Prérequis en chimie: réflexions sur l'état des lieux et les ...

Prérequis en chimie: réflexions sur l'état des lieux et les ...

Prrequis en chimie: rflexions sur l'tat des lieux et les remdes proposs Bernard Leyh, Dpartement de Chimie 1 Un grand merci : Mme Franoise Derwa Mme Kathy Mawet Mme Cline Xhrouet M. Jean-Franois Focant M. Hubert Martial pour les donnes statistiques dont ils mont permis de disposer et pour mavoir communiqu des informations prcieuses sur leur vision des prrequis et les activits mises en uvre. 2 Pourquoi sintresser aux prrequis?

Tout enseignement doit tenir compte des prconceptions des lves ou tudiants. A partir dun certain niveau denseignement, on peut esprer quun certain nombre de conceptions Mais: sont stabilises chez les lves/tudiants leur sont communes correspondent ce qui est accept scientifiquement peuvent servir de base pour aller plus loin Lexprience prouve le contraire Grande htrognit

Rflexion possible 3 En amont: rle du didacticien (entre autres) En aval: rle des assistants pdagogiques (entre autres) Mise en situation 4 Rsultats du test (in)formatif: moyenne gnrale 5 90 tudiants Mais: Lexprience prouve le Moyenne: 6,3/20 contraire Grande htrognit Ecart-type: 3,6/20

Moyenne 10/20: 18% Dfinition des prrequis en chimie Rf.: Explicitation des prrequis et mesure de leur matrise (Etude dirige par M. Romainville, FUNDP, 2003-2006) Les prrequis de mathmatiques dterminent plus la russite aux examens de physique et de chimie que les prrequis de ces disciplines elles-mmes. Pourquoi les prrequis de maths sont-ils si importants mme en chimie? La force en maths est rvlatrice dune certaine capacit dabstraction: comptence transfrable Ltudiant qui prouve des difficults en mathmatiques lmentaires est distrait de lessentiel de la discipline tudie.

Pourquoi les rsultats sont-ils si mauvais? (49% des tudiants ont moins de 8/20 en trigonomtrie) Interactions professeur de mathmatiques professeur de sciences sont rares. Les professeurs dhumanits ont peu de temps devant eux. Les lves peroivent mal la pertinence des maths pour leurs cours de sciences Pour eux, f(x)=ax+b na gure de rapport avec pH= pKa log C 6 Romainville et al. : 6 prrequis identifis et tests dans les passeports pour le bac Tableau priodique Liaisons chimiques Nomenclature et fonctions des substances minrales Equations simples (acide/base, combustion) Stchiomtrie Grandeurs et units Rsultats: Moyenne gnrale: 7,4/20 Rsultats 10/20: 27% 7

Prrequis proposs en 1re anne de bachelier en mdecine (2012-2013) http:// www.ulg.ac.be/upload/docs/application/ pdf/2012-03/info_medecine_final.pdf Notions de base Etats de la matire et composition des mlanges Structure de la matire La raction chimique: aspect qualitatif La raction chimique: aspect quantitatif Lquilibre chimique 8 1re anne de bachelier en mdecine 3. STRUCTURE DE LA MATIERE (notions datome, molcule, lment, constitution et organisation de latome, notion dion, configuration lectronique de la coque valentielle, rgle de loctet, constitution du noyau, nombre de masse et nombre atomique, tableau de Mendeleev : notion de famille et de priode, analogies chimiques, mise en relation des proprits des atomes avec leur place dans le tableau priodique, dfinitions des oxydes acides et basiques ainsi que des sels)

4. LA REACTION CHIMIQUE : ASPECT QUALITATIF (nomenclature comprenant le symbolisme, la formule des composs chimiques usuels et la dnomination des fonctions inorganiques et organiques principales, connaissance des proprits des fonctions chimiques principales , notions doxydo-rduction, quilibre des ractions simples en acido-basicit et en oxydo-rduction, utilisation des tables pour la prdiction et linterprtation des ractions (donnes physico-chimiques, chelles dacido-basicit, doxydorduction)). 9 Prrequis identifis par nos assistants pdagogiques Modles de la structure de la matire Concepts de chimie quantitative

Modle lectronique en couches ( Bohr ) Distinction mtal/non mtal Distinction cation/anion Liaison chimique (ionique et covalente) Formules de Lewis Fonctions en chimie inorganique Fonctions en chimie organique Stchiomtrie Notion de mole (quantit de matire) Concentration (molaire et massique) Loi des gaz parfaits Concepts lis la ractivit chimique Lecture molaire des quations chimiques Ractions acide-base Ractions doxydo-rduction Notion dquilibre chimique

10 Prrequis identifis par nos assistants pdagogiques Modles de la structure de la matire Concepts de chimie quantitative Modle lectronique en couches ( Bohr ) Distinction mtal/non mtal

Distinction cation/anion Liaison chimique (ionique et covalente) Formules de Lewis Fonctions en chimie inorganique Fonctions en chimie organique Stchiomtrie Notion de mole (quantit de matire) Concentration (molaire et massique) Loi des gaz parfaits Concepts lis la ractivit chimique Lecture molaire des quations chimiques Ractions acide-base Ractions doxydo-rduction Notion dquilibre chimique 11 Prrequis non chimiques

