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Chimie et savoir Introduction au cours de spécialité Master didactiques et interactions jflm Novembre 2006 (en présence de Cécilia CASTRO de Lyon1)

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1 Chimie et savoir Introduction au cours de spécialité Master didactiques et interactions jflm Novembre 2006 (en présence de Cécilia CASTRO de Lyon1)

2 Quest-ce que la chimie Science concernée par –La structure de la matière –Ses propriétés –Ses transformations Plus précisément –La structure au niveau atomique (et pas sub atomique, ni cellulaire par ex.) –Ses transformations faisant intervenir une modification au niveau atomique

3 Outil de description Modèles –Description dune liaison chimique –Description de lacidité Représentations –Symbolique –Langage de la chimie Théories empruntés à la physique –Electrostatique –Mécanique quantique

4 Intérêt de la chimie Satisfaire aux questions relatives à la description du monde qui nous entoure. Prévoir –Des propriétés de substance nexistant pas forcément –Des transformations qui se font, ou pas –Produire les corps et les matériaux qui change notre environnement

5 Événement et phénomène « Phénomène » Au sens large. Ce qui apparaît, ce qui se manifeste aux sens ou à la conscience, tant dans l'ordre physique que dans l'ordre psychique, et qui peut devenir l'objet d'un savoir. Ce que l'on observe ou constate par l'expérience et qui est susceptible de se répéter ou d'être reproduit et d'acquérir une valeur objective, universelle. Je distinguerai lévénement (= phénomène au sens large) du phénomène. Le phénomène requiert un choix dans lobservation Le fait que lors dun mélange de deux liquides il y ait un trouble blanc ou de couleur sera pour moi un événement. Sa description en termes de « précipitation » sera un phénomène. La distinction entre les mots nest pas très utilisée, mais il est essentiel de distinguer les notions correspondantes

6 Événement – Phénomène - modèle Le passage de lévénement au phénomène requiert un modèle –Pourquoi sintéresser au précipité, et pas à la couleur, si on na pas un modèle derrière la tête ?

7 Dualité macro – micro Cest une spécificité de la chimie La relation entre deux niveaux est générale en science –Le niveau micro explique les phénomènes macro en chimie –Le niveau des cellules explique les observations macro en bio –Le niveau théorique explique les phénomènes en physique

8 Micro – macro - symbolique On peut expliquer la chimie avec les niveaux micro, macro et symbolique Jonhstone, 1993, J. Chem Educ. Micro (ou submicro) Macro Symbolique

9 Recherche danalogies Les connaissances au niveau micro peuvent se construire par analogie –Par analogie avec ce qui est connu du niveau macro Que lanalogie soit correcte ou pas –A laide de règles de fonctionnement du niveau symbolique Les règles peuvent être ou nom justifiée par des lois –Etc.

10 Résultat de la création des K sur les modèles en chimie Ce qui résulte du processus de création des K en chimie sexprime par des représentations –Concrètes (modèles moléculaires) –Visuelles (graphes) –Mathématiques –En langage naturel –Par des symboles spécifiques de la chimie

11 Transformation entre modes de représentations Le chimiste sais passer dun mode (registre) de représentation à un autre. –Ex. CH 4, méthane, –Il faut des K pour cela –Ces K doivent senseigner

12 Langage de la chimie Représenter les corps par des symboles est permanant dans lhistoire de la chimie Pourquoi H 2 O sest-il imposé pour leau ? terreeauairfeu

13 Comment enfermer limmensité du monde dans la prison de quelques traits ? Il ne suffit pas détiqueter ou de dénommer. Il faut inventer ou construire un substantif qui coïncide avec la substance. Forme du triangle alchimique, symbole de Lavoisier Aspect voco-structural : il ne sagit pas de conférer un nom à une chose, mais il faut que la réalité puisse se traduire, se refléter dans une appellation transparente qui ne la déforme pas et ou chacun puisse la reconnaître. Quelle réalité se traduit, et qui se reconnaît dans les symboles de leau ? –Dagonet F. (2002). Tableaux et langages de la chimie Essais sur la représentation Coll. milieux – Champ Vallon – LeSeuil

14 Du mot au symbole Aspect pictural : si le mot échoue, comment le remplacer ? La formule : parfois insuffisant Larrangement et les relations secrètes entre les parties Lanalogie avec les proches, les semblables et les dérivés Il faut condenser toutes les propriétés tout en restant léger Ex. C 6 H 4 Cl 2 Pourquoi la formule est-elle insuffisante ? Quelles sont les relations entre les parties Quelle analogie y a-t-il avec les proches

15 Dagonet (p.7) Il faut partir de Lavoisier, qui alluma lincendie de la révolution chimique sémantique et ordinatrice. Quelle révolution ? Pourquoi sémantique et ordinatrice ?

