II.2.1.2. Travaux de recherche sur les conceptions et les difficultés des élèves

En didactiques des sciences, les premiers travaux sur les conceptions datent des années 70. Ils visent à mieux connaître les connaissances préalables des élèves, les difficultés des élèves dans l’apprentissage et les acquis des élèves après enseignement (Cordier & Tiberghien, 2002). Les études sur les conceptions des élèves ont été réalisées à niveaux d’étude différents et dans les pays différents. Plusieurs recherches ont montré que les élèves ont des difficultés dans l’apprentissage des concepts chimiques (Ross & Munby, 1991 ; Schmidt, 1995 ; Laugier & Dumon, 2000). Certaines études ont mis en évidence que les élèves utilisent les modèles naïfs pour décrire les concepts chimiques (Barker & Millar, 1999). Tsaparlis (1997) a expliqué que les élèves forment leurs propres modèles pour les atomes, les molécules et les liaisons chimiques. Ces modèles sont en désaccord avec ceux enseignées.

Ross et Munby (1991) ont étudié la compréhension des concepts d’acide et de base. Leur travail a mis en évidence que les élèves pensent que "l’acide nitrique ne se trouve pas dans la pluie acide". Les élèves ont expliqué le concept d’acide comme : "l’acide contient les ions hydrogène" ; "il a un goût qui est un peu amer" ;"si tu le mets sur ta peau, il va piquer (brûler)" ;"il est trop corrosif" ;"il est transparent et incolore". De plus, les élèves pensent que tous les acides sont forts et puissants ; tous les acides sont toxiques ; le goût d’acides est amer et poivré ; toutes les substances ayant les odeurs piquantes ou fortes sont acides ; les fruits sont basiques. Ces auteurs ont mentionné que la description d’acides des élèves comme amer est une erreur parce que les manuels de chimie, selon le programme officiel, décrivent les acides comme aigre et les bases comme amère. Ils ont constaté que les élèves ont des difficultés avec les concepts de base, d’ions et d’équations chimiques. Plusieurs élèves n’ont pas compris que le pH est une mesure de basicité aussi bien que d’acidité. Certains pensent que les ions OH- se trouvent dans les acides.

Le travail de Schmidt (1995) indique que les élèves fonctionnent avec deux conceptions possibles du concept de couple acide/base. Ils confondent les couples acide/base « non conjugués » avec ceux « conjugués », et ils considèrent les ions chargés positivement et négativement comme les couples acide/base conjugués.