1. Identification

Matières : Sciences physiques 416-430 et chimie 534

Auteure : Ghislaine Bourque

2. Aperçu du projet

Les élèves écrivent leur lettre dans le Module de construction d'un personnage et l'enseignant valide les travaux dans le Module de validation et de publication. Les recherches sont finalement publiées dans Carrefour atomique, à la section Personnages-éléments.

Ce projet associe acquisition de connaissances à plaisir, curiosité, ouverture scientifique et créativité.

Des guides pour l'élève sont disponibles :

Personnages-éléments : guide de l'élève
Familles chimiques : guide de l'élève.

3. Objectifs pédagogiques

Il répond à l'objectif terminal 1.0, soit :

Communiquer, dans une langue correcte, les résultats de sa recherche documentaire portant sur les propriétés, la structure ou la classification de la matière, en mettant en évidence les relations entre la science, la technologie et la société.

Il peut aussi répondre à l'objectif terminal 5.0 sur la classification périodique des éléments, soit :

Analyser la classification périodique des éléments à partir des propriétés de la matière mises en évidence lors de ses travaux scientifiques et d'un modèle de l'atome avec lequel il s'est familiarisé.

En ce qui concerne le choix B : Familles chimiques, le scénario répond aux objectifs intermédiaires suivants (Programme de sciences physiques 416-430, module 1) :

• 5.1 Décrire la progression de la masse atomique dans le tableau de classification périodique des éléments;

• 5.3 Analyser les irrégularités de l'évolution de la masse atomique dans la classification périodique des éléments du tableau;

• 5.7 Décrire la progression de certaines propriétés des éléments d'une même famille en fonction de leur numéro atomique;

• 5.8 Justifier le classement des alcalins, des alcalino-terreux, des halogènes et des gaz inertes dans le tableau de classification périodique des éléments, à l'aide du modèle atomique actuel simplifié.

Le scénario peut aussi être utilisé pour la recherche documentaire du programme de chimie 534. Il répond alors à l'objectif terminal 1, soit :

Communiquer, dans une langue correcte, les résultats d'une recherche expérimentale ou documentaire sur un phénomène chimique de son choix, en se préoccupant, selon ses intérêts, de l'aspect historique, des applications technologiques ou des impacts sur la société et l'environnement.

3.1 Objectifs d'enrichissement

• Développer son habileté à utiliser des environnements informatiques diversifiés (traitement de texte, logiciel de dessin, balayeur optique, navigateur Internet, didacticiels, cédéroms).

• Appliquer des connaissances au niveau de l'orthographe, des règles grammaticales, de la typographie et de la syntaxe.

• Développer ses aptitudes à utiliser la langue anglaise dans un contexte signifiant.

• Accroître son habileté à sélectionner, à traiter et à analyser de façon critique l'information (dans le cadre de certaines étapes de la démarche scientifique).

• Développer des habiletés à utiliser des outils destinés à la communication (courrier et babillard électroniques, conférence en direct, etc.).

4. Spécificité pédagogique du scénario

• Il amène l'élève à se familiariser avec les propriétés des éléments du tableau périodique.

• Il amène l'élève à consolider ses connaissances relatives à certains éléments du tableau périodique.

• Il aide l'élève à structurer ses idées parce que celui-ci gère l'information.

• Il favorise, chez l'élève, l'assimilation des liens et des réactions entre les éléments.

• Il amène l'élève à prendre connaissance des applications technologiques des éléments chimiques.

• Il amène l'élève à faire des liens entre les sciences et les impacts sur la société et l'environnement.

• Il stimule l'élève dans son acquisition de connaissances.

• Il favorise la créativité de l'élève.

• Il stimule l'esprit de synthèse et d'analyse de l'élève.

• Il favorise l'organisation des contenus et le respect des étapes.

