Etude didactique d'une activité de conception de protocole expérimental en chimie, supportée par un environnement informatique dédié. Etude de cas d'Educ@ffix.net

This thesis highlights the necessary knowledge and learning acquired during an experimental design task in chemistry with the assistance of an ILE (Intelligent Learning Environment).<br />We focused on the capacity of last year of high school pupils to design an experiment, by using the ILE named Educ@ffix.net, which answers the following problem: “determine the concentration of a substance with a spectrophotometric method”. We attempted to identify the nature of the difficulties met by the pupils, in order to distinguish those related to the discipline from those related to the context. We also studied the chosen strategies as well as the role attributed to the artificial tutor by the pupils during their task. The thesis also studies the acquisition related to the experimental design task with the dedicated ILE. For this propose, we located theoretical and procedural knowledge necessary for the pupils in their task and highlighted the relations performed between a procedural knowledge and an associated theoretical knowledge. The obtained results underline that (1) the studied ILE enables the pupils to achieve the required task, (2) misconceptions of the pupils and the previous didactical contract involve difficulties for them during the experimental design task, (3) theoretical knowledge necessary to the construction of procedural knowledge is not always controlled by the pupils, (4) theoretical course available for the pupils in this ILE and the artificial tutor feedbacks often lead to a discussion within the pair which helps in the success of the task and in the build of procedural knowledge.Cette thèse se propose de mettre en évidence les connaissances nécessaires et les apprentissages réalisés lors d'un travail de conception de protocole expérimental en chimie à l'aide d'un EIAH (Environnement Informatique pour l'Apprentissage Humain).<br />Nous nous sommes penchés sur la capacité d'élèves de Terminale S à concevoir, en utilisant l'EIAH dédié Educ@ffix.net, un protocole expérimental qui réponde au problème posé suivant : « déterminer la concentration d'une substance par spectrophotométrie ». Nous nous sommes attachés à repérer la nature des difficultés rencontrées par les élèves, de manière à distinguer celles qui relèvent de la discipline de celles qui relèvent du contexte. Nous avons également étudié les stratégies suivies ainsi que le rôle attribué au tuteur par les élèves lors de leur travail. La thèse étudie également les apprentissages liés à la tâche de conception de protocole expérimental avec l'EIAH dédié. Pour cela, nous avons repéré les connaissances théoriques et procédurales nécessaires aux élèves dans leur travail et mis en évidence les relations réalisées entre une connaissance procédurale et une connaissance théorique associée. Les résultats obtenus révèlent que (1) l'EIAH étudié permet aux élèves d'accomplir la tâche demandée, (2) des conceptions des élèves et le contrat didactique établi préalablement dans la classe entraînent des difficultés pour les élèves lors de la conception du protocole expérimental, (3) les connaissances théoriques nécessaires à la construction de connaissances procédurales ne sont pas toujours maîtrisées par les élèves de Terminale S, (4) la partie cours théorique mise à la disposition des élèves et les retours du tuteur provoquent souvent une discussion au sein du binôme qui aide à réussir la tâche et construire la connaissance procédurale