16 Révolution chimique sémantique et ordinatrice Changement de principes Suppression du phlogistique, Introduction de la notion délément chimique Fondation de la thermochimie (Mémoire sur la chaleur 1780) Introduction de lois de conservation Introduction dune nouvelle nomenclature Sel de mer / chlorure de sodium Huile de vitriol / acide sulfurique Esprit de sel / acide chlorhydrique Sel polychreste de Glaser Teinture de Ludovic Liqueur de Libavius

17 Critique du système Lavoisien Sa rigueur est aussi une raideur, par ce que de nature associationniste (cation anion) Le système a des erreurs (il place loxygène au centre, les métaux à lorigine des acides) Un système de K qui possède des erreurs permet-il de construire des K correctes ?

18 Développement des K en chimie et production de modèles

19 Nature des modèles Les modèles sont des productions de la science. Les modèles sont des connaissances dun type particulier –Ils permettent la définition de concepts –Ils organisent les observations –Etc.

20 Ex. Modéliser lacidité A lorigine acide = qui a un goût acide, piquant (acidus = aigre, acide). Dans la théorie de Bronsted (1923) Un acide libère H +, et une base capte H +. Ce modèle est un ensemble de K produit par la science. Il permet de définir : ce qui est un acide et ce qui nen nest pas un. Ce qui est une base ce qui nen nest pas une. Il fournit une relation entre lacide et la base

21 Produire des K en chimie nécessite des modèles Ex. Acide Modèle de Liebig : Un acide déplace les métaux des sel (Na + du sel CH 3 COONa est remplacé par H + (et donne CH 3 COOH) en présence de lacide HCl). Modèle dArrhenius (Prix Nobel 1903): tout acide libère H +, toute base libère HO -. Modèle de Bronsted (1923) : tout acide libère H +, toute base capte H +. On ne produit pas les même K avec les trois modèles Ex. Ammoniac : NH 3 pour Bronsted, et NH 4 OH pour Arrhenius H 2 O est une base pour Bronsted, pas pour Arrhenius.

22 Communiquer des K nécessite des modèles Que peut-on dire du gaz chlore sans modèle ? Il est vert, toxique, avec une odeur âcre. Il réagit avec le fer, mais pas avec lor. On reste au niveau des faits. Avec des modèles On peut donner sa formule (Cl 2 et non Cl) – modèle atomique. On peut dire pourquoi il est coloré alors que N 2 ne lest pas – modèle des orbitales moléculaire. On peut dire pourquoi il réagit avec le fer et pas avec lor – modèle de loydoréduction.

23 Évolution des modèles Les modèles ne sont pas figés Ex. Modèles sur lacidité Le modèle se transforme avec : Des observations plus nombreuses et plus précises Laccès à dautres champs expérimentaux Le besoin de généraliser La modification des paradigmes de la physique (physique quantique).

24 Augmentation du nombre dobservations Ex. Substitution en chimie organique CH 3 Br + HO - CH 3 OH + Br - La substitution est un remplacement (observations analytiques) La substitution peut être dordre 1 ou 2 (observations cinétiques) Des groupes proche de C peuvent modifier le déroulement de la substitution (observation sur de nouveau substrats).

25 Effet de la modification des paradigmes de la physique Description classique On représente la substitution avec des flèches courbes Description quantique On explique pourquoi tel ou tel facteur influe sur le déroulement de la substitution Possibilité de calculer lénergie du système

26 Juste ou faux Il nest pas pertinent de dire quun modèle est juste ou faux. Certains modèles « faux » au regard du savoir de référence actuel on permis de grande découverte. Ex. La classification périodique a été établie en partant sur la base de la relation de classement avec la masse atomique (alors que cest in correct), cest avec le numéro atomique quil faut effectuer le classement.

