Inspection pédagogique SPCFA1 Arrêté du 21 juillet 2010 fixant le programme d’enseignement spécifique de physique-chimie en classe de première de la série.

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1 Inspection pédagogique SPCFA1 Arrêté du 21 juillet 2010 fixant le programme d’enseignement spécifique de physique-chimie en classe de première de la série S. JO du 28 août 2010 BOEN spécial n°9 du 30 septembre 2010 Classe de 1ère S Physique - Chimie

2 Inspection pédagogique SPCFA2  Objectifs : Développer les vocations pour la science et préparer les élèves à des études scientifiques post- baccalauréat. La discipline au service des compétences et des appétences : les compétences de base de la démarche scientifique ; le goût des sciences pour percevoir leur importance dans la société. Des entrées et des questionnements contextualisés et modernes pour susciter l’adhésion et l’intérêt. Préambule Classe de 1ère S Physique - Chimie

3 Inspection pédagogique SPCFA3  Modalités : la démarche scientifique. Allers retours inductifs et déductifs entre modélisation théorique et vérification expérimentale. Des situations permettant de mobiliser des connaissances, organiser l’information utile, raisonner, argumenter, débattre, travailler en équipe, rédiger, s’exprimer oralement… Dans la continuité du collège et de la classe de seconde, les démarches d’investigation sont à privilégier. Préambule Classe de 1ère S Physique - Chimie

4 Inspection pédagogique SPCFA4  Modalités : l’approche expérimentale. Deux modalités complémentaires : l’expérience de cours et les activités expérimentales menées par les élèves. Des stratégies pédagogiques qui permettent d’analyser une situation-problème, de s’approprier une problématique, de proposer et de réaliser un protocole expérimental, de confronter des représentations à la réalité, de porter un jugement critique sur la pertinence des résultats obtenus et sur les hypothèses émises. Préambule Classe de 1ère S Physique - Chimie

5 Inspection pédagogique SPCFA5  Modalités : la mise en perspective historique. Préciser le contexte d’élaboration de la science (temporel, géographique et sociétal), l’histoire de la construction de la connaissance scientifique. Rappeler que la science est une école d’humilité et de patience, qu’elle a donné lieu à des hypothèses fausses et des controverses passionnées Préambule Classe de 1ère S Physique - Chimie

6 Inspection pédagogique SPCFA6  Modalités : le lien avec les autres disciplines. Les grands défis de la société exigent une approche scientifique globale Rechercher les liens entre les SPC et les autres disciplines scientifiques ( SVT, Mathématiques, SI), les disciplines non scientifiques. Un thème fédérateur: l’histoire des arts. Préambule Classe de 1ère S Physique - Chimie

7 Inspection pédagogique SPCFA7  Modalités : L’usage des TIC Expérimentation, saisie et traitement des mesures, simulation, sans pour autant se substituer aux activités expérimentales directes et authentiques. Utilisation d’un E.N.T., au cours ou en dehors des séances. Préambule Classe de 1ère S Physique - Chimie

8 Inspection pédagogique SPCFA8  Observer  Comprendre  Agir Architecture des programmes du cycle terminal : les grandes phases de la démarche scientifique… Classe de 1ère S Physique - Chimie … s’appuyant sur des entrées porteuses et modernes.

9 Inspection pédagogique SPCFA9 Classe de première S Classe de 1ère S Physique - Chimie  Présentation Souplesse nécessaire aux réorientations entre les séries et volonté d’encourager la liberté pédagogique Ressources pour faire la classe : nationales, académiques, des exemples indicatifs sans valeur prescriptive S’appuyer au mieux sur les acquis de seconde.

10 Inspection pédagogique SPCFA10 Classe de première S Classe de 1ère S Physique - Chimie  Lecture du programme (voir BOEN spécial 30/09/2010) : Notions et contenus : les concepts à étudier. Compétences attendues : connaissances, capacités et attitudes qui doivent être évaluées et dont la maîtrise est attendue en fin d’année scolaire. La colonne de droite régule celle de gauche en terme de formation et d’évaluation. Pratiquer une démarche expérimentale (voir grille de compétence en annexe). Comme en seconde, la chimie et la physique sont imbriquées.

