Pre-Service Teachers’ Conceptions of Basic Inorganic Qualitative Analysis

Abstract

Graduate teachers teaching secondary chemistry in Grades 9 and 10 in Singapore are required to prepare their students for a one-off practical examination that forms part of the General Certificate of Education Ordinary Level (O-level) chemistry examinations taken at the end of Grade 10. A qualitative analysis experiment is usually part of the practical examination. Previous research has shown that secondary students have difficulty in explaining the reactions and procedures involved in qualitative analysis (Tan, Goh, Chia, & Treagust, 2001, 2002), and a possible reason for this situation is that their teachers may also not have adequate understanding of the reactions and procedures involved, and hence, are unable to teach for understanding. A diagnostic test on O-level qualitative analysis was administered to a total 270 pre-service chemistry teachers from 1999 to 2003, and it was found that they had problems explaining the ion-exchange reactions that resulted in the formation of precipitates, the use of dilute acid in tests for anions and reactions involving complex salts such as zincates. The pre-service teachers also had difficulty explaining procedures and reactions involved when substances were heated. If the pre-service teachers have difficulty in understanding the reactions and procedures involved in qualitative analysis, it will not come as a surprise if their students also have similar difficulties with qualitative analysis.

Résumé

Les enseignants diplômés qui enseignent la chimie aux étudiants de 9^e et de 10^e année à Singapour doivent préparer leurs étudiants à un examen pratique unique faisant partie des examens de fin d’année qui forment le General Certificate of Education Ordinary Level (O-level) en chimie. Cet examen pratique comprend en général une épreuve qualitative qui consiste à identifier les propriétés d’ions inconnus. Les recherches précédentes montrent que les étudiants de niveau secondaire ont des difficultés à expliquer les réactions et les procédés qui entrent en jeu dans les analyses qualitatives (Tan et al, 2001, 2002), et une explication possible de cette situation est que les enseignants eux-mêmes comprennent peut-être mal les réactions et procédés en question, ce qui se traduit par un apprentissage lacunaire chez leurs étudiants (Lenton et Turner, 1999; Valanides, 2000). Par conséquent, en plus d’étudier chez les étudiants le niveau de compréhension des concepts scientifiques difficiles, il est également important de vérifier le niveau de compréhension de ces concepts chez les enseignants. De cette façon, les enseignants pourront prendre conscience de leurs propres difficultés en matière de compréhension des concepts, et analyser comment ces problèmes sont susceptibles d’affecter leur enseignement et l’apprentissage de leurs étudiants.

Un test diagnostique de type qualitatif (de niveau secondaire) a été administré à un total de 270 futurs enseignants de chimie, de 1999 à 2003, et les résultats indiquent qu’ils avaient des difficultés à expliquer les échanges ioniques dans la formation des précipités, l’utilisation d’acide dilué dans l’analyse des anions, ainsi que les réactions impliquant des sels complexes tels que les zincates. Les futurs enseignants avaient également des difficultés à expliquer les procédés et les réactions qui entrent en jeu lorsque les substances sont chauffées. Les discussions en petits groupes et avec toute la classe se sont avérées fort utiles aux enseignants en formation, car elles leur ont permis d’éclaircir de nombreuses notions qui étaient jusqu’alors considérées comme allant de soi, ou qui leur étaient inconnues. Cette situation met en évidence la nécessité d’intégrer, dans la formation des futurs enseignants de chimie à Singapour, des séances portant sur la connaissance des contenus chimiques eux-mêmes, par exemple des discussions sur les concepts qui posent des problèmes de compréhension aux étudiants de niveau secondaire (Garnett, Garnett et Hackling, 1995; Nakhleh, 1992). L’utilisation d’outils diagnostiques et l’introduction de discussions sur les questions soulevées peuvent d’une part s’avérer de bonnes façons d’assurer la qualité des connaissances des futurs enseignants de chimie, et d’autre part justifier l’introduction de connaissances portant sur les contenus dans les programmes de formation didactique, comme le suggèrent Lenton et Turner (1999).