I.2.2.Modèles mentaux 

Les modèles mentaux, d’après Vosniadou (1994), réfèrent à un type spécial de représentation mentale, la représentation analogique, que les individus utilisent durant une activité cognitive. Ils sont aussi des descriptions intrinsèques des idées et des objets qui sont propres à l’apprenant. Les modèles mentaux ne sont pas exacts et corrects mais ils doivent être fonctionnels. D’une perspective mathématique, Kline (1985) affirme que les individus construisent et appliquent les géométries qui existent seulement dans l’esprit humain et qui n’ont jamais été destinées à être visualisées.

‘Selon Sutton (1992) les modèles mentaux fournissent des « imageries associées »qui font de la modélisation un processus effectif d’apprentissage ; mais ces mêmes structures font les modèles mentaux très personnels, dynamiques et d’accès difficile.’

Vosniadou (1994) a utilisé aussi le terme « modèle mental synthétique » pour décrire les conceptions alternatives évolutives que les apprenants construisent quand ils adaptent leurs modèles mentaux intuitifs aux modèles analogiques de leurs enseignants et des manuels scolaires.

Dans le travail d’Harisson et Treagust (1996), plusieurs interprétations sont faites en termes de modèles mentaux des élèves à propos des atomes et des molécules. Cependant les auteurs confirment qu’ils ne prétendent pas accéder réellement aux modèles mentaux des apprenants. Les auteurs pensent que les enregistrements des commentaires des élèves et de leurs interactions avec l’enseignant et avec les autres élèves, leur permettent d’observer, d’enregistrer et d’interpréter comment peut apparaître le modèle mental ou l’image mentale des entités comme les atomes, les molécules, et les liaisons chimiques.