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Modélisation de l’équilibre de solubilité en s’appuyant sur la dissolution du chlorure de sodium
Les élèves de terminale STL SPCL sont amenés à chercher expérimentalement la solubilité du sel dans l'eau. Par la suite, avec l'aide de l'IA, ils cherchent à modéliser cette dissolution à l'aide du "quotient de réaction" et de la "constante d'équilibre". Enfin, ils appliquent les notions découvertes aux marais salants.
L'explication de la ressource en vidéo
La séquence
Cette activité est une activité expérimentale qui s’adresse aux élèves de terminale STL SPCL sur une séance de 2h. Les élèves sont en salle de TP, disposent d’un ordinateur et sont en binômes.
Les élèves cherchent expérimentalement la limite de solubilité du sel puis à l’aide de l’IA (chat GPT en mode non connecté) cherchent à modéliser cette dissolution à l’aide des outils « quotient de réaction » et « constante de solubilité ». L’approche se fait dans un premier temps par observations expérimentales : la dissolution du sel n’est pas toujours totale.
A la suite de cela, ils établissent une carte mentale à l’aide d’étiquettes pour structurer les notions découvertes.
Enfin, un retour sur le contexte proposé au début de la séance (marais salants) permet d’appliquer les notions découvertes.
Les élèves cherchent expérimentalement la limite de solubilité du sel puis à l’aide de l’IA (chat GPT en mode non connecté) cherchent à modéliser cette dissolution à l’aide des outils « quotient de réaction » et « constante de solubilité ». L’approche se fait dans un premier temps par observations expérimentales : la dissolution du sel n’est pas toujours totale.
A la suite de cela, ils établissent une carte mentale à l’aide d’étiquettes pour structurer les notions découvertes.
Enfin, un retour sur le contexte proposé au début de la séance (marais salants) permet d’appliquer les notions découvertes.
L’intégralité du descriptif de la séance est accessible à cette adresse.
Retour d'expérience
Annexe - Fiche méthode : rédiger un prompt
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auteurs :
Marine Le Grand
Mots clés :
Information(s) pédagogique(s)
Niveau :
Terminale STL
Type pédagogique :
scénario, séquence, travaux pratiques
Public visé :
enseignant
Contexte d'usage :
classe
Référence aux programmes :
Objectif(s) pédagogique(s) :
- Transposer la notion d’équilibre chimique déjà abordée dans un autre chapitre à la notion de solubilité et d’utiliser les outils déjà rencontrés : quotient de réaction et constante de solubilité.
- Progresser dans l’utilisation de l’IA :
- rédaction d’un prompt (le professeur accompagne les élèves afin de leur redonner les éléments permettant de rédiger un prompt : une fiche méthode peut être distribuée ou il peut être décidé de rédiger collégialement le prompt)
- tri des informations données par l’IA (le professeur aide les élèves en passant dans les rangs, il peut aussi être intéressant de donner des mots clés qui doivent être présents dans les réponses de l’IA, on peut encourager les élèves à demander des réponses synthétiques sous forme de tableau par exemple),
- regard critique sur les éléments apportés par l’IA (la comparaison entre les observations et les données de l’IA permettent de valider la modélisation proposée par l’IA et de porter un regard critique sur les réponses de l’IA parfois différentes selon les groupes et sur les conditions expérimentales.)
A la suite de ce travail, une séance « bilan » sur l’utilisation de l’IA peut être envisagée (rédiger un prompt, regard critique sur les réponses apportées par l’IA, intérêt de l’IA par rapport à un moteur de recherche, bilan énergétique). Ceci sera très utile aux élèves car ils seront nombreux à utiliser l’IA pour leur projet de fin d’année (projet expérimental support du Grand Oral).
Contenus du programme de PC :
- Définir et exprimer le quotient de réaction.
- Exprimer la constante d’équilibre d’une réaction de dissolution d’un solide ionique ou moléculaire.
- Prévoir l’apparition d’un précipité ou sa dissolution totale par comparaison de Qr et Ks.
Compétences mobilisées :
S’approprier :
Rechercher et organiser l’information en lien avec la problématique étudiée.
Analyser/Raisonner :
Formuler des hypothèses.
Faire des prévisions à l’aide d’un modèle.
Faire des prévisions à l’aide d’un modèle.
Réaliser :
Mettre en œuvre un protocole expérimental en respectant les règles de sécurité.
Utiliser un modèle.
Utiliser un modèle.
Valider :
Confronter un modèle à des résultats expérimentaux.
Communiquer :
A l’écrit comme à l’oral réaliser une synthèse.
Utiliser un vocabulaire adapté et choisir des modes de représentation appropriés
Utiliser un vocabulaire adapté et choisir des modes de représentation appropriés
Compétences numériques (CRCN – PIX) :
- Domaine 1 : Informations et données - Formuler une requête sur l’IA. Rechercher, lire et comprendre une information issue d’une IA.
- Domaine 4 : Protection et sécurité / esprit critique - Évaluer la fiabilité d’une information numérique (IA)- Avoir conscience de l’impact écologique de l’utilisation de l’IA.
Outils numériques utilisés :
- ChatGPT en mode non connecté – un agent conversationnel peut aussi être envisagé.
- Les élèves travaillent par 2. Les requêtes sont laissées libres après présentation de la méthode ACTIF par le professeur. Le professeur circule dans la classe pour aider à préciser le prompt ou à la sélection des informations apportées par l’IA.
- Une séance suivante pourra être consacrée à un bilan technique sur l’IA. On pourra par exemple construire avec les élèves le meilleur prompt et regarder si avec ce même prompt plusieurs réponses sont apportées selon les groupes.
Contexte pédagogique - Prérequis :
- Maîtriser la notion de transformation totale et non totale.
- Connaître les grandeurs associées aux équilibres chimiques : quotient de réaction et constante d’équilibre.