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LE COUPLAGE DE LA SIMULATION EN AMONT ET EN AVAL DE L’EXPERIMENTATION EN CHIMIE
DES SOLUTIONS
Khaldi.* M., Erradi.* M., Ezzahri.* S., Talbi.° M., Benmokhtar.° S., Bennamara.° A.
U.F.R. de Sciences et Procédés d’Analyse. Faculté des Sciences Ben M’sik Casablanca
* ENS Tétouan Maroc, ° Faculté des Sciences Ben M’Sik Casablanca Maroc
I- INTRODUCTION
L'évolution des contenus et des méthodes enseignées (en disciplines scientifiques) forme l'enjeu fondamental
de l'introduction de l’informatique comme outil d'investigation scientifique dans l'enseignement. En effet, les nouveaux
moyens de mesure, les nouvelles possibilités de représentation graphique et les nouvelles méthodes d'analyse doivent
être explicitement pris en compte. Elles doivent entraîner ainsi l'extension du champ d'application de ces connaissances
renforcées dans leur sens et leur importance. Cela permet aux élèves professeurs d'avoir des réponses à des questions
(scientifiques et techniques) de la vie quotidienne, développant chez eux des attitudes, des méthodes de pensée qui
s'apparentent à celles que les scientifiques mettent en œuvre dans leurs laboratoires ( , 1996).
Dans cette approche didactique, le couplage de la simulation avec l’expérimentation peut constituer un outil
pédagogique favorisant à la fois l’enseignement par investigation et la création de situations de conflit cognitif (Erradi
et al, 1997 ; 2001).
Dans ce travail, nous présentons deux expérimentations, que nous avons mené à l’Ecole Normale Supérieure
de Tétouan (Maroc) sur l’utilisation des simulations informatiques dans l’enseignement des réactions acide-base. Nous
avons expérimenté notre travail avec un groupe d’élèves professeurs en formation initiale (futurs enseignants de
secondaire en sciences physiques). En mettant les élèves professeurs dans des situations d’apprentissage par
l’investigation et en adoptant une stratégie basée sur les conflits cognitifs, nous nous sommes intéressés aux différents
changements pouvant être générés par les simulations informatiques tant sur le plan conceptuel qu’au niveau des
démarches de résolution des problèmes (Khaldi et al, 1996 ; Erradi et al, 1993 ; 1996 ; Khaldi, 2001).
Le choix du titrage acide-base n’est pas arbitraire. En effet, le programme marocain (secondaire et supérieur)
présente le titrage pH-métrique comme une simple technique permettant la détermination de la concentration d’un acide
ou d’une base. Des aspects scientifiques, pédagogiques et didactiques sont complètement négligés. Les apprenants
conçoivent des idées fausses sur les réactions acide-base et les problèmes d’acide-base sont réduits pour les apprenants
à des simples opérations mathématiques qui parfois n’ont aucun rapprochement avec la réalité chimique (Erradi &
Khaldi, 1995). Cela est justifié par les résultats obtenus d’un prè-test que nous avons soumis aux professeurs dans des
situations d’apprentissage nous les avons soumis à un pré-test dans lequel les élèves professeurs doivent répondre à une
série d’items portant sur les notions de :
- La quantativité et les prédominances ;
- Le rapport entre le nombre d’acidité et le nombre de point d’équivalence apparu dans une courbe de titrage ;
- Les neutralisations successives dans un mélange ;
- Le rapport entre la nature de l’acide (fort ou faible) et la forme de l’inflexion apparue dans une courbe de
titrage.
Parmi les résultats les plus marquants dans l’analyse du prè-test, nous citons deux points essentiels. En effet,
les élève professeurs pensent que :
- Le nombre de point d’équivalence apparu dans une courbe de titrage acide-base est égal au nombre
d’acidité de l’acide ;
- Dans une courbe de titrage acide-base, un saut de pH important autour du point d’équivalence correspond
toujours au titrage de l’acide fort ;
- Les acides faibles sont titrables pH-métriquement quelle que soit la concentration et le pKa.
De ce fait, nous avons centré nos activités de recherche sur deux problèmes :
− Le premier concerne le rapport entre le nombre d’acidité d’un acide et le nombre de point d’équilibre qui
doit apparaître dans la courbe de son titrage pH-métrique. L’exemple étudié est le titrage de l’acide
citrique contenu dans un jus de citron pressé.
− Le deuxième problème concerne l’influence de la présence d’un acide faible dans un mélange (d’acides
fort et faible) sur le titrage d’un acide fort. L’exemple étudié concerne le titrage d’une série de mélange
d’acides faibles de pKa différents (acide picrique, acide formique, acide acétique, hydroxyde
d’ammonium) et d’acide chlorhydrique.
La résolution d’un tel problème par les méthodes classiques reste très limitée et ne permet pas une
investigation scientifique exhaustive. Le but est de montrer qu'il est possible de résoudre ce genre de problème de la vie
quotidienne, par l'utilisation des potentialités de l'outil informatique (matériels et logiciels). Ainsi, l'application de
nouvelles méthodes d'enseignement permettent-elles de créer un environnement d'apprentissage aidant les élèves
professeurs à acquérir de nouvelles habiletés et élargir leur champ d'application des connaissances.