11 Inspection pédagogique SPCFA11 Classe de première S Classe de 1ère S Physique - Chimie  Observer : couleur et image Couleur, vision et image Sources de lumière colorée Matières colorées Pas d’ordre imposé entre ces 3 thèmes, des allers retours possibles avec les 2 autres parties

12 Inspection pédagogique SPCFA12 Classe de première S Classe de 1ère S Physique - Chimie  Comprendre : lois et modèles Cohésion et transformations de la matière Champs et forces Formes et principe de conservation de l’énergie Pas d’ordre imposé entre ces 3 thèmes.

13 Inspection pédagogique SPCFA13 Classe de première S Classe de 1ère S Physique - Chimie  Agir : défis du XXIème siècle Convertir l’énergie et économiser les ressources Synthétiser des molécules et fabriquer de nouveaux matériaux Créer et innover : espace de liberté pour le professeur (en fonction des ressources locales, de l’actualité scientifique…)

14 Inspection pédagogique SPCFA14 Observer : couleurs et images. Le programme Le programme de première S - Physique - Chimie Couleur, vision et image L ’œ il. Lentilles minces convergentes : images r é elle et virtuelle. Accommodation. Fonctionnements compar é s de œ il et d ’ un appareil photographique. Couleur des objets. Synth è se additive, synth è se soustractive. Absorption, diffusion, transmission. Vision des couleurs et trichromie. Daltonisme.Daltonisme Principe de la restitution des couleurs par un é cran plat.

15 Inspection pédagogique SPCFA15 Observer : couleurs et images. Le programme Le programme de première S - Physique - Chimie Sources de lumière colorée Diff é rentes sources de lumi è re : é toiles, lampes vari é es, laser, DEL … Domaines des ondes é lectromagn é tiques. Couleur des corps chauff é s. Loi de Wien. Loi de Wien Interaction lumi è re-mati è re : é mission et absorption. Quantification des niveaux d ’é nergie de la mati è re. Mod è le corpusculaire de la lumi è re : le photon. É nergie d ’ un photon. Relation ΔE = hν dans les é changes d ’é nergie. Spectre solaire.

16 Inspection pédagogique SPCFA16 Observer : couleurs et images. Le programme Le programme de première S - Physique - Chimie Matières colorées Synth è se soustractive. Colorants, pigments ; extraction et synth è se. extraction R é action chimique R é action chimique : r é actif limitant, stoechiom é trie, avancement. Dosage de solutions color é es par é talonnage. Loi de Beer- Lambert. é talonnage Mol é cules organiques color é es : structures mol é culaires, mol é cules à liaisons conjugu é es. Indicateurs color é sIndicateurs color é s. Liaison covalente. Formules de Lewis ; g é om é trie des mol é cules. Rôle des doublets non liantsRôle des doublets non liants. Isom é rie Z/E.

17 Inspection pédagogique SPCFA17 COMPRENDRE : Lois et modèles Le programme Le programme de première S - Physique - Chimie Cohésion et transformations de la matière (1/3) La mati è re à diff é rentes é chelles : du noyau à la galaxie. Particules é l é mentaires : é lectrons, neutrons, protons. Charge é l é mentaire e. Interactions fondamentales : interactions forte et faible, é lectromagn é tique, gravitationnelle. Coh é sion du noyau, stabilit é. Radioactivit é naturelle et artificielle. Activit é. R é actions de fission et de fusion. Lois de conservation dans les r é actions nucl é aires. D é faut de masse, é nergie lib é r é e. R é actions nucl é aires et aspects é nerg é tiques associ é s. Ordre de grandeur des é nergies mises en jeu.

