif, le diagramme et les équations associées.

Il nous semble en déduire ici que les allers/retours entre la simulation et l’expérience permettent aux élèves de faire le lien entre ces multiples représentations. Ils arrivent à comprendre comment passer de l’une à l’autre. La simulation tient un rôle clé dans ce processus, c’est par elle que les élèves visualisent le modèle à institutionnaliser et arrivent à se représenter au niveau moléculaire les expériences observées au laboratoire (lien entre le visuel/descriptif et le modèle/représentatif).

En ce qui concerne l’ordre de la séquence simulation/laboratoire, nous avons effectivement constaté des différences. A court terme, comme à long terme, le scénario 2 (laboratoire avant simulation) a permis aux élèves d’avoir de meilleurs résultats.

Hypothèse de départ d'un groupe S2

Ci-dessus on constate la différence d'hypothèses de départ entre le scénario 1 et 2. La première image montre que les élèves font directement apparaître les charges et les molécules tandis que les élèves du scénario 2 ont plutôt tendance à représenter le phénomène naïvement, sans charge, avec des trait-tillés et sans le détail moléculaire. On voit des erreurs dans le schéma 1 (charges) mais surtout on voit l'influence du modèle présenté par la simulation et calqué sur l'expérience de laboratoire. Les hypothèses finales et les rapports de laboratoire sont à l'avantage du scénario 2 même s'il y a eu de très bons travaux comme de très mauvais dans les deux cas. On ne parle ici que de la tendance générale.

Comparaison à moyen terme:

Après la correction de la séquence laboratoire et simulation (scénario 1 ou 2), il est observé que les classes montrent une compréhension quasiment équivalente sur la démonstration "néocolor"; et cela peu importe qu'il ait suivi le scénario 1 ou le scénario 2.

Comparaison à long terme:

Les résultats de l'épreuve ont été assez différents selon le scénario. En effet, l'ancrage du modèle chez les élèves ayant eu la séquence commençant par la simulation semble moins bon. On constate un "retour en arrière" et leur modèle naïf ne semble pas avoir été déconstruit puis reconstruit selon le modèle voulu. La plupart des élèves du scénario 1 ont alors confondu liaison polarisée et molécule polaire et la représentation modélisée de la polarité n'a pas été bien intégrée. Comme nous le montre les images suivantes, la majorité des élèves du scénario 1 se sont contentés de regarder la nature de la liaison pour déterminer la polarité de la molécule alors que pour les élèves du scénario 2 un schéma détaillé avec modélisation moléculaire était souvent présent. Qui plus est la notion de charge et le fait qu'elle soit portée par une particule a été mieux compris lors du scénario 2.

Exemple d’un modèle incomplet

Dans cet exemple ci-dessus, les atomes sont représentés sous forme de boule dans la formule développée et les atomes ont été numérotés (H2 qui peut être confondu avec la molécule de dihydrogène ou Cl2 qui peut être confondu avec le dichlore)

Dans cet exemple ci-dessus, les paires d'électrons (ne figurant pas dans la simulation) sont oubliées et des charges partielles apparaissent sur des liaisons (C-H) considérées comme non polarisées par l'enseignant.

I. Généralisation:

Malgré quelques problèmes de timing, le passage de cette séquence a été globalement satisfaisant. Et avec le recul, il convient de se demander ce qu’il faut en retenir. Premièrement, la combinaison entre la simulation et le laboratoire en cours de science donne des résultats positifs. Il convient néanmoins de bien préparer sa séquence, de réfléchir à l’ordre et aux nombres d’allers retours nécessaires en fonction du but voulu et en tenant compte du timing. Il ne faut pas oublier non plus de prendre en considération le facteur classe dans la planification. En effet, tous les groupes d’élèves ne sont pas aussi réceptifs à ce genre de séquence et selon les difficultés scientifiques ou même comportementales du groupe classe la séquence doit être adaptée.

Deuxièmement, le fait de faire émerger les modèles préexistants des élèves avant toute expérience ou séquence contenant des simulations, ou même avant tout nouveau sujet abordé quel que soit la forme d’enseignement utilisée, semble être une amorce idéale pour l’apprentissage des élèves. Comme nous l’avons détaillé plus haut, cela permet aux élèves de prendre conscience de leurs préconceptions, de leurs défauts comme de leurs avantages et l’évolution de leurs modèles mentaux n’en n’est que meilleure. Il apparait aussi que l’encrage des apprentissages en ressort amélioré, en vue des réponses des élèves aux questions de l’épreuve passée plusieurs semaines après la séquence.

Troisièmement, le fait de commencer une séquence pédagogique combinant expérience et simulation par l’expérience donne de meilleurs résultats, car les élèves confrontent directement leurs modèles à la réalité. L’adaptation ou rééquilibration est obligatoire car leur modèle est remis en cause concrètement. Ils voient, testent, éprouvent leurs hypothèses. Et l’authenticité de l’expérience permet aux élèves non seulement d’accepter la naïveté de leurs modèles, mais surtout d’intégrer les nouveaux paramètres et le modèle à institutionnaliser. Leur présenter directement une simulation sans laisser les élèves manifester leurs modèles préexistants revient à faire « entrer dans le moule » leur préconceptions et cela peut donner lieu à des modèles « hybrides » parfois efficaces mais différents du modèle voulu. Finalement, il est clair que l’utilisation de simulations dans une séquence pédagogique est plus que justifiée, mais ne se suffit pas en soi. L’organisation de la séquence en fonction de la simulation choisie et du but didactique envisagé est capitale. En cours de science, l’articulation laboratoire/simulation permet aux élèves de faire évoluer leurs modèles et aussi de faire les liens entre les différents niveaux de représentation microscopique, macroscopique et symbolique (équations).

J. Références bibliographiques

X. Zou, Multiple representations in student learning, Ohio State University, 2000

M. Baser, Students Understanding of Heat and Temperature Concepts, Journal of Maltese Education Research, Vol 4 n°1, 2006

F. Lombard, chapitre 8, 2012

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