27 Modèles et chimistes

28 Les modèles sont omniprésents Le chimiste ne se rend pas compte quil est tout le temps en train dutiliser des modèles. Pour évoquer les molécules Pour parler des réactions Pour effectuer des mesures Pour prévoir Etc. Toutes les explications des chimistes possède un haut niveau dabstraction

29 Utilisation des modèles par les chimistes Visualisation des entités Descriptions des propriétés des entités Visualisation des processus impliquant ces entités Planification des activités expérimentales Support des raisonnements Construction des K

30 Modèle et théorie Grâce au modèle, le chimiste peut appliquer les théories de la physique sur les systèmes étudiés Ex. en oxydoréduction Modèle du transfert délectron entre couples redox et de potentiel (relation de Nernst) Théorie de lélectricité sur le courant circulant quand deux points ne sont pas au même potentiel. Cette théorie nest pas utilisable si lon modélise la réaction redox comme un transfère doxygène.

31 Besoins du chimiste Le chimiste a besoin de représenter ses idées : –Sous forme visuelle (représentations symbolique, graphique, etc.) –Sous forme mathématique (fonction donde, relation de Nernst, etc.) –Sous forme de langage naturel De nombreux modèles (abstraits) de la chimie ont eu des contreparties concrètes, notamment avec les modèles moléculaires

32 Modèles moléculaires Les modèles moléculaires sont indispensables pour communiquer la chimie (entre experts, et dans lenseignement) mais aussi pour le chimiste lui-même dans sa réflexion dans nombreux domaines de la chimie. Stéréochimie Propriétés de la matière Réactivité

33 Types de modèles moléculaires Sphère durs Boules et bâtons Modèles squelettesModèles polyédriquesModèles informatiques

34 Modèles polyèdres

35 Modèles informatiques Lanimation résulte de loptimisation dun chemin réactionnel Nouvelle possibilité dutilisation des modèles moléculaires en recherche et surtout dans lenseignement

36 Modèles - Théories et programme de recherche Lakatos

37 Évolution des théories scientifiques Les scientifiques ne décrivent pas la réalité telle qu'elle est. Si c'était le cas, il n'y aurait plus lieu de réviser leurs théories et de les faire évoluer ; elles seraient achevées. Or, un simple regard sur l'histoire des théories dites scientifiques met plutôt en évidence leurs régulières remises en question.

38 Quest ce qui distingue théorie scientifique des autres théories ? Critère de réfutabilité (une théorie est scientifique si elle est réfutable). Le scientifique fonctionnerait par une succession de conjectures / réfutation

39 Faiblesse de lapproche conjecture / réfutation A leur début, les théories scientifiques sont mal construites dont facilement réfutables. Il se trouve quon préfère négliger les résultats expérimentaux qui conduirait à la réfutation des théories. (cas de létablissement de la classification périodique) Sinon, on navancerait pas. Lobservation à la source de la réfutation peut elle-même être incorrecte et quon ne le découvre que plus tard.

40 Programme de recherche - Lakatos Si l'activité scientifique ne consiste pas uniquement à réfuter des théories ou à les corroborer, quest-ce qui la caractérise ? Imre Lakatos introduit la notion de programme de recherche : = principe heuristique basé sur un noyau dur déclaré irréfutable et qui définit des règles méthodologiques sur les voies de recherche à éviter (heuristique négative) ou à poursuivre (heuristique positive).

41 Heuristique positive et négative L'heuristique négative essaye d'éliminer les anomalies que peut rencontrer une théorie en modifiant certaines hypothèses auxiliaires tout en se gardant bien de changer le noyau dur. L'heuristique positive s'occupe peu des anomalies mais développe autour du noyau dur des modèles de plus en plus sophistiqués afin de rendre compte de mieux en mieux de la réalité. Heuristique = qui sert à la découverte

42 Cas du développement du modèle quantique en chimie Au début : les moyens de calculs étaient modestes, les prédictions souvent fausses. On conserve les postulats de la mécanique Q, on supprime certaines notions (heuristique négatives) et on améliore les techniques de calcul (heuristique positive) profitant de laugmentation de la puissance des ordinateurs Les prédictions sont de plus en plus proches de la réalité.

43 Modélisation en didactique de la chimie Point de vue de lélève

44 Importance dans lenseignement Les modèles ont un tel rôle en chimie quil est essentiel de les considérer dans lapprentissage. Apprendre la chimie requiert: La présentation des principaux modèles produits par les chimistes, leur portée, leurs limites; Dapprécier leur rôle dans la validation et la disséminations des résultats des recherches en chimie; De créer et de tester des modèles produit pas un groupe ou un individu.

45 Principaux modèles produits De nombreux modèles sont devenus obsolètes –Vision mécanique des atomes. Ex. Atomes dacide de forme piquante –Phlogistique. Un des éléments contenu en plus ou moins grande quantité dans les substances et qui se transmet lors de certaines réaction chimique C + oxyde de fer CO2 + Fe C perd sont phlogistique, et Fe en gagne, puis le perdra en soxydant.

