Abstract
While students' difficulties concerning the concepts of voltage and intensity have been investigated by many science education researchers, difficulties related to the concept of electrical resistance and circuit are less known. Some researchers in science education even state that students have no preconception about this concept before being taught. Our observations are in disagreement with this assumption. In the first section of this paper the main basic features of the difficulties of students confronted with the concept of electrical resistance are investigated. In the second section we discuss the nature of the electrical resistance concept in the light of Cassirer philosophy while in the third section we give an analysis of this concept going back to its origins in the nineteenth century. Finally, an analysis of the way this concept is taught in French high schools is presented and the first results of a experimentation using an alternative teaching strategy are briefly reported.c
Similar content being viewed by others
References
Ampère, A.M.: 1820, 'Mémoire Présenté à l' Académie Royale des Sciences le 2 Octobre 1820', Ann. Chimie et de Physique 15, 64.
Becquerel, A.: 1826, 'Du Pouvoir Conducteur de l'Electricité dans les Métaux, et de l'Intensité de la Force Électrodynamique en un Point Quelconque d'un Fil Métallique qui Joint les DeuxExtrémités d'une Pile', (Presented at the Académie Royale des Sciences 31 January 1825), Ann. Chimie et de Physique 32, 420-430.
Becquerel A. & Becquerel, E.: 1858, Résumé de l'Histoire de l'Électricité et du Magnétisme, Firmin Didot Frères, Paris.
Branly, E.: 1898, Cours Élémentaire de Physique, Librairie Ch. Poussielgue, Paris.
Brousseau, G.: 1980, 'Problèmes de l'Enseignement des Décimaux', Recherches en Didactique des Mathématiques 1(1), 11-59.
Cassirer, E.: 1910, Substanzbegriff und Funktionsbegriff. UntersuChungen über die Grundfrangen der Erkenntniskritik. English translation: Substance and Function, Theory of the Formation of Concepts, 1953, Dover, New York.
Clausius, R.: 1868, Théorie Mécanique de la Chaleur, Eugène Lacroix, Paris.
D'Alembert, J.: 1744, Traité de l'Équilibre et du Mouvement des Fluides, Préface p. iii, David l'aîné, Paris.
Davy, H.: 1821, Journal de Physique 94, 226 quoted by Becquerel A. & Bequerel E. Ref supra.
Hatier: 1993, Physique seconde, Hatier, Paris.
Graetz, L.: 1911, L'Électricité et ses Applications. French translation of the 15th German edition (G. Tardy), Masson, Paris.
Gréa, I. & Viard, J.: 1995, 'From Language to Concepts Appropriation in Physics,' in C. Bernardini, C. Tarsitani & M. Vincentini (eds.), Proceedings of the International Conference: Thinking Physics for Teaching, Roma 1994, Plenum Press, New York, pp. 97-106.
Johnstone, A.H. & Mughol, A.R.: 1978, 'The Concept of Electrical Resistance', Physics Education 13(1), 46-49.
Khantine-Langlois, F. & Viard, J.: 1992, 'Raisonnement Qualitatif et Raisonnement Algébrique dans la Résolution de Deux Problèmes d'Électrocinétique', Actes du IIème Séminaire National de Recherche en Didactique des Sciences Physiques, Séte, IUFM, 11-22.
Khantine-Langlois, F. & Viard, J.: 1997, 'La Présentation Actuelle de la Résistance Électrique dans l'Enseignement Secondaire Peut-elle Expliquer les Difficultés de Certains Étudiants Face à ce Concept?', Actes du VIème Séminaire National de Recherche en Didactique des Sciences Physiques, Lyon, Lirdhist, pp. 214-221.
Koumaras, P., Kariotoglou, F. & Psillos, D.: 1994, 'Devons-nous Utiliser des Phénomènes Évolutifs en Introduction à l'Étude de l'Électricité?', Didaskalia 4, 107-120.
Lamé, G.: 1840, Cours de Physique de l'Ecole Polytechnique, tome III, Bachelier, Paris.
Lenz, H.F.E.: 1838, 'Ñber die Gesetze die Elektricitätsleitung in Drähten von verschieden Lange u Dicke', Mém. Acad. St Pétersb. Sér. VI, Vol. III.
McDermott, L. & Schaffer, P.: 1992, 'Research as a Guide for Curriculum Development: An Example from Introductory Electricity. Part I: Investigation of Students Understanding', Am. J. Phys. 60(11), 994-1003.
Ohm, G.S.: 1827, Die Galvanische Kette, Mathematisch Bearbeitet, Berlin. French translation (J.M.Gaugain) 1860: Théorie Mathématique des Courants Électriques, L. Hachette et Cie, Paris.
Pouillet, C S.M.: 1831, 'Mémoire lu à l'Académie des Sciences le 3 Octobre 1831', Journal le Lycée, 6 octobre 1831. Quoted by A. Becquerel & E. Becquerel, Ref. supra p. 202.
Pouillet, C.S.M.: 1837a, 'Mémoire sur la Pile de Volta et sur la Loi Générale de 1'Intensité que Prennent les Courants...', C.R.A.S. 1er Semestre, T. IV, 8, 267-279.
Pouillet, C.S.M.: 1837b, Eléments de Physique et de Météorologie. 3éme édtion, tome I, Béchet Jeune, Paris.
Ritchie, W.: 1833, 'Researches in Electro-Magnetism', Phil. Trans., p. 313, quoted by Stine, Ref. below.
Von Rhöneck, C.: 1984, 'Semantic Structures Describing the Electric Circuit Before and After Instruction', in Research on Physics Education: Proceedings of the First international Workshop, CNRS, Paris, pp. 109-123.
Stine, W.M.: 1903, 'The Contribution of H.F.E. Lenz to the Science of Electromagnetism. Part II', Journal of the Franklin Institute 155, 363-384.
Stockmayer, S.M. & Treagust, D.F.:1994, 'A Historical Analysis of Electric Currents in Textbooks: A Century of Influence on Physics Education', Science & Education 3, 131-154.
Author information
Authors and Affiliations
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Viard, J., Khantine-Langlois, F. The Concept of Electrical Resistance: How Cassirer's Philosophy, and the Early Developments of Electric Circuit Theory, Allow a Better Understanding of Students' Learning Difficulties. Science & Education 10, 267–286 (2001). https://doi.org/10.1023/A:1008712903985
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1023/A:1008712903985