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

La série S novembre 2011 IGEN SPCFA

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

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

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 l’adhésion des élèves et leur intérêt par des entrées et de questionnements contextualisés et modernes (en réponse à des enjeux posés au devenir de l’Humanité et à la planète Pour chaque étape des entrées thématiques novembre 2011 IGEN SPCFA

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

1ère S Lois et modèles (comprendre) Champs vectoriels Cohésion de la matière (interactions fondamentales) Champs et forces Formes et conservation de l’énergie Champs vectoriels novembre 2011 IGEN SPCFA

1ère S Défis du 21ème siècle (Agir) Convertir l’énergie et économiser les ressources Synthétiser les molécules et fabriquer de nouveaux matériaux Créer et innover (espace de liberté du professeur) novembre 2011 IGEN SPCFA

Terminale S Le professeur aura cependant à l’esprit que le recours à des outils mathématiques n’est pas le but premier de la formation de l’élève 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 2011 IGEN SPCFA

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

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 2011 IGEN SPCFA

Terminale S Agir Économiser les ressources et respecter l’environnement Synthétiser des molécules, fabriquer de nouveaux matériaux Transmettre et stocker l’information Créer et innover novembre 2011 IGEN SPCFA

Terminale S Traitement d’une série de nombres obtenus par l’expérience: Valeur moyenne, Écart-type expérimental Incertitude de mesure associée à un taux de confiance novembre 2011 IGEN SPCFA

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

STI2D et stl novembre 2011 IGEN SPCFA

Structure des enseignements STI2D STL Spécialité SPCL (12h première et terminale) Spécialité biotechnologie (12h première et terminale) Physique-chimie (3h en première, 4h en terminale) novembre 2011 IGEN SPCFA

Structure des enseignements 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 novembre 2011 IGEN SPCFA

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

Contenu: physique-chimie Énergie Matière Information Transport Santé Habitat Vêtement-revêtement (première) Introduction des concepts à partir d’applications Réinvestissement dans de nouveaux thèmes Champs disciplinaires: Mécanique Électricité Optique Thermique Chimie novembre 2011 IGEN SPCFA

Contenu: image (première) La chaîne de traitement numérique de l’image: D’une image à l’autre Images photographiques Images et Vision Lumière et Énergie Images et Information. novembre 2011 IGEN SPCFA

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 l’énergie transportée par les ondes Communiquer avec les ondes novembre 2011 IGEN SPCFA

Contenu: chimie et développement durable Synthèse Analyse Eau Alimentation Santé Environnement Faire acquérir les connaissances et les techniques mises en œuvre; Développer une culture de l’innovation en sciences chimiques pour améliorer les procédés et les rendre compatibles avec un développement durable novembre 2011 IGEN SPCFA

Contenu: systèmes et procédés faire acquérir aux élèves des méthodes d’analyse afin d’appréhender 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 2011 IGEN SPCFA

Les objectifs de formation Être capable d’énoncer les concepts, les lois en langage « naturel.» Obtenir rapidement des nombres pour « décider »: Passage de l’analytique au numérique: Plus d’exigence de maîtrise d’outils de résolution analytique. Utilisation de tableur scientifique. Utilisation de simulateur. novembre 2011 IGEN SPCFA

Les outils mathématiques Une grandeur dépend d’une autre grandeur: Proportionnalité Fonction affine Fonction puissance Exponentielle Logarithme (népérien, décimal) Fonction sinusoïdale (temps) novembre 2011 IGEN SPCFA

Les outils mathématiques Une grandeur dépend des variations d’une autre grandeur (terminale) Taux de variation (spatial, temporel) Intégrale: somme d’aires (tirelire). novembre 2011 IGEN SPCFA

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

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