46 Portée et limite dun modèle Pour Lavoisier, loxygène est un élément constituant des acides –Oxygène = oxy (acide) gène (propre à générer) –Lavoisier désigne l'air vital sous le nom de principe «oxygène» ou propre à engendrer les acides HNO 3, H 3 PO 4, H 2 SO 4 résulte de loxydation de lazote, du phosphore ou du soufre. –Limite : Ca en brûlant donne CaO (la chaux) qui est une base. –Les théories de lacidité de Arrhenius ou Bronsted dépasseront cette limite.

47 Rôle dans la validation des résultats des recherches Si un résultat ne peut être interprété par un modèle il faut remettre en question : –Le résultat –Le modèle Structure du carbone (Vant Hoff)

48 A SUGGESTION LOOKING TO THE EXTENSION INTO SPACE OF THE STRUCTURAL FORMULAS AT PRESENT USED IN CHEMISTRY. AND A NOTE UPON THE RELATION BETWEEN THE OPTICAL ACTIVITY AND THE CHEMICAL CONSTITUTION OF ORGANIC COMPOUNDS. Jacobus Henricus van 't Hoff Archives neerlandaises des sciences exactes et naturelles volume 9, p (September 1874) Vant Hoff ( ) il a 22 ans ! Premier prix Nobel de Chimie en 1901

49 Problématique de larticle Que peut-on dire (du point de vue de la modélisation) de : It appears more and more that the present constitutional formulas are incapable of explaining certain cases of isomerism; the reason for this is perhaps the fact that we need a more definite statement about the actual positions of the atoms.

50 If we suppose that the atoms lie in a plane, as for example with isobutyl alcohol (Figure I) where the four affinities are represented by four lines in this plane occupying two directions perpendicular to one another, […] Vant Hoff arrive au fait quil y a 2 isomères (optiques) de cet alcool. Or 1 seul est connu […] thus far

51 The theory is brought into accord with the facts if we consider the affinities of the carbon atom directed toward the corners of a tetrahedron of which the carbon atom itself occupies the center. The number of isomers is then reduced and will be as follows …

52 Limite du modèle Thus far we have considered the influence of the hypothesis upon compounds in which the carbon atoms are united by a single affinity only, (leaving out some aromatic bodies )… Nécessite une extension du modèle (formule de résonance)

53 Créer et tester des modèles comment ? Pourquoi ? Comment : rédiger un « Texte du modèle » (ex en 1S) –La matière est électriquement neutre. Lorsquelle est constituée dions, les charges positives des cations et des anions se compensent. –Une solution aqueuse ionique, est constitués danions et de cations dispersés parmi les molécules deau. Les ions ne peuvent pas être séparés du solvant par filtration. –… Pourquoi –Limiter la réflexion lors de lintroduction dun concept –Apporter des définitions (à apprendre) aux élèves –Forcer la relation prof – élève autour de règles partagées.

54 Mise en œuvre en classe du texte dun modèle Lecture difficile pour lélève. A associer à une activité qui utilise le texte A réutiliser souvent (autres activités, exercices, explications). Ne pas expliquer avec dautres arguments que ceux du modèle Difficile pour le professeur

55 Comment les élèves voient les modèles

56 Trois niveaux 1.Le modèle est une copie de la réalité / certains aspects de la réalité sont retirés. 2.Le modèle est créer avec un but / beaucoup daspect de la réalité sont retirés / Le fait que le modèle est copie de la réalité domine 3.(expert) Le modèle est créé pour tester des idées / il a un rôle actif dans la construction des K / il peut être testé et changé

57 Conséquences La copie de la réalité conduit à donnée aux objets du modèle des propriétés quil na pas : –Une couleur pour les atomes –Une taille croissante avec le nombre délectrons qui le constituent

58 Évolution du rayon des atomes dans la classification périodique (bloc S et P)

59 Origine des difficultés Le modèle décrit la réalité (sans être une copie), il ny a quun pas pour penser que « cest la réalité », ou que cest un « modèle réduit » de la réalité. Le vocabulaire utilisé peut être une difficulté –Couche électronique –Neutralisation dun acide –Etc.

