Université lumière-lyon II
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- 4.1. Évolution de la répartition des molécules durant lactivité 2
- 4.2. Répartition des molécules durant le mélange de deux gaz
- 4.3. Pour Anne les molécules sont collées aux parois
4. RépartitionLa répartition des molécules est abordée par Anne et Ellen à différents moments de la séquence d'enseignement sur les gaz (figure ci-dessous). 
Figure 7.4 : Activités dans lesquelles Anne et Ellen traitent de la répartition des molécules Les idées sur la répartition des molécules évoluent essentiellement durant l'activité 2 se déroulant pendant le TP1. Cette activité utilise des questions de différentes natures. En effet, les questions P1A2Q1 et P1A2Q2 demandent d'isoler une petite partie d'air contenu dans une seringue et d'en représenter les molécules (voir la séquence d'enseignement, dans l'annexe de l'analyse a priori). La question P1A2Q3 demande aux élèves d'utiliser le modèle microscopique pour corriger leurs représentations. Nous proposons de présenter l'évolution des idées d'Anne et Ellen sur la répartition des molécules au cours de cette activité, puis de regarder comment ces idées sont réutilisées lorsque l'on mélange deux gaz (P1.2A1). Pour finir, nous présentons l'idée les molécules sont collées aux parois développée par Anne suite à la lecture du modèle.
Tableau 7.40 : Réponses écrites d'Anne et Ellen (P1A2Q1) Dans les représentations d'Anne et Ellen, les molécules ne sont pas réparties partout, mais regroupées à un endroit spécifique (idée molécules se répartissent à un endroit). De plus, elles en ont dessiné le même nombre dans les deux situations de la question 1, ce qui n'est pas correct du point de vue du savoir à enseigner, car elles auraient dû en dessiner plus dans la seconde situation. On trouve la même idée dans les représentations de la question 2 (voir transcription TP1 de 34m 05s à 36m 40s). La question 3 demande de corriger les dessins à l'aide du modèle microscopique des gaz. Suite à la lecture du modèle, Ellen propose d'éloigner les molécules entre elles de les dessiner partout (idée les molécules se répartissent partout) (tableau 7.41).
Tableau 7.41: Discussion sur la répartition des molécules dans les schémas de la question 1 Au cours de cette discussion, il semble qu'Anne et Ellen s'appuient sur la propriété G2 du modèle : "Les molécules sont très éloignées les unes des autres et se répartissent dans tout le volume qui leur est offert. Ce volume est limité par des parois, qui sont solides ou liquides". Suite à cette discussion, Ellen propose de dessiner des molécules partout. Comme le montre le tableau 7.42, elles vont finalement dessiner des molécules partout, mais en gardant le même nombre de molécules pour les deux situations.
Tableau 7.42 : Anne et Ellen dessinent des molécules partout Nous n'avons pas mis les dessins d'Anne et Ellen, car elles les ont modifiés, suite à la correction de l'enseignante au tableau, en dessinant un nombre plus important de molécules pour la situation 2. Cependant, il reste les traces des anciens dessins montrant que les molécules sont réparties partout et qu'il y en a le même nombre. Comme le montre le court passage ci-dessus (44m 34s), Anne et Ellen ont aussi représenté les molécules partout dans la question 2. En résumé, Anne et Ellen représentent les molécules comme étant réparties à un endroit particulier dans les questions 1 et 2. Suite à la lecture du modèle, elles vont changer leurs représentations en dessinant les molécules réparties partout. Nous pensons que cette évolution est due à la propriété G2 du modèle : "Les molécules sont très éloignées les unes des autres et se répartissent dans tout le volume qui leur est offert. Ce volume est limité par des parois, qui sont solides ou liquides". Pour nous, Anne et Ellen font "une sélection entre deux idées contradictoires(les molécules se répartissent à un endroit et les molécules se répartissent partout) pour la même situation" (voir l'évolution des idées dans le cadre théorique). Nous pensons que l'élément du milieu responsable de cette évolution est le texte du modèle, particulièrement la propriété G2.
Tableau 7.43 : Dessin d'Anne et Ellen montrant des molécules réparties partout Ce dessin montre qu'Anne utilise l'idée les molécules se répartissent partout pour décrire le mélange de deux gaz. De plus, Anne explique à la classe au cours de la correction de cette question que les molécules se répartissent dans les deux flacons à cause de la propriété G2 du modèle (voir la transcription du TP2 de 5m 36s à 6m 15s, dans l'annexe de l'analyse fine pendant). L'utilisation de cette idée dans une situation différente de celle de la question P1A2Q1&2 (utilisant une seringue), montre que le domaine d'application de cette idée augmente. Il est beaucoup plus difficile de se prononcer pour Ellen, car il semble qu'elle ait copié le dessin sur la feuille d'Anne, ce qui ne nous donne aucune information sur ce que pense Ellen de la répartition des molécules. En résumé, il apparaît qu'Anne réutilise l'idée les molécules se répartissent partout pour représenter les molécules lors du mélange de deux gaz. Anne justifie sa représentation en utilisant la propriété G2 du modèle : "Les molécules sont très éloignées les unes des autres et se répartissent dans tout le volume qui leur est offert. Ce volume est limité par des parois, qui sont solides ou liquides".
Tableau 7.44 : construction de l'idée les molécules sont collées aux parois suite à la lecture du modèle Cet extrait montre que suite à la lecture du modèle disant que les molécules sont très éloignées les unes des autres, Anne émet l'idée que les molécules sont collées aux parois. Dans la suite de cet extrait (42m 27s), Anne va déduire en lisant que les molécules peuvent rentrer en collision avec les parois (propriété G3 du modèle), que les molécules sont collées aux parois, ce qui semble être en contradiction avec le fait que les molécules sont en mouvement et qu'elles se répartissent dans tout le volume qui leur est offert (propriété G1 et G2 du modèle). Durant le TP1, Anne utilise cette idée (molécules collées aux parois) seulement deux fois. Cependant, on retrouve cette idée durant la question P2A2Qd se déroulant pendant le cours 1. Nous avons déjà analysé ce passage dans la partie aspect particulaire concernant les chocs des molécules (voir tableau 7.22). Nous redonnons néanmoins l'explication d'Anne avec cette fois les gestes. 
A : ouais c'est-à-dire que les molécu- (écarte les deux mains et lâche son stylo) merde/ 
A : y'a beaucoup plus de molécules sur les parois donc ça les (écarte les deux mains en ouvrant les doigt). Figure 7.5 : Explication d'Anne à la question P2A2Qd durant le cours 1 Dans cet extrait Anne explique qu'il y a plus de molécules sur les parois, ce qui rejoint l'idée que les molécules sont collées aux parois. Il est intéressant de voir que cette idée provient de la réponse d'un élève interrogé par l'enseignante juste avant. En conclusion, suite à la lecture de la propriété G2 modèle, Anne pense que les molécules sont collées aux parois. Cette idée est utilisée pour la première fois durant la question P1A2Q3. Nous interprétons cette évolution par l'établissement d'un lien entre une nouvelle idée et une situation. L'élément du milieu responsable de cette évolution est le texte du modèle, particulièrement la propriété G2. Cette idée est réutilisée à deux reprises dans le reste de la séquence sur les gaz.
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