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Collaboration avec les technologies

Les molécules isomères en 3D

Par Cathy Beye. Le 14 Juin 2017

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     Denis Tanguay, enseignant en chimie au Cégep Beauce-Appalaches, a expérimenté l’utilisation de la 3D pour étudier les similitudes et les différences entre les molécules. Ses étudiants ont ainsi pu manipuler des molécules en 3D à l’aide d’une application (WebMo), installée sur iPad.

La petite histoire….

     Dans la mesure où les molécules isomères présentent la même formule chimique condensée, il est difficile de faire comprendre les différences subtiles qui les distinguent. Denis Tanguay a offert à ses étudiants la possibilité de visualiser ces molécules, et de les manipuler sur une tablette lorsqu’ils font les exercices. Sur la demande du collège, en partenariat avec la Vitrine technologie-éducation, cet enseignant a voulu tester les technologies numériques en remplacement des boules et bâtonnets, les accessoires habituels. L’objectif pédagogique premier est de rendre plus accessibles aux étudiants les trames explicatives entre les formules, les molécules et leurs structures réelles. Pour réaliser cette expérience, il a fallu disposer d’au moins deux iPads, sur lesquels l’enseignant a installé l’application WebMo (la version de base est libre d’usage, la version premium comporte des frais d'acquisition). Un rétroprojecteur synchronisé avec les tablettes permet à tous les étudiants de profiter de la démonstration.

L’expérience

     Un petit groupe de six étudiants, en chimie organique 1 au Cégep Beauce Appalaches, a utilisé deux iPads avec l’application WebMo pour simuler des molécules organiques et vérifier lequel parmi les différents stéréodescripteurs présentés s’applique pour un endroit donné sur différentes molécules.

Cette application permet de visualiser les molécules ainsi :

image des molécules

Et de prédire la réactivité de fonctions organiques simples :

image des molécules

En bleu: site d’attaque d’un réactif nucléophile
En rouge: site d’attaque d’un réactif électrophile




Ce que cela lui inspire….

     Denis Tanguay espérait que la 3D permettrait de mieux visualiser les différences entre molécules, qui sont parfois subtiles et que cela serait en outre simplement réalisable. En définitive, l’expérience s’est révélée à la fois insatisfaisante et prometteuse. L’enseignant a souligné le fait qu’il fallait apprendre aux étudiants à utiliser l’application en plus de l’explication du cours : « l’inconvénient principal est que c’est beaucoup plus long de construire les molécules avec les iPads qu’avec les modèles boules et bâtonnets. Durant le cours où les étudiants ont manipulé les molécules avec les iPads, j’ai vu seulement la moitié des concepts que je vois normalement. Autre inconvénient important, l’application ne permet pas de traiter 2 molécules de façon indépendante à l’écran simultanément. Cela prend 2 étudiants et 2 iPads si on veut comparer les liens entre 2 molécules ». Face aux limites de WebMo, l’enseignant a testé de son côté d’autres applications du même genre pour faire une comparaison. Après évaluation des étudiants, Denis Tanguay a constaté qu’ils n’avaient pas mieux compris les notions à l’étude avec la 3D qu’avec les boules et bâtonnets. Toutefois, l’enseignant se dit prêt à reprendre l’expérience avec un plus grand groupe d’étudiants car il en a tout de même apprécié le potentiel pédagogique : « je dirais qu’ils (sic : les étudiants) ont apprécié le fait d’utiliser les iPads et la partie visualisation en 3D est nettement plus facile, selon moi, car tous les atomes de la molécule sont présents et ils voient directement les conséquences de telle ou telle structure. Autre avantage, la molécule ne se défait pas quand les étudiants la manipulent, contrairement aux modèles boules et bâtonnets ».

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