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Les nouveaux programmes de sciences physiques et chimiques Regroupements interacadémiques IA-IPR mathématiques.

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1 Les nouveaux programmes de sciences physiques et chimiques Regroupements interacadémiques IA-IPR mathématiques

2 LA SÉRIE S novembre 2011IGEN SPCFA2

3 Activités des élèves Physique-chimie Identifier un problème, analyser une situation; Rechercher, extraire et organiser linformation utile; Formuler des hypothèses, les confronter aux résultats expérimentaux, exercer son esprit critique… Mathématiques Chercher, expérimenter, modéliser, en particulier à laide doutils logiciels ; Choisir et appliquer des techniques de calcul ; Mettre en œuvre des algorithmes ; novembre 2011IGEN SPCFA3

4 Activités des élèves Physique-chimie Proposer un protocole, le réaliser; Raisonner, argumenter, démontrer, Travailler en équipe… Communiquer, à lécrit ou à loral, en utilisant langages et outils pertinents Mathématiques Raisonner, démontrer, trouver des résultats partiels et les mettre en perspective ; Expliquer oralement une démarche, communiquer un résultat par oral ou par écrit novembre 2011IGEN SPCFA4

5 Classes de 1ère et de Terminale S Spécificités des programmes de physique-chimie : –la composante expérimentale. –La mise en perspective historique –Les liens avec les autres disciplines (mathématiques, SVT, histoire géographie, philosophie…) Une démarche organisée autour de grandes étapes : –Observer –Comprendre (interpréter et la modéliser) –Agir sur le réel, de manière à susciter ladhésion des élèves et leur intérêt par des entrées et de questionnements contextualisés et modernes (en réponse à des enjeux posés au devenir de lHumanité et à la planète Pour chaque étape des entrées thématiques novembre 2011IGEN SPCFA5

6 Trigonométrie, théorème de Thalès, expression algébrique Loi de Wien Loi de Beer-Lambert (Log) 1ère S Couleurs et images (observer) –Couleur, image et vision –Sources de lumière colorées –Matières colorées novembre 2011IGEN SPCFA6

7 1ère S Lois et modèles (comprendre) –Cohésion de la matière (interactions fondamentales) –Champs et forces –Formes et conservation de lénergie Champs vectoriels novembre 2011IGEN SPCFA7

8 1ère S Défis du 21ème siècle (Agir) –Convertir lénergie et économiser les ressources –Synthétiser les molécules et fabriquer de nouveaux matériaux –Créer et innover (espace de liberté du professeur) novembre 2011IGEN SPCFA8

9 Terminale S Le professeur aura cependant à lesprit que le recours à des outils mathématiques nest pas le but premier de la formation de lélève en physique-chimie, même si cela peut être parfois nécessaire pour conduire une étude à son terme. Dans certains cas, le professeur utilisera des méthodes de résolutions graphique ou numérique, … novembre 2011IGEN SPCFA9

10 Terminale S Observer –Ondes et particules –Caractéristiques et propriétés des ondes –Analyse spectrale Fonctions sinusoïdales Séries de Fourier (implicite) novembre 2011IGEN SPCFA10

11 Terminale S Comprendre –Temps, mouvement et évolution –Structure et transformations de la matière –Énergie, matière et rayonnement Dérivée (vitesse, accélération, dérivée de la quantité de mouvement) Vecteurs (conservation de la quantité de mouvement) Trajectoires circulaires, elliptiques Log et puissance de 10 (pH) Changement de pente dans un titrage novembre 2011IGEN SPCFA11

12 Terminale S Agir –Économiser les ressources et respecter lenvironnement –Synthétiser des molécules, fabriquer de nouveaux matériaux –Transmettre et stocker linformation –Créer et innover novembre 2011IGEN SPCFA12

13 Terminale S Traitement dune série de nombres obtenus par lexpérience: –Valeur moyenne, –Écart-type expérimental –Incertitude de mesure associée à un taux de confiance novembre 2011IGEN SPCFA13

