II. Revue des travaux sur les difficultés d’enseignement-apprentissage des concepts d’acides et des bases

Peu de travaux de recherches ont été faits sur les difficultés d’enseignement-apprentissage des concepts d’acides et des bases. Nous avons pu constater que la plupart des recherches conduites sur le concept de réaction chimique ne prennent pas en compte les réactions acido-basiques.

L’étude faite par schmidt (1991) qui traite sur les difficultés des apprenants face au concept de neutralisation. Le but de cette étude a été d'identifier et de décrire les difficultés qu’ont les apprenants avec le concept de neutralisation. Environ 7500 apprenants ont été aléatoirement assignés à passer des tests se référant au concept de neutralisation. L'analyse des réponses a montré que beaucoup d'apprenants comprennent le concept dans sa signification originale : il s’agit d’une inférence due au vocabulaire (neutralisation veut dire, pour les étudiants, rendre neutre). Ils ont supposé que dans n'importe quelle réaction de neutralisation une solution neutre est formée, même si un acide faible ou une base participe à la réaction. D'autres apprenants sont arrivés à la même conclusion supposant que la neutralisation est une réaction irréversible.

A la fin de son étude, schmidt (1991) essaye de présenter quelques implications pour la recherche et pour l’enseignement concernant le concept de neutralisation. Toutefois, selon schmidt, quand un nouveau concept chimique est formé, les chimistes essayent de trouver un terme qui indique la signification de ce concept. Cependant, avec le progrès de la science, la signification d'un concept peut changer à un tel degré que le terme approprié au début induit en erreur.

Pour schmidt, cette étude donne une impulsion à l'enseignement de chimie ; un terme doit être remplacé quand ce terme et la signification du concept sont éloignés l'un de l'autre. Beaucoup de concepts en chimie sont présentés à l'apprenant petit à petit. La réaction chimique, par exemple, est décrite dans des cours de chimie d'introduction comme une réaction à sens unique et seulement plus tard comme une réaction d'équilibre, la réaction de neutralisation suit la même voie. Finalement, une compréhension plus profonde du concept de neutralisation peut seulement être réalisée quand les apprenants voient la réaction comme un équilibre chimique.

Une autre étude descriptive, faite aussi par schmidt (1995), permet d'identifier les conceptions tenues par des élèves de lycées allemands concernant la théorie de bronsted. Cette étude a été réalisée sur un échantillon de 4291 élèves de lycée, en les questionnant sur la théorie des acides et des bases. Les résultats indiquent que ces élèves ont deux conceptions sur les acides et bases conjuguées. D'abord, ils confondent les paires d’acide-base non conjuguées et conjuguées. Une explication possible de cette conception est que, la distinction entre les deux associations est rarement mentionnée dans des manuels de chimie américains et allemands. Deuxièmement, les élèves considèrent les paires d'ions positivement et négativement chargés comme des paires acide-base conjuguée comme s'ils étaient d'une façon ou d'une autre neutralisés. schmidt, constate que les élèves utilisent correctement laterminologie chimique, mais les conceptions apparaissent parce qu’elle les induit en erreur, puisque les mots utilisés en chimie ont parfois été choisis de façon évocatrice et révèle une partie des idées qui sont derrière ces concepts.

Une autre approche, dans la continuité des précédentes présentée par ross & al. (1991), traite de la compréhension des étudiants des concepts liés aux acides et des bases. La méthodologie a été fondée sur une carte conceptuelle construite à partir des programmes d'études. Cette carte a été utilisée dans la construction d'un questionnaire à choix multiple, d'entretiens et utilisé aussi, dans l'analyse des données.

Les concepts d'acides et des bases occupent une place centrale dans les programmes officiels de chimie pourtant peu de recherches ont été conduites sur les conceptions des étudiants dans ce domaine acido-basiques (ross & al.,1991).

Les résultats du questionnaire à choix multiple, montre que les 34 élèves qui ont passé ce questionnaire possèdent de bonnes connaissances sur la notion du pH et les phénomènes quotidiens, mais ils ont éprouvé des difficultés avec les bases et l'écriture et l’équilibre des équations chimiques.

Par contre les résultats des entretiens s’avèrent être porteurs de plus d’informations : Bien que certains élèves ont exprimé des connaissances appropriées aux concepts d'acides et des bases, leurs difficultés se situent au niveau des ions et des équations ioniques qui semblent les empêcher de faire des liaisons correctes entre les ions, le pH et d'autres concepts liés. De plus, la plupart des élèves comprennent difficilement que le pH puisse mesurer la basicité aussi bien que de l'acidité.

Dans le même ordre d’idée, l’étude de cros & al. (1986) concernant les conceptions des étudiants du 1er cycle universitaire sur les acides et les bases, montrent que les aspects descriptifs relatif aux acides-bases se révèlent les mieux connus. En revanche, pour les aspects plus pratiques et concrets de la réaction acido-basique semblent moins bien perçus pour les étudiants.

Dans une étude complémentaire, cros & al. (1988) ont constaté que certains étudiants (deuxième année de l’université) avaient modifié leurs significations des concepts, par exemple en remplaçant une définition descriptive (pH < 7) par une scientifique pour l’acide (un acide libère H+). Cependant, d'autres concepts, comme la définition descriptive utilisée pour le pH ( mesure de l’acidité), ont à peine changé.