Présentation aux professeurs de physique-chimie Les 3 et 4 mai 2010 Académie de Créteil 1

ENSEIGNEMENTS de Physique-Chimie Tronc commun Enseignements d'exploration MPS SL 2

Prise en compte des programmes de collège - Socle commun TRONC COMMUN Prise en compte des programmes de collège - Socle commun - Démarche d'investigation - Thèmes de convergence 3 3

Objectifs Le programme s’adresse à tous les élèves qu’ils poursuivent ou non des études scientifiques Conforter la culture scientifique et technique acquise au collège Aider le citoyen, futur scientifique ou non, à se forger son opinion sur des enjeux de société Permettre la réussite des élèves par des pratiques diversifiées Contribuer à la construction de parcours personnels, donner le goût pour les sciences, éveiller des vocations scientifiques Préparer des élèves à poursuivre des études scientifiques 4

PRÉAMBULE - La démarche scientifique - L'approche expérimentale La mise en perspective historique Le lien avec les autres disciplines L’usage adapté des TIC - L'entrée thématique de l'enseignement 5 5

TRONC COMMUN Entrées thématiques La santé La pratique du sport L'Univers 6 6

Présentation des thèmes Choix et objectif du thème Présentation du programme en 2 colonnes - notions et contenus - compétences attendues Ce qui permet une grande liberté pédagogique dans un cadre national 7

COMPÉTENCES ATTENDUES NOTIONS ET CONTENUS COMPÉTENCES ATTENDUES Le diagnostic médical : l’analyse de signaux périodiques, l’utilisation des analyses et de l’imagerie médicale permettent d’établir un diagnostic. Signaux périodiques : période fréquence, tension maximale, tension minimale. Connaître et utiliser les définitions de la période et de la fréquence d’un phénomène périodique. Identifier le caractère périodique d’un signal sur une durée donnée. Déterminer les caractéristiques d’un signal périodique. Ondes sonores, ondes électromagnétiques. Domaines de fréquences. ---- Extraire et exploiter des informations concernant la nature des ondes et leurs fréquences en fonction de l’application médicale. Connaître une valeur approchée de la vitesse du son dans l’air. 8

Trois thèmes La santé La pratique du sport L’Univers 9 9

ENTRÉE THÉMATIQUE SANTÉ Le diagnostic médical Les médicaments 10 10

SANTÉ Les citoyens doivent acquérir une culture scientifique de façon à procéder à des choix raisonnés en matière de santé. L’objectif de ce thème est de montrer et d’expliquer le rôle des sciences physiques et chimiques dans les domaines du diagnostic médical et des médicaments. 11

Diagnostic médical Notions : Signaux périodiques Ondes sonores Propagation de la lumière Éléments chimiques, molécules Classification périodique Quantité de matière Situations d’étude possibles : Étude du principe de l'échographie Étude du principe de la radiographie Exploitation de résultats d'analyses médicales

Médicaments Notions : Groupes caractéristiques Concentrations molaire et massique Extraction, identification, synthèse Réaction chimique Situations d’étude possibles : Comparaison de médicaments génériques et princeps Étude de différentes formulations Fabrication, identification d'un principe actif

Entrée thématique SPORT L'étude du mouvement Les besoins et les réponses de l'organisme lors d'une pratique sportive La pression Les matériaux et les molécules dans le sport 14 14

Étude du mouvement Notions : Situations d’étude possibles : - Détermination de la vitesse d’un sprinter à partir d’une vidéo (image par image) Annonce du départ par starter en athlétisme Analyse d’une photo finish Mouvement du centre d’inertie : d’une balle, d’un poids, d’un palet de curling… Notions : Relativité du mouvement Trajectoire Mesure du temps Actions mécaniques, modélisation par une force Effets d’un force ; rôle de la masse Principe d’inertie

Besoins et réponses de l’organisme lors d’une pratique sportive Situations d’étude possibles : Composition et préparation d’une boisson isotonique Suivi médical et analyses sanguines Rôle du glucose dans l’activité musculaire Effets thermiques des combustions ; étude comparée de la valeur énergétique des fruits secs Notions : Classement des espèces chimiques Solutions aqueuses ; dissolution, dilution Concentration massique Quantité de matière ; concentration molaire Réaction chimique ; combustion

La pression Situations d’étude possibles : Mélange de gaz comprimé dans une bouteille de plongée Effets physiologiques ressentis en plongée (vision, son, nécessité de la compensation de pression oreille externe/oreille interne) Étude d’une courbe de paliers de décompression Notions : Pression d’un gaz Loi de Mariotte Pression dans un liquide au repos Dissolution d’un gaz dans un liquide

Matériaux et molécules du sport Situations d’étude possibles : Analyse de documents portant sur les matériaux polymères et leurs propriétés Observation de modèles moléculaires pour identifier des groupes caractéristiques, un tableau étant fourni Écriture d’une formule développée à partir du modèle moléculaire correspondant Notions : Matériaux naturels et synthétiques Molécules Première approche de la structure et des groupes caractéristiques Formules développées, semi-développées Isomérie Extraction, séparation et identification

Entrée thématique UNIVERS Une première présentation de l'Univers Les étoiles Les éléments chimiques présents dans l'Univers Le système solaire 19 19

Univers Notions : Repérage dans le temps Situations d’étude possibles : - Eviter de se limiter au Système Solaire, aux planètes, au cas de Pluton. - Aborder les notions sous un autre angle : spectres dispersion prisme  réfraction Et non : réfraction prisme dispersion spectres - Suppression de la mesure de distances : pour éviter le « catalogue » actuel de ces mesures Notions : Repérage dans le temps Analyse de la lumière des étoiles Éléments chimiques Système solaire Attraction gravitationnelle

Les activités expérimentales Peu nombreuses dans ce thème, il peut y avoir : La réfraction L’étude d’un élément , les ions La mesure de la vitesse de la lumière ou d’une onde radio La détermination de G Les observations directes sont difficiles mais des logiciels de simulation existent De nombreuses activités documentaires (textes, films…) 21

Santé Sport Univers Caractéristiques physiques Principe actif, excipient Santé Ondes sonores électromagnétiques Réflexion totale Espèces chimiques, corps purs, mélange Synthèse Transformation / réaction Signaux périodiques Atomes, élément, etc… Molécules (formules, modèles, isomères) Extraction, séparation, identification Naturelle/synthétique Lumière propagation. vitesse Tableau périodique Solution aqueuse Groupe caractéristique Mole Réfraction Concentration CCM Pression d'un gaz, d’un liquide, force pressante Description de l'univers Combustion Action, force, effet de la force Snell-Descartes Gravitation pesanteur Sport Pression et profondeur Relativité mouvement, référentiel, trajectoire Univers Dispersion Boyle-Mariotte Spectres Mesure d’une durée Principe d'inertie Dissolution gaz dans un liquide Techniques d'observation 22

ÉCHANGES 23 23