14 Enseignement de spécialité Pratique expérimentale Analyse et synthèse de documents scientifiques Résolution de problèmes scientifiques novembre 2011IGEN SPCFA14

15 STI2D ET STL novembre 2011IGEN SPCFA15

16 Structure des enseignements novembre 2011IGEN SPCFA16 STI2DSTL Spécialité SPCL (12h première et terminale) Spécialité biotechnologie (12h première et terminale) Physique-chimie (3h en première, 4h en terminale)

17 Structure des enseignements novembre 2011IGEN SPCFA17 STL Spécialité SPCL Spécialité biotechnologie Chimie-biochimie-sciences du vivant: (4h en première et en terminale) Mesures et instrumentation (2h en première Enseignement spécifique SPCL Enseignement spécifique biotechnologie

18 Structure des enseignements novembre 2011IGEN SPCFA18 Enseignement spécifique SPCL Première (6h)Terminale (8h) Images Chimie et développement durable Projet Ondes Chimie et développement durable Systèmes et procédés

19 Contenu: physique-chimie ÉnergieMatièreInformation Transport Santé Habitat Vêtement- revêtement (première) Introduction des concepts à partir dapplications Réinvestissement dans de nouveaux thèmes Champs disciplinaires: Mécanique Électricité Optique Thermique Chimie novembre 2011IGEN SPCFA19

20 Contenu: image (première) La chaîne de traitement numérique de limage: –Dune image à lautre –Images photographiques –Images et Vision –Lumière et Énergie –Images et Information. novembre 2011IGEN SPCFA20

21 Contenu: ondes (terminale) Des ondes pour observer et mesurer: –Voir plus grand –Voir plus loin –Mesurer (propagation, diffraction, interférences, polarisation) Des ondes pour agir –Concentrer et diriger les ondes –Utiliser lénergie transportée par les ondes –Communiquer avec les ondes novembre 2011IGEN SPCFA21

22 Contenu: chimie et développement durable novembre 2011IGEN SPCFA22 SynthèseAnalyse Eau Alimentation Santé Environnement Faire acquérir les connaissances et les techniques mises en œuvre; Développer une culture de linnovation en sciences chimiques pour améliorer les procédés et les rendre compatibles avec un développement durable

23 Contenu: systèmes et procédés faire acquérir aux élèves des méthodes danalyse afin dappréhender les procédés physico chimiques industriels et de laboratoire; faire percevoir que les concepts et les modèles permettent de décrire le fonctionnement des réalisations technologiques; leur montrer que la conception et la réalisation des systèmes et procédés impliquent des démarches de résolution de problèmes scientifiques. novembre 2011IGEN SPCFA23

24 Les objectifs de formation Être capable dénoncer les concepts, les lois en langage « naturel.» Obtenir rapidement des nombres pour « décider »: –Passage de lanalytique au numérique: Plus dexigence de maîtrise doutils de résolution analytique. –Utilisation de tableur scientifique. –Utilisation de simulateur. novembre 2011IGEN SPCFA24

25 Les outils mathématiques Une grandeur dépend dune autre grandeur: –Proportionnalité –Fonction affine –Fonction puissance –Exponentielle –Logarithme (népérien, décimal) –Fonction sinusoïdale (temps) novembre 2011IGEN SPCFA25

26 Les outils mathématiques Une grandeur dépend des variations dune autre grandeur (terminale) –Taux de variation (spatial, temporel) –Intégrale: somme daires (tirelire). novembre 2011IGEN SPCFA26

27 Traitement numérique de données Courbe de tendance (affine, exponentielle, puissance). Traitement statistique: –Valeur moyenne. –Écart-type expérimental. –Intervalle de confiance (loi normale). novembre 2011IGEN SPCFA27

28 Les ressources communes novembre 2011IGEN SPCFA28 Les mathématiques en STI2D Mesures et incertitudes


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