Observer - Sciences physiques et chimiques Académie de Rouen
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Nouveau Programme Sciences Physiques et Chimiques Classe de Terminale S Enseignement Spécifique Rentrée 2012 Le Groupe de Réflexion et Production Lycée Arnaud BATUT Lycée Val de Seine Hervé DEMORGNY Lycée Val de Seine Katia GITON Lycée André Malraux Arnaud JERRAM Lycée François Ier Sophie LECHARDEUR Lycée Aristide Briand Cyril PILINSKI Lycée Raymond Queneau Valéry QUEDRU Lycée André Maurois Martine ROSE Lycée Guy de Maupassant Journée de formation Juin 2011 Sciences Physiques et Chimiques Terminale S Présentation de l'après-midi : L’enseignement spécifique L’évaluation des compétences expérimentales (ECE) Une nouveauté : les spectres IR et RMN Textes Officiels B.O.E.N. spécial N° 8 du 13 octobre 2011 Programme de l’enseignement spécifique et de l’enseignement de spécialité de physique-chimie en classe de Terminale S Ressources académiques http://spcfa.spip.ac-rouen.fr/ Ressources sur Eduscol http://www.eduscol.education.fr/spc Les entrées thématiques du programme Observer Comprendre Agir OBSERVER : Ondes et Matière Ondes et Particules •Rayonnements dans l'Univers •Les ondes dans la matière •Détecteurs d'ondes Caractéristiques et Propriétés des ondes •Caractéristiques des ondes •Propriétés des ondes Analyse spectrale •Spectres UV-visible •Spectres IR •Spectres RMN du proton COMPRENDRE : Lois et Modèles Temps, mouvement et évolution •Temps, cinématique et dynamique newtoniennes •Mesure du temps et oscillateur, amortissement •Temps et relativité restreinte •Temps et évolution chimique : cinétique et catalyse Structure et transformation de la matière •Représentation spatiale des molécules •Transformation en chimie organique •Réaction chimique par échange de proton Energie, matière et rayonnement •Du macroscopique au microscopique •Transferts d'énergie entre systèmes macroscopiques •Transferts quantiques d'énergie •Dualité onde-particule AGIR : Défis du XXIe siècle Economiser les ressources et respecter l'environnement •Enjeux énergétiques •Apport de la chimie au respect de l'environnement •Contrôle de la qualité par dosage Synthétiser des molécules, fabriquer de nouveaux matériaux •Stratégie de la synthèse organique •Sélectivité en chimie organique Transmettre et stocker de l'information •Chaîne de transmission d'informations •Images numériques •Signal analogique et signal numérique •Procédés physiques de transmission •Stockage optique Trois types d’approche Approche verticale dans l'ordre des thèmes du BOEN Approche verticale mais en modifiant l'ordre des sujets dans un même thème ou dans plusieurs Approche thématique à partir d'un fil conducteur associant plusieurs thèmes du programme Les nouveautés du programme Observer Les ondes dans la matière Interférences Effet Doppler Analyse spectrale : spectres IR et RMN du proton Les nouveautés du programme Temps, cinématique et dynamique newtoniennes : conservation de la quantité de mouvement d'un système isolé Mesure du temps et oscillateur, amortissement : définition du temps atomique Temps et relativité restreinte Représentation spatiale des diastéréoisomères, conformation Comprendre molécules : chiralité, Transformation en chimie organique Transferts d'énergie entre systèmes chimiques : Flux thermique , résistance thermique Transferts quantiques d'énergie : le principe du laser Dualité onde - corpuscule Les nouveautés du programme Apport de la chimie au respect de l'environnement : chimie durable, valorisation du dioxyde de carbone Agir Synthétiser des molécules : sélectivité en chimie organique Transmettre et stocker de l'information La continuité des apprentissages de la seconde à la terminale S Seconde Ondes et particules Première S • Ondes sonores, ondes électromagnétiques, domaines de fréquences • Les sources de lumière • Modèle corpusculaire de la lumière ; le photon Domaines de fréquences • Célérité de la lumière dans le vide et dans l’air • Longueur d’onde d’une radiation • Observer : • Ondes et matière Caractéristiques et propriétés des ondes Caractérisation d’une radiation par sa longueur d’onde • Spectres d’émission et d’absorption • Analyse spectrale Domaine des ondes électromagnétiques Interaction lumièrematière • Loi de Beer-Lambert • La continuité des apprentissages de la seconde à la terminale S Seconde Première S Comprendre : - Relativité du mouvement - Référentiel, trajectoire - Principe d’inertie - Gravitation universelle - Interaction gravitationnelle entre deux corps - Pesanteur terrestre - Champ de pesanteur local et champ électrostatique - Interactions fondamentales - Loi de la gravitation - Énergies cinétique et potentielle de pesanteur Lois et modèles - Formules et modèles moléculaires - Groupes caractéristiques - Isoméries - Liaison covalente et géométrie des molécules - Isomérie Z/E - Caractère acide, solubilité et pH - Indicateurs colorés - Constante d’Avogadro - Quantification des niveaux d’énergie - Modèle corpusculaire de la lumière - Relation E = h Temps, mouvement et évolution Structure et transformation de la matière Énergie, matière et rayonnement La continuité des apprentissages de la seconde à la terminale S Seconde Agir : Défis du XXIème siècle - Formes d’énergie - Conversion d’énergie - Stockage et conversion de l’énergie chimique - Dosage de solutions colorées par étalonnage, loi de Beer-Lambert Économiser les ressources et respecter l'environnement Synthétiser des molécules, fabriquer de nouveaux matériaux Transmettre et stocker de l'information Première S - Principe actif, formulation - Caractéristiques physiques d’une espèce chimique - Synthèse d’une espèce chimique - Alcools, aldéhydes, cétones et acides carboxyliques - Synthèse de molécules complexes - Rendement d’une synthèse Principe de restitution des couleurs par un écran plat Une lecture des compétences de la seconde à la terminale S Document académie d’Aix-Marseille : Isabelle Tarride Les ressources académiques Thème : Observer Sous-thème Activité expérimentale Activité documentaire - Détection d’un tsunami - La sécurité des piétons : une affaire de capteurs d’ondes mécaniques et électromagnétiques Ondes et particules - Pollution sonore : cétacés en péril Caractéristiques et propriétés des - Lorsque l’obscurité naît de la ondes lumière - Effet Doppler - La place de la spectroscopie UV-visible dans un dosage Activité expérimentale et documentaire - Le spectre infrarouge : l’empreinte d’une molécule Analyse spectrale - Les vins rouges : des vins conformes ? Les ressources académiques Thème : Comprendre Sous-thème Temps, mouvement et évolution Structure et transformation de la matière Activité expérimentale - La propulsion par réaction - Étude d’un pendule - Semblables et pourtant très différents Activité documentaire - