Résumé :
Différentier une transformation chimique d'un changement d'état nécessite de maîtriser non seulement les différents concepts mis en jeu (substance chimique, molécule, atome, ions, élément) mais également leur mise en relation (registres macroscopique et nanoscopique) et leurs interactions (liaisons covalentes, interactions ioniques ; liaisons intra ou inter moléculaires). Comme le font remarquer Hesse et Anderson (1992) la distinction entre transformations chimique et physique « est bien plus complexe que beaucoup d'enseignants et d'auteurs de manuels le pensent couramment » et ils ajoutent que « l'apprentissage de la transformation chimique (et nous pensons du changement d'état) requière des modifications complexes dans l'écologie conceptuelle de beaucoup d'élèves »Il n'est donc pas étonnant que plusieurs études fassent ressortir la difficulté des élèves à différentier les deux types de transformation (Brosnan, 1990 ; Méheut, 1989 ; Sanmarti & al. 1995).
L’objectif de ce travail est d’identifier, par une étude transversale de la classe de seconde à la terminale, comment les élèves interprètent la transformation chimique et le changement d’état en terme de rupture ou non de liaisons?
L’enquête à été réalisée auprès de 930 élèves de différents lycées de l’agglomération paloise en début d’année scolaire : 239 élèves de seconde, 422 élèves de première et 269 élèves de terminale. Afin de recueillir des données relatives à la maîtrise du concept de liaison chimique par les élèves, 4 questions leur ont été posées, à l’aide d’un questionnaire papier crayon, leur demandant de dire s’ils étaient d’accord ou non (échelle à 4 niveaux) avec des affirmations relatives à la rupture des liaisons inter ou intra moléculaires lors des transformations chimiques puis des changement d’états et de justifier leurs choix.
En ce qui concerne la transformation chimique, on serait tenté de dire, au regard des choix effectués par les élèves, qu’ils sont capables dans leur grande majorité d’interpréter la globalité du phénomène lié à une transformation chimique : une nécessaire rupture des liaisons intermoléculaires accompagnée de la rupture de liaisons intramoléculaires. Cependant, l’analyse des justifications nous oblige à tempérer cet optimisme. Ils sont peu nombreux à pouvoir justifier explicitement la rupture des liaisons intermoléculaires et à interpréter la rupture des liaisons intramoléculaire en termes de réarrangement des atomes, formulation attendue dès la sortie du collège.
Pour ce qui est de l'interprétation des changements d'état; on constate que, malgré l'enseignement reçu, environ le tiers des élèves de terminale n'envisagent pas la rupture de telles liaisons et sont enclin à interpréter un changement d'état en terme de rupture des liaisons intramoléculaires. Nous faisons l'hypothèse que beaucoup d’élèves n'ont que peu d'idée de ce que représente une liaison intermoléculaire et qu'ils confondent facilement les liaisons inter et intra moléculaires.
