[Article] La mesure dans l'enseignement de la chimie : cas d'une approche des tirages par pH-métrie et conductimétrie
p. 103-130


Une approche épistémologique de la mesure est fournie à partir d’exemples qui se rencontrent en chimie. Cette approche met en avant qu’une grandeur, caractérisant l’objet étudié, doit être traitée avant qu’une ou plusieurs mesures soient effectuées. Ces mesures sont ensuite également traitées afin que l’expérimentateur puisse se faire une idée de l’objet. Cette approche permet d’analyser et de comparer deux réalisations de titrages acide base, l’un suivi par pH-métrie et l’autre par conductimétrie. Les données de notre recherche, constituées de comptes rendus de manipulation et de transcriptions, permettent de comprendre les difficultés des élèves dans le cas de la pH-métrie. Il apparait que les traits de surface de la représentation des mesures pH-métriques induit les élèves en erreur, et que la distance entre l’objet et l’idée qu’on s’en fait par l’intermédiaire de mesures ne peut récupérer cette erreur. Ce n’est pas le cas de l’étude conductimétrique pour laquelle la relation entre l’objet et l’idée, bien qu’aussi éloignée que dans l’autre cas, peut partiellement être prise en compte grâce aux traits de surface de la représentation des mesures. Cela s’interprète bien à l’aide de primitives phénoménologiques (p-prims).


Proponemos un acercamiento epistemológico de la medición a partir de ejemplos que se encuentran en química. Este acercamiento pone de relieve que un tamaño que caracteriza el objeto estudiado debe ser tratado antes de que se efectúen una o varias medidas. Estas medidas son también tratadas, acto seguido para que el experimentador pueda hacerse una idea del objeto. Este acercamiento permite analizar y comparar dos realizaciones de valoración acido-base, uno por pH-metria y el otro por conductimetria. Los datos de nuestra investigación constituidos por informes de manipulación y por transcripciones permiten comprender las dificultades de los alumnos en el caso de la pH-metria. Se observa que las curvas de superficie de la representación de las medidas pH-metricas inducen en error a los alumnos y que la distancia entre el objeto y la idea que se puede hacer uno de él por el intermediario de medidas, no puede recuperar dicho error. Éste no es el caso del estudio conductimétrico en el cual la relación entre el objeto y la idea, a pesar de ser tan alejada como en el otro caso, puede ser tomada en cuenta parcialmente gracias a las curvas de superficie de la representación de las medidas. Esto se interpreta bien con ayuda de primitivas fenomenológicas (p-prims)


This article takes a look at a scientific approach to measuring based on examples encountered in chemistry class. The method underscores the fact that the volume of the solution studied must be determined prior to the taking of one or more measurements all of which are then studied so that the pupils can obtain a better idea of the solution at hand. This approach allows for the analysis and comparison of 2 basic solutions with one being measured using the pH level and the other using the level of conductivity. The research project is based upon pupil experiment reports and graphs and led to a better understanding of the difficulties encountered by pupils in the case of pH levels. It would seem that the surface characteristics of the 3-D graph plotted by the pupils can lead errors in interpretation and that the difference between the solution studied and a pupil’s idea of it due to the measurements taken cannot rectify this error. This, however, does not hold true in the case of conductivity levels despite the very same difference between solution and idea since the link between solution and idea can be better understood thanks to the surface characteristics of the graphs. This can be best understood using anti-derivatives.


Ein erkenntnistheoretischer Problemansatz des Messens wird anhand von Beispielen, die man in der Chemie antrifft, vorgestellt. Dieser Ansatz macht deutlich, dass die charakteristische Größe des untersuchten Objekts behandelt werden muss, bevor eine oder mehrere Messungen vorgenommen werden. Diese Messungen werden anschließend ebenfalls behandelt, damit derjenige, der das Experiment durchführt, sich von dem Objekt eine klare Vorstellung machen kann. Diese Vorgehensweise bietet die Möglichkeit, zwei durchgeführte Säure-Base-Titrationen zu analysieren und zu vergleichen: eine pH-metrische und eine konduktometrische. Mithilfe der Daten unserer Forschungsarbeit – bestehend aus Manipulations­berichten und Transkripten – kann man verstehen, auf welche Schwierigkeiten Schüler im Falle einer pH-Metrie treffen. Es zeigt sich, dass die Oberflächenzeichnung der pH-metrischen Messungen die Schüler in die Irre führt und dass die Distanz zwischen dem Objekt und der Vorstellung, die man durch die Messungen hat, diesen Irrtum nicht ausgleichen können. Dies ist bei der konduktumetrischen Untersuchung nicht der Fall, bei der die Beziehung zwischen Objekt und Vorstellung – obwohl diese genauso weit auseinanderliegen wie in dem anderen Fall – zumindest teilweise in Betracht gezogen werden kann, nämlich dank der Oberflächenzeichnung der dargestellten Messungen. Diese werden ganz einfach mithilfe von phänomenologischen Primitiven (p-prims) ausgewertet.