60 Secondary students' mental models of atoms and molecules: Implications for teaching chemistryAllan G. Harrison *, David F. Treagust Science Education This interview-based study probed 48 Grade 8-10 students' mental models of atoms and molecules and found that many of these students preferred models that are both discrete and concrete. Most younger science students have difficulty separating models from reality. Several students concluded that atoms can reproduce and grow and that atomic nuclei divide. Electron shells were visualized as shells that enclosed and protected atoms, while electron clouds were structures in which electrons were embedded. It is recommended that teachers develop student modeling skills and that they discuss analogical models, including shared and unshared attributes, with their students

61 Variété des modèles Différents modèles sont utiliser pour décrire un même objet / phénomène –Difficulté pour sy retrouver –Difficultés pour passer des uns aux lautres Ex. Modélisation dun cristal –Modélisation en termes mathématique (réseau, maille, etc.) –Modélisation en termes de sphère dures –Modélisation énergétique –Théorie des bandes

62 Variété des représentation pour un même modèle Exemple avec NaCl

63 Modèle 3D / 2D Voir larticle de Laurence Viennot dans le dernier Didaskalia

64 Modèles hybrides Lenseignant peut utiliser des attributs de différents modèles (historique) pour constituer son modèle (denseignement) (Justi, Gilbert) Ex en cinétique chimique (voir partie suivante)

65 Les modèles de la vitesse de réaction chimique

66 Lexique utilisé pour la présentation Jutilise des termes modernes Le sens de ces mots a changé avec les théories

67 Le modèle anthopomorphique de la cinétique chimique Les choses sont comme les personnes. –Elles aiment, elles détestent –Cest la théorie des affinités chimiques –Le terme est resté (A = - r G) mais a changé de sens Pour les philosophes grecs, il devait y avoir quelque chose comme de lamour entre les choses. Laffinité est une sorte de force sélective entre les choses qui saiment

68 Modèle corpusculaire des affinités Boyle et Newton relient laffinité à des particules microscopiques Formes particulière des particules pour adhérer ou non les unes aux autres Il ne sagit pas de force entre particules Cest la première fois que ce qui conduit à la réaction chimique est interprété en termes de propriétés de corpuscules La vitesse de réaction est lié à la différence daffinité entre corpuscule. On montre que la température modifie laffinité entre les corpuscules. Des tables daffinités sont établies Berzelius (1779 – 1848) introduit le terme de catalyseur (1837) Pas de traitement mathématique entre énergie et vitesse de réaction

69 Au début du XIXe –Premières synthèses organiques –1828, par chauffage du cyanate dammonium (NH 4 + OCN - ) Whöler obtient lurée O=C(NH 2 ) 2 –Réactions lentes –Le problème de la vitesse de la réaction se pose

70 Premier traitement quantitatif On se pose la question de linterprétation de la variation exponentielle de la vitesse 1850 : mathématisation par Wihlkelmy de linterprétation de linversion su saccharose

71 Inversion du saccharose Saccharose + H 2 O Glucose + fructose Nécessité dune grandeur pour suivre la réaction –angle de rotation de la lumière polarisée) et dune loi pour relier la grandeur à la concentration –loi de Biot : = [ i ] c i saccharose 66,5° glucose52° Fructose-93°

72 Premier traitement quantitatif (suite) Mathématisation par Wihlkelmy –Première loi de vitesse –Cest la première interprétation non empirique –Cest le début de la chimie-physique Puis Berthelot et De Saint Gilles étudie lestérification La vitesse de réaction est considérée comme dépendant de la quantité de matière à réagir Rien nest dit sur la catalyse

73 Mécanismes réactionnels Collaboration entre Harcourt - chimiste - et Hesson - mathématicien (1865) Pour Harcourt, il y a des interactions par étape. Recherche danalogie entre réaction et lois de la mécanique Réaction du 1er et 2e ordre ; étapes réactionnelles. Intégrations déquations différentielles Modèle prédictif Relation empirique entre la température et la vitesse de réaction Influence de la température sur le mouvement des molécules Les réactions chimiques ne peuvent avoir lieu à 0 K Ostwald interprète le phénomène de catalyse avec ce modèle (1909) Existence dun autre chemin réactionnel emprunté par le catalyseur Possibilité de catalyse négative (inhibiteur) Absence de preuves expérimentales sur lobservation des intermédiaires réactionnels