Rgle de 3 : Calcul algbrique lmentaire Transformations dunits et quations aux dimensions quation du premier degr (droite), dtermination graphique de la pente quation du second degr Notion de fonction inverse (carr/racine carre, ln/exp, log/10x) 12 Prrequis transversaux soft skills Capacit de comprhension de textes et questions: matrise suffisante

Capacit de raisonnement logique de la syntaxe du vocabulaire gnral de lorthographe et de la ponctuation Cohrence de largumentation relations de cause effet Liaisons entre les informations Esprit de synthse Transposition de donnes textuelles en schmas, graphiques et quations Avoir le sens de lefficacit 13 Sens de lorganisation et des priorits Gestion du temps et du stress Respect des dlais

Savoir sisoler pour retrouver sa concentration Test 1er bac mdecine Juillet 2012 Notions de base et structure de la matire Connaissance Synthse 14 Raction s acidebase 1;15 Comprhensi on Application Etats de la matire et compositio

n des mlanges 8 Raction s rdox Chimie organique Ractions chimiques : aspects quantitati fs Equilibr e chimiqu e 11 12 6

25 9;16 3;17 18 2;21 10;22 4 20;14 19;23 5 13;24 7 Taxonomie de Bloom: classification des objectifs Classification des objectifs pdagogiques

Classification des niveaux de pense http://ww2.odu.edu/educ/roverbau/Bloom/blooms_taxonomy.ht m15 Test 1er bac mdecine Juillet 2012 Notions de base et structur e de la matire Connaissan ce Raction s acidebase 1;15 Comprhen -sion Application Etats de la matire

et composi -tion des mlange s 8 Raction s rdox Chimie organiq ue Raction s chimique s: aspects quantitat ifs Equilibr e chimiqu e

Rsulta ts 11 12 6 25 6,25, 0 20;14 6,04, 8 7 6,24, 4 9;16 3;17

18 2;21 10;22 4 16 13;24 5 Synthse Rsultats 19;23 4,66 ,0 7,56 ,6 4,46,

1 9,46 ,9 9,77 ,1 1112 2,16, 2 5,86 ,3 6,33 ,6 La raction chimique: aspect quantitatif (2,1/20) 17 Quelques rflexions Pas de conclusions quant aux niveaux des objectifs atteints (Bloom)

Les rsultats les plus faibles sont obtenus pour Les Les Les Les aspects quantitatifs des ractions chimiques (2,1/20) ractions acide-base (4,4/20) notions de base et structure de la matire (4,6/20) quilibres chimiques (5,8/20) Aspects quantitatifs prrequis mathmatiques

Trop peu de discrimination entre les niveaux comprhension et application Synthse: 1 seule question Mais aussi relation niveau macroscopique niveau molculaire Structure de la matire 18 Matire abstraite (trs abstraite!) dont les fondements sont enseigns trs tt (4me) Sert de cadre conceptuel pour toute la chimie: devrait donc tre bien assimile mais ne lest pas Schematic of authors model about learning that incorporates elements from Piagets (and Piagets students) theories (7). Published in: A. H. Johnstone; J. Chem. Educ. 2010, 87, 22-29. DOI: 10.1021/ed800026d Copyright 2009 The American Chemical Society and Division of Chemical Education, Inc. 19 La solution de sulfate de cuivre est bleue suite labsorption de la lumi

r les complexes Cu(H2O)62+. Niveau molculaire Langage symbolique Niveau macroscopique 20 Actions existantes Accompagnement propos par les assistants pdagogiques Remdiation en autodidacte: site internet du groupe transition 21 Accompagnement propos par les assistants pdagogiques Rsolutions de problmes raliss par les

tudiants et qui leur sont remis entirement corrigs (pas simplement cots) Aide lacquisition dune mthode de travail et, en prime, des prrequis, par llaboration de 22 plans de matire tableaux comparatifs de certaines notions rsums thoriques sous formes varies (dessin, tableau, schma, texte) lexique travaux dirigs avec exercices difficult croissante formulaires analyser Accompagnement propos par les assistants pdagogiques Apprendre rpondre des qcm avec degrs de certitude

Dabord sur les prrequis puis sur la matire de Bac1 Permet de tester les comptences cognitives Permet de mettre en uvre les prrequis transversaux Comprhension des questions Raisonnement logique dans lanalyse des questions Esprit critique (plausibilit des rponses, pertinence des items) Aide individualise ou en petit groupe 23 Aide sur les questions de chimie Acquisition du sens de lefficacit -

Remdiation en autodidacte Groupe transition http://www.grptrans.ulg.ac.be 24 25 26 Quelques chiffres bass sur les activits propdeutiques Pr-test Outil de remdiation Post-test 12,1 Cours secondaire

Modules Modules + Cours Secondaire - 15,2 Progression (%) 39 13,2 14,6 42 43 11,8 -1 8,3 10,5 11,9 27

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