18 Inspection pédagogique SPCFA18 COMPRENDRE : Lois et modèles Le programme Le programme de première S - Physique - Chimie Cohésion et transformations de la matière (2/3) Solide ionique. Interaction é lectrostatique ; loi de Coulomb. Solide mol é culaire. Interaction de Van der Waals, liaison hydrog è ne.Van der Waals É lectron é gativit é. Effet du caract è re polaire d ’ un solvant lors d ’ une dissolution. Conservation de la mati è re lors d ’ une dissolution. Variation de temp é rature et transformation physique d ’ un syst è me par transfert thermique.

19 Inspection pédagogique SPCFA19 COMPRENDRE : Lois et modèles Le programme Le programme de première S - Physique - Chimie Cohésion et transformations de la matière (3/3) Nomenclature des alcanes et des alcools ; formule semi- d é velopp é e. Lien entre les temp é ratures de changement d ’é tat et la structure mol é culaire Lien entre les temp é ratures de changement d ’é tat et la structure mol é culaire dans le cas de l ’ eau, des alcools et des alcanes. Miscibilit é des alcools avec l ’ eauMiscibilit é des alcools avec l ’ eau. R é actions chimiques et aspects é nerg é tiques associ é s : é nergie lib é r é e lors de la combustion d ’ un hydrocarbure ou d ’ un alcool ; ordres de grandeur.

20 Inspection pédagogique SPCFA20 COMPRENDRE : Lois et modèles Le programme Le programme de première S - Physique - Chimie Champs et forces Exemples de champs scalaires et vectoriels : pression, temp é rature, vitesse dans un fluide. champs scalaires et vectoriels Champ magn é tique : sources de champ magn é tique (Terre, aimant, courant). Champ é lectrostatique. Champ de pesanteur local. Loi de la gravitation ; champ de gravitation. Lien entre le champ de gravitation et le champ de pesanteurLien entre le champ de gravitation et le champ de pesanteur.

21 Inspection pédagogique SPCFA21 COMPRENDRE : Lois et modèles Le programme Le programme de première S - Physique - Chimie Formes et principe de conservation de l’énergie É nergie d ’ un point mat é riel en mouvement dans le champ de pesanteur uniforme : é nergie cin é tique, é nergie potentielle de pesanteur, conservation ou non conservation de l ’é nergie m é canique. Frottements ; transferts thermiques ; dissipation d ’é nergie. Formes d ’é nergie Principe de conservation de l ’é nergie. Application à la d é couverte du neutrino dans la d é sint é gration β.

22 Inspection pédagogique SPCFA22 AGIR : Défis du XXIème siècle Le programme Le programme de première S - Physique - Chimie Convertir l’énergie et économiser les ressources (1/2) Ressources é nerg é tiques renouvelables ou non ; dur é es caract é ristiques associ é es. Transport et stockage de l ’é nergie ; é nergie é lectrique. Production de l ’é nergie é lectrique ; puissance. Conversion d ’é nergie dans un g é n é rateur, un r é cepteur. Loi d ’ Ohm. Effet Joule. Notion de rendement de conversion.

23 Inspection pédagogique SPCFA23 AGIR : Défis du XXIème siècle Le programme Le programme de première S - Physique - Chimie Convertir l’énergie et économiser les ressources (2/2) Stockage et conversion de l ’é nergie chimique. É nergie lib é r é e lors de la combustion d ’ un hydrocarbure ou d ’ un alcool. Piles salines, piles alcalines, piles à combustible. Accumulateurs. Polarit é des é lectrodes, r é actions aux é lectrodes. Oxydant, r é ducteur, couple oxydant/r é ducteur, r é action d ’ oxydo- r é duction. Mod è le par transfert d ’é lectrons.

24 Inspection pédagogique SPCFA24 AGIR : Défis du XXIème siècle Le programme Le programme de première S - Physique - Chimie Synthétiser des molécules et fabriquer de nouveaux matériaux Nanochimie. Synth è se ou h é misynth è se de mol é cules complexes, biologiquement actives. Alcools, ald é hydes, c é tones : nomenclature, oxydations. Acides carboxyliques : nomenclature, caract è re acide, solubilit é et pH. Obtention d ’ un acide carboxylique ou d ’ une c é tone ; rendement d ’ une synth è se. Synth è ses et propri é t é s de mat é riaux amorphes (verres), de mat é riaux organis é s (solides cristallins, c é ramiques) et de mati è res plastiques.

