learning about titrations : misrepresentations of secondary school students and variables effects

Comprendre les titrages - Représentations d'élèves de première et terminale scientifiques et effets de quelques variables

Laure Gauchon (1)

1 LDSP - laboratoire de didactique des sciences physiques

We study how to capitalize on learning titration in order to improve the understanding of chemical change, chemical reaction and stoichiometry by secondary school students. According to the "Ingenierie Didactique" framework, the analyses of students' misrepresentations, of the effect of the usual teaching are needed in order to elaborate fruitful teaching strategies. A first study about the notion of limiting reactant understanding revealed two conceptions. "Both reactants are totally converted at the end of the chemical change" whatever the proportions seems to be the most common one. This would be in competition with the conception "only one reactant is totally converted" when a solid is one of the reactants. A second study deals with titrations misrepresentations. We show that many students think that no chemical change occurs before the equivalence point and one occurs suddenly at the equivalence point whatever the kind of titration. A third study about the effects of variables show the little effect of the "type of titration" unlike the effect of the "type of questions" on the last representation. And we note that conductance variation is more favourable than pH variation to make students consider the evolution of the chemical system. In conclusion, we give some suggestions for titration teaching.

Notre recherche tend à déterminer comment il est possible d'exploiter l'étude d'un titrage pour approfondir la compréhension des notions de transformation et réaction chimiques, de stœchiométrie par des élèves du secondaire. Dans une perspective d'ingénierie didactique, des analyses des représentations des processus mis en jeu, des effets de l'enseignement usuel sont requises en préalable à l'élaboration d'une séquence d'enseignement. Une première étude sur la compréhension par les élèves de la notion de réactif limitant nous révèle l'existence de deux représentations de l'arrêt d'une transformation chimique. " Les deux réactifs sont totalement transformés dans l'état final quelles que soient les proportions dans l'état initial " est la plus commune. Cette dernière est en concurrence avec une représentation du type " un seul réactif est totalement transformé " dans le cas de réactifs dans différents états physiques (solide et solution), le solide étant privilégié. Une seconde étude traite des représentations des titrages avec différentes techniques de suivi. Elle nous montre l'existence de la représentation qu'aucune transformation n'a lieu avant l'équivalence et qu'une seule se produit à l'équivalence. Une troisième étude sur les effets de quelques variables nous permet de constater le peu d'effet de la variable " technique de suivi " contrairement à la variable " questionnement " sur la conception " mélange " avant l'équivalence. Et nous observons que le graphique de variation de conductance est plus propice à une réflexion en termes d'évolution du système chimique que le graphique de variation de pH. En conclusion, nous énonçons des propositions pour l'enseignement.

Mots clés: titration; stoichiometry; misrepresentation; teaching effects; teaching strategies

Mots clés: titrage; stœchiométrie; conception; variables didactiques; ingénierie didactique

Domaines: Autre

Laure Gauchon. Comprendre les titrages - Représentations d'élèves de première et terminale scientifiques et effets de quelques variables. Autre. Université Paris-Diderot - Paris VII, 2008. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00954787⟩