Modèles et modélisation dans l’enseignement de la chimie : d’une analyse épistémologique et didactique à l’étude des pratiques enseignantes

Résumé :
La note de synthèse articule deux grandes thématiques de mes recherches en didactique de la chimie, l’étude de raisonnements d’élèves mettant en jeu des modèles ou une modélisation des situations expérimentales concernant les transformations chimiques de la matière, et l’étude descriptive et compréhensive des pratiques enseignantes en chimie sur ce thème. Après avoir présenté et discuté les cadres didactiques de la modélisation dans l’enseignement de la chimie, je propose un cadre incluant le concept de famille de transformations chimiques et des modèles macroscopiques et microscopique permettant d’aborder de façon complète le thème des transformations chimiques de la matière, pour analyser des raisonnements d’élèves ou des pratiques enseignantes sur ce thème. Les exemples de raisonnements d’élèves en classe de terminale autour des transformations chimiques dénotent une forme d’appartenance à un collectif de pensée et l’importance de la matrice cognitive de la chimie. J’aborde les pratiques enseignantes en chimie au lycée qui sont encore peu documentées en France, dans une visée heuristique. Le cadre de la double approche didactique et ergonomique est adapté de façon à prendre en compte les spécificités du travail des enseignants de chimie. Il est articulé à une typologie des connaissances professionnelles (didactique PCK, pédagogique PK et disciplinaire CK) issue de celle de Shulman. Malgré un déterminant institutionnel central en classe de terminale, les enseignants observés agissent selon des logiques d’action (reconstruites) contrastées reposant sur des choix qui sont le fruit d’une interaction entre des facteurs relevant de différentes composantes des pratiques. Inférer des connaissances professionnelles à partir d’une analyse de l’action dans le cadre de la double approche didactique et ergonomique revient à particulariser l’étude d’un facteur associé à la composante personnelle des pratiques. Il s’avère à partir des études de cas conduites que des stratégies centrées sur les élèves favorisent le développement des PCK. Je conclus la note de synthèse par des perspectives de recherche.