25 Inspection pédagogique SPCFA25 AGIR : Défis du XXIème siècle Le programme Le programme de première S - Physique - Chimie Créer et innover Culture scientifique et technique ; relation science-soci é t é. M é tiers de l ’ activit é scientifique (partenariat avec une institution de recherche, une entreprise, etc.).

26 Inspection pédagogique SPCFA26 Merci de votre attention

27 Inspection pédagogique SPCFA27 Observer : couleurs et images. Le programme Le programme de première S - Physique - Chimie Couleur, vision et image Accommodation : changement de courbure du cristallin pour permettre une vision nette à diff é rentes distances – modification de la distance focale, de la vergence. Daltonisme : d é ficience d ’ un ou plusieurs des trois types de cônes de la r é tine, entra î nant une confusion des perceptions color é es.

28 Inspection pédagogique SPCFA28 Observer : couleurs et images. Le programme Le programme de première S - Physique - Chimie Sources de lumière colorée Loi de Wien : max = k / T Graphique repr é sentant l' é volution de la densit é spectrale d' é nergie é mise par un corps noir en fonction de la longueur d'onde pour plusieurs temp é ratures. Plus la temp é rature est é lev é e plus le maximum de la courbe se situe à une longueur d'onde faible (d é calage vers le bleu).

29 Inspection pédagogique SPCFA29 Observer : couleurs et images. Le programme Le programme de première S - Physique - Chimie Matières colorées Extraction de pigments chlorophylliens par solvant. R é action entre les ions permanganate et les ions fer (II) : changement de couleur lors du changement de r é actif limitant. Echelle des teintes I 3 - Courbe d ’é talonnage A = f(C) puis d é termination de la concentration d ’ une solution officinale de teinture d ’ iode.

30 Inspection pédagogique SPCFA30 Observer : couleurs et images. Le programme Le programme de première S - Physique - Chimie Matières colorées Couleur d ’ une substance :  d é pend du pH : indicateur color é  d é pend du solvant : I 2 rose en pr é sence de cyclohexane, brun en solution aqueuse Rhodospine : r é tinal, aldh é yde de la vit A avec doubles liaisons conjugu é es (isom é risation photochimique Z/E à l ’ origine du m é canisme de la vision) R é action photochimique simple : Ag + (aq) + Cl - (aq) = AgCl (s) puis à la lumi è re Ag + + e - = Ag suite à l ’ oxydation des ions chlorure.

31 Inspection pédagogique SPCFA31 COMPRENDRE : Lois et modèles Le programme Le programme de première S - Physique - Chimie Cohésion et transformations de la matière (2/3) Liaisons de Van der Walls : liaisons intermol é culaires de faible intensit é Liaison hydrog è ne : liaisons impliquant des atomes d ’ hydrog è ne et des h é t é roatomes (O, N, F) porteurs de doublets libres. Energie de liaison 10 fois sup é rieure à celle des liaisons de Van der Walls, 20 fois plus faible qu ’ une liaison covalente.

32 Inspection pédagogique SPCFA32 COMPRENDRE : Lois et modèles Le programme Le programme de première S - Physique - Chimie Cohésion et transformations de la matière (3/3) Alcools : T F et T E augmente avec M Alcanes et alcools : pour M identique Propane : T é bullition = - 42 °C Ethanol : T é bullition = + 78,5 °C (association par liaisons H) Ethanol miscible à l ’ eau, Octanol (longue cha î ne carbon é e) non miscible à l ’ eau

33 Inspection pédagogique SPCFA33 COMPRENDRE : Lois et modèles Le programme Le programme de première S - Physique - Chimie Champs et forces Champ de pression : en m é canique des fluides ( é coulements), en m é t é orologie (lignes isobares) g(vecteur) = G(vecteur) – a(vecteur), avec a =  2 r cos( ) : acc é l é ration due à la rotation de la Terre à la latitude.