5. Ressources documentaires possibles

Tableau de classification périodique des éléments (format papier);

Manuels de sciences physiques 416-430;

Livres de sciences tels que :

• ASIMOV, Isaac. Comprendre le langage des sciences, Verviers, Marabout, 1976, 254 p.
• DUCROCQ, Albert. Les éléments au pouvoir, Paris, Julliard, 1976, 353 p.
• EMSLEY, John. Les éléments chimiques, Paris, Polytechnica, 1993, 253 p.
• LUFT, Robert. Dictionnaire des corps purs simples de la chimie, Nantes, Cultures et Techniques, 1997, 391 p.
• MASSAIN, R. Chimie et chimistes, Paris, Éditions Magnard, 1961, 392 p.

Logiciels tels que :


• DURAND, Jean. L'atome et le tableau périodique.
• HARRISON, Dan. Periodic Table of the Elements. Big Blue Disk.
• LUHMAN, R.S. Tableau périodique des éléments. SMI Corp.
• Des partagiciels sont disponibles dans le Grimoire, à la section Didacticiels sur les éléments chimiques (FTP).

Disques optiques compacts tels que :


• Axis : L'encyclopédie Multimédia Hachette. ©Le livre de Paris - Hachette.
• CD Actualité/Québec. CEDROM-SNi.
• CD Sciences - Banque de textes scientifiques. CEDROM-SNi.
• Encyclopédie des sciences. © Larousse.
• Encyclopédie Microsoft Encarta. Microsoft Corporation.
• Tableau périodique interactif. CD-CHIMIE, Edusoft.

Ressources dans W3 :

• Carrefour atomique - Guide de l'élève - Personnages-éléments
  Guide de l'élève pour le scénario Personnages-éléments.
  

• Carrefour atomique - Guide de l'élève - Familles chimiques
  Guide de l'élève pour le scénario Familles chimiques.
  

• Carrefour atomique - Personnages-éléments
  Lieu de rendez-vous des éléments chimiques personnifiés par des élèves.
  

• Carrefour atomique - Grimoire
  Répertoire de sites scientifiques pouvant être utilisés dans les programmes de sciences au secondaire.
  

• Carrefour atomique - Tons et styles de lettres
  Suggestions de tons et de styles de lettres; un plan de lettre est aussi disponible dans cette page.
  

• Carrefour atomique - Outils et opérateurs de recherche
  Différents outils de recherche avec exemples d'utilisation des opérateurs de recherche; tous ces outils se retrouvent dans la même page.
  

• Carrefour atomique - Modèles de bibliographie
  Modèles de bibliographie pour les livres, les revues, les cédéroms, les logiciels et les sites Internet.

• Collège de Bois-de-Boulogne - Critères d'évaluation des sources d'information d'Internet
  Ensemble de critères qui permettent de critiquer et d'analyser les sources l'information.
  

6. Stratégie du jeu de rôle

d'utiliser des outils avec lesquels il est familier pour manipuler des concepts abstraits;
de découvrir le rôle des éléments chimiques dans la vie quotidienne et dans la société;
de comprendre comment les caractéristiques de l'élément déterminent sa personnalité propre;
d'associer le plaisir du jeu et de la créativité à ses apprentissages.

Cette stratégie empêche l'élève de copier intégralement les informations trouvées dans différentes sources de référence sans en comprendre la signification. Il doit d'abord s'approprier le contenu et le traduire dans ses mots. Il intègre alors davantage les notions qui concernent le tableau périodique.

