mai 2007

Projet pour l’Enseignement des Sciences Physiques et Chimiques :

Option Physique & Chimie Expérimentales

Classe de seconde

Objet : ouverture d’une option Physique & Chimie Expérimentales en classe de seconde générale et technologique.

Ce projet, établi en collaboration avec l’Inspection Pédagogique Régionale de Sciences Physiques et validée par le Recteur de l’Académie d’Aix-Marseille, vise à proposer un enseignement de détermination, essentiellement expérimental, qui conforte et prolonge l’enseignement de tronc commun de physique et de chimie. Il réserve une part égale à la physique et la chimie.

Il n’est pas dans nos intentions de concurrencer à l’intérieur de notre établissement l’option Mesure Physique et Informatique (MPI) qui garde sa spécificité. Cette option permet d’élargir notre offre de formation.

Un de nos objectifs est d’accroître le nombre d’élèves en série scientifique, en particulier les filles, et de donner une appétence pour les sciences.

Une proposition de programme a été établie conjointement par des professeurs des Lycées Marcel Pagnol et Saint Charles (Marseille).

Cet enseignement expérimental s’inscrit dans le cadre des enseignements de détermination des classes de seconde. Il se différencie des options à caractère scientifique actuellement en vigueur (option Mesures Physiques et Informatique, Physique et Chimie de Laboratoire…) au niveau des contenus enseignés. La démarche d’investigation s’y inscrit avantageusement, dans le prolongement des programmes du collège.

Le contenu de l'option n'est pas exigible pour quelque orientation que ce soit.

Il s’inscrit dans le prolongement du socle commun de connaissances préconisé par la loi d'orientation et de programme pour l'avenir de l'École du 23 avril 2005. Il développe notamment la maîtrise de la langue française, les principaux éléments de mathématiques et la culture scientifique et technologique, la maîtrise des techniques usuelles de l'information et de la communication, l'autonomie et l'esprit d'initiative.

Il s’agit d’un enseignement de trois heures hebdomadaires, en effectif restreint, qui s’adresse à des élèves attirés par une approche expérimentale des sciences et de la technologie. Ils convient donc tout particulièrement à ceux qui préfèrent aborder et assimiler les concepts de la physique et de la chimie essentiellement par le biais de travaux pratiques.

Cet enseignement doit aider à rendre les élèves plus autonomes, plus curieux, plus impliqués dans les activités offertes qui sont ouvertes sur l'extérieur : thèmes de la couleur, de la plongée...

Il leur permet d’intégrer progressivement la démarche scientifique grâce à de nombreuses manipulations et expérimentations, le plus souvent avec un matériel simple. L’ensemble des notions abordées doit demeurer simple au plan théorique : il doit permettre aux élèves de découvrir et de se familiariser avec une démarche expérimentale sans en dégager de formalisme excessif. Toutefois, cela ne signifie pas que l’acquisition des connaissances est un objectif mineur. Les contenus développés dans ce programme sont suffisamment riches pour favoriser l’activité intellectuelle de l’élève.

La démarche préconisée (construction des connaissances par les élèves) ainsi que le travail de groupe doivent favoriser les échanges oraux entre le professeur et les élèves et entre les élèves. Le travail sur l’oral a un double objectif : développer des compétences langagières (formuler, rendre son discours intelligible, se confronter…) mais aussi permettre une organisation de la pensée et une mémorisation plus efficaces.

Une attention particulière est donnée au compte rendu. Un carnet d'expériences (analogue à celui utilisé pour l’enseignement des sciences à l’Ecole élémentaire) est un outil privilégié pour favoriser et structurer les apprentissages.

En fin d’année, les élèves doivent être capables de construire un protocole expérimental et de rendre disponibles des résultats.

L’ordinateur est utilisé pour l’acquisition et le traitement des données, ainsi que pour les recherches documentaires et la rédaction des comptes rendus.

Le formalisme mathématique est réduit au minimum :

- traiter un problème de proportionnalité ;

- convertir une mesure ;

- calculer des valeurs numériques à partir d’une expression littérale ;

- lire des données (tableaux, graphiques) ;

- placer des points à partir d’un tableau.

L’évaluation des savoir-faire peut prendre trois formes :

- évaluation des capacités expérimentales utilisant comme support des grilles établies en terminale S ;

- élaboration individuelle de comptes rendus ;

- contrôle régulier des connaissances.

Ce programme est constitué d'exemples d'applications de démarches scientifiques et traite de contenus nouveaux qui sont attrayants pour les élèves et choisis pour mettre en activité des esprits curieux. Il pourrait aussi permettre une orientation motivée et raisonnée des élèves vers les filières scientifiques.

Partie chimie

Les colorants

Les colorants constituent le thème central de l’enseignement de chimie de cette option.

Ils ont été longtemps le moteur de l’essor industriel de la chimie. Leur étude permet d’aborder un grand nombre de techniques de laboratoire et de nombreux domaines de la chimie.

Une partie sur l’histoire des sciences est corrélée avec la partie du tronc commun de seconde intitulée « chimique ou naturel ». Certes il est important de souligner que l’origine (naturelle ou synthétique) d’un colorant donné (par exemple l’indigo) n’a aucune influence sur sa structure chimique et donc sur ses propriétés, néanmoins les procédés de fabrication, de production et de commercialisation sont différents. L’impact économique, social et environnemental, s’en trouve donc modifié. L’objectif de cette partie, en se plaçant dans un contexte historique et un cadre plus général, est de réconcilier les élèves avec la chimie.

Enfin, de manière plus large, une partie du programme de chimie permet d’introduire les domaines de la chimie dans lesquels sont mis en œuvre les colorants.

Partie physique

I – Sons et ultrasons

Cette partie n’a pas été abordée au collège et ne l’est pas dans le cadre du programme de seconde. Il s’agit donc d’introduire des notions nouvelles par le biais d’expériences assistées par ordinateur ou nécessitant l’utilisation d’un oscilloscope.

La propagation du son dans l’eau est le thème principal de cette partie.

II – Les couleurs

Cette partie prolonge les notions abordées au collège et en seconde et s’appuie sur des phénomènes observables par chacun d’entre nous.

III – Pression

Cette partie généralise la notion de pression dans les cas d’un solide et d’un liquide et permet d’ouvrir sur les lois de l’hydrostatique à travers la plongée sous marine.

Equipe enseignante ayant travaillé à l’élaboration de ce programme :

Michel BARDE

Nathalie BARDE

Nicole BLANC

Joël CARRASCO

Anne-Laure RAMON

Elisabeth THERON

Sous la direction des IA-IPR de Sciences Physiques & Chimiques

de l’Académie d’Aix-Marseille :

Pascal HABERT

Joëlle JACQ