74 Modèle thermodynamique On reprend les hypothèses de la réaction par étape On ajoute la notion de collisions entre molécules ayant une énergie suffisante Effet de la température Ce nest pas lorigine de la réaction, mais lorigine du changement de vitesse. Lénergie de la réaction ( r H°) nest pas forcément indépendant de la réaction (Vant Hoff, 1896). Etude de réactions directes et inverses. La température nest pas seulement responsable de la plus grande fréquence des chocs mais de lénergie plus grande des chocs Arrhénius, 1889) Notion de barrière dénergie. Point non abordés : Comment les molécules acquièrent-elles leur énergie suffisante. La barrière dénergie nest pas accessible à la théorie

75 Barrière dénergie réactif énergie produit Barrière dénergie : E a k = A exp(E a / RT) Le calcul de la valeur de la barrière dénergie est pas accessible à la théorie Cest une valeur empirique

76 Modèle cinétique Comment les collisions ont-elles lieu ? Cadre du modèle cinétique des gaz Molécule = sphère dure La fréquence et lénergie des collisions est accessible au calcul Lorientation des molécules au moment du choc est prise en compte (facteur stérique « A » dans léquation dArrhénius). Seule une fraction des chocs sont efficaces k = A exp(E a / RT)

77 Modèle de la mécanique statistique Distribution statistique des vitesses moléculaires Energie critique à partir de laquelle la réaction a lieu Surface dénergie potentielle

78 Coordonnée de réaction Énergie potentielle État initial État final État activé

79 Energie potentielle de quoi ? Etude de lénergie du système Cl + H 2 = HCl + H ClHH HH HH Etat initialEtats intermédiairesEtats finals

80 Résultats de la théorie La théorie retrouve la dépendance en température dArrhénius Notion de réaction en chaîne (Bodenstein) Des atomes (Nernst) ou des radicaux (Taylor) peuvent être des intermédiaires

81 Modèle du complexe activé Articulation de la thermodynamique, de la cinétique et de la physique statistique. La connaissance de la vitesse de réaction permet de comprendre comment la réaction se déroule. Seules une partie des molécules sont au col de la surface dénergie potentielle. Prise en compte simultanée de répartition statistique et de mécanisme microscopique (Evans, Polanyi, Eyring ). Pour la première fois, les grandeurs thermodynamiques et cinétiques sont en relation.

82 Hypothèse de base de la théorie Létat activé est en équilibre avec E.I. et E.F. C.R. EpEp A + BC AB + C ABC Avancement Énergie (macroscopique) A + BC AB + C ABC G G 0

83 Expression de la constante de vitesse Avancement E A + BC AB + C ABC G K = [ABC] / [A] [BC] traitement statistique : k = k B T K / h K = exp (- G / RT) = exp ( S / R) exp (- H / RT) k = k B T/h e S / R e - H / RT

84 Modèle du complexe activé Prise en compte simultanée de répartition statistique et de mécanisme microscopique (Evans, Polanyi, Eyring ). Pour la première fois, les grandeurs thermodynamiques et cinétiques sont en relation.

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87 Analyse du programme de 2nde

88 II - Constitution de la matière (4 TP, 8 h en classe entière) Objectifs Cette deuxième partie donne une description microscopique de la matière à laide de modèles simples pour la constitution des atomes, des ions et des molécules et introduit le concept délément et de sa conservation au cours dune transformation chimique. Lenseignant sensibilise lélève à la notion de modèle et à ses limites : modèle de latome, modèle du cortège électronique pour latome et modèle de Lewis de la liaison covalente pour les molécules. Les modèles mis en place permettent de rendre compte de la formule et de la géométrie des molécules (et éventuellement de les prévoir). Dans une molécule la disposition relative des atomes est interprétée comme résultant de la minimisation des interactions répulsives entre paires délectrons autour dun atome central.

89 Question sur le texte précédent Combien de modèles sont envisagés ? Quelle interaction y a-t-il entre les différents modèles ? Quels rôles sont donnés aux modèles.

90 Modèles dans lenseignement Point de vue de lenseignant

91 On peut penser que lenseignant doit avoir un point de vue large et clair sur –La nature des modèles –La façon dont les étudiants construisent leur propres modèles mentaux –La façon dont on peut introduire les modèles scientifiques en classe –La façon de développer des modèles pédagogiques en classes

92 Enquête sur les professeur Tous reconnaissent que les modèles sont des outils essentiels en science. La moitié seulement pense que les modèles sont des produits de lactivité scientifique. Les enseignants sont souvent au niveau 1 et 2 de modélisation (vus précédemment)

93 Professeurs et manuels Les professeurs peuvent citer peu de modèles alors quils y en a de grandes quantités dans les manuels des élèves.


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