Exemples :
En faisant référence aux points de fusion et d'ébullition, un élève dit : "...lorsqu' il était dans un sauna, à 937 degrés C, il n'avait d'autre choix que de fondre. Mais quand la température est montée à 2830 degrés C, il bouillait."(1) Cet élève comprend donc ce que signifie point de fusion et point d'ébullition.
Une autre parle de son emplacement dans le tableau périodique et de ses composantes, en ces termes : "Moi, j'habite le 33 avec mes enfants : Protons, Neutrons et les petits Électrons qui sont encore en couches. Les cadets de ceux-ci, je les appelle Valence et j'en ai 5."(2) Les notions de numéro atomique, de couches électroniques et d'électrons de valence sont comprises par cette élève.
Celui qui compare Fluor à un cow-boy très habile avec son lasso traduit fort bien que cet élément capte très facilement un électron.(3)

Grâce à la personnification, l'élève peut concrétiser des concepts abstraits comme ceux des liaisons ioniques et covalentes.

Exemples :
Azote écrit à Strontium : "J'ai aussi 5 électrons de valence. Il me manque 3 électrons pour être stable. Avec toi, Strontium, je pourrais faire des liens covalents, car il me manque 3 électrons pour être stable et toi, tu en as 2 de trop. Donc, si nous partagions nos électrons, nous pourrions être stables, mais il faudrait 2 Azote et 3 Strontium pour que les liaisons soient complètes. On ferait alors un composé de Sr₃N₂."(4)

Arsenic écrit à Radium : "...j'aimerais bien me joindre à toi, car nous ferions une équipe extraordinaire : un lien ionique; toi, tu peux faire 2 liens, car tu fais partie de la famille numéro 2 et ce serait plus simple pour toi de donner tes 2 électrons à la place d'en recevoir 6; moi, je peux faire 3 liens, car je fais partie de la famille numéro 5 et que c'est plus simple pour moi de me trouver 3 électrons. Donc, si tu veux faire équipe avec moi, il faudra que tu me lègues tes électrons avec l'aide de deux de tes semblables (Ra). Pour ma part, nous serons 2 (As) pour les recevoir. Chacun serait stable et nous ferions du Ra₃As₂."(5)

La créativité est mise à profit et l'élève peut laisser libre cours à son imagination. L'acquisition de connaissances par le jeu est aussi un facteur de motivation. L'aspect statique et terne du tableau périodique est passablement plus dynamique, coloré et intéressant!

De plus, certains élèves incarnent leur personnage en dehors de l'écriture. Les apprentissages se poursuivent donc à l'extérieur de la recherche et les élèves ont du plaisir à jouer avec leur personnage ou celui des autres.

Exemples :
Un élève ne veut pas se placer à côté de tel autre parce que celui-ci est un voleur d'électrons (un halogène). L'autre taquine son confrère en lui disant qu'il est juste un "snob" parce qu'il est un gaz inerte sans électron de valence, donc ne réagissant pas avec les autres éléments.

7. Implication de l'enseignant

Le document Marche à suivre énumère toutes les actions que doit poser l'enseignant pour que ses élèves participent à ce scénario.

8. Implication de l'élève

Préalable pédagogique à l'activité :

Connaissance générale du tableau de classification périodique et de ses constituants.

9. Recommandations

• Le choix des éléments à incarner ou de la famille à analyser doit être fait par l'enseignant. La répartition sera plus équitable.

• Chaque élève doit personnifier un maximum de deux éléments. Après la deuxième recherche, un relâchement se fait sentir au niveau des contenus et la gestion du projet devient trop lourde pour l'enseignant.

• L'élève éprouve plus de difficulté dans le choix B sur les familles chimiques. Il a besoin d'être plus supporté au niveau du contenu. Il est porté à faire des descriptions de chaque élément au lieu de faire ressortir les points communs et la progression des propriétés.

• L'élève a besoin d'un suivi dans sa recherche. L'enseignant doit lui donner une rétroaction lorsque celui-ci présente son premier texte imprimé afin qu'il soit vérifié. Il peut lui fournir des pistes pour approfondir les points apportés ou lui dire d'être plus spécifique dans sa description. Il peut aussi réviser avec lui la théorie non assimilée qui se traduit dans le contenu de son message.
• L'enseignant doit insister pour que les élèves remettent tous les documents pouvant être imprimés avec leur recherche. Il peut ainsi valider les contenus des travaux plus facilement.

• La rigueur dans la qualité du français est essentielle. Ce scénario doit idéalement s'encadrer dans une approche interdisciplinaire comme celle-ci : le contenu du message dans le programme de sciences physiques ou de chimie; le développement des habiletés d'écriture (orthographe, règles grammaticales, syntaxe) dans le programme de français; la traduction française des documents de langue anglaise dans le programme d'anglais; le traitement de l'information, l'utilisation d'un traitement de texte, de didacticiels, de disques optiques compacts et la navigation dans W3 dans le cours d'informatique. On peut aussi intégrer les techniques d'illustration du personnage dans le cours d'arts plastiques.

• Plusieurs élèves ne savent pas utiliser adéquatement un traitement de texte et ont peu de connaissances sur la typographie. L'enseignant doit insister sur les règles énumérées dans le Guide de l'élève, à la section Typographie.

• La majorité des élèves ne savent pas écrire correctement une référence bibliographique. Comme modèle, ils peuvent se référer aux exemples dans le document Modèles de bibliographie. Il est fortement conseillé d'imprimer cette page de modèles.
• Comme l'élément est personnifié, l'élève doit l'écrire avec une lettre majuscule initiale. En parlant des autres éléments, il doit aussi utiliser la majuscule pour la lettre initiale.
• L'élève ne doit pas incorporer des images au texte. Son dessin doit être sous forme de fichier en .GIF ou .JPG.

• L'élève peut utiliser la bibliothèque virtuelle de sa région pour trouver des sources de référence. Ces bibliothèques se trouvent en utilisant un outil de recherche tel qu'AltaVista.

10. Réinvestissement

• Les personnages créés par les élèves sont utilisés par d'autres participants qui se compareront à ceux-ci ou formeront des nouveaux composés en réagissant ensemble. Comme les participants ont un vécu différent et une façon personnelle de créer, même si un élément est personnifié par plusieurs élèves, la description de chaque personnage reste unique.
• Les descriptions des personnages sont utilisées lors de l'analyse des familles chimiques (Choix B).

Pour les élèves qui ne participent pas au projet Carrefour atomique :

Dans le cadre de l'objectif terminal 5.0 du programme de Sciences Physiques 416-430, l'enseignant peut imprimer des descriptions d'éléments du site Personnages-éléments et les distribuer aux élèves.
• Il peut ensuite former des équipes avec les personnages qui sont dans la même famille ou dans la même période et leur demander de faire ressortir leurs points communs. À partir des données recueillies, faire compléter une grille des propriétés communes à une famille ou à une période. Par la suite, analyser les contenus des grilles et tirer des généralisations sur les propriétés qui caractérisent une famille et une période.
• À partir des descriptions des éléments d'une même famille, l'enseignant peut demander aux élèves de faire une analyse des caractéristiques et des propriétés d'une famille en faisant ressortir les points communs et la progression des propriétés à travers cette famille.

• L'enseignant peut créer une activité théâtrale à partir du site des Personnages-éléments. Ses élèves choisissent un personnage-élément du Carrefour et le personnifient devant la classe. Ils apportent des accessoires pertinents à leur mise en scène. L'auditoire devine l'élément incarné par chacun. L'enseignant interagit avec l'élève en jouant le rôle du scientifique (découvreur).

11. Intégration des TIC

Outils en lien avec les fonctions des TIC et utilisés dans ce scénario:

OUTILS / FONCTIONS	Recherche	Traitement	Communication	Création	Publication
Courriel
HTML (navigateur)
Cédéroms
Didacticiels
Logiciel de dessin
Logiciel de traitement de texte
Base de données interactive
Balayeur optique
Caméra numérique
Vidéoprojecteur

Pour en savoir davantage sur l'intégration des TIC dans ce scénario, consulter Carrefour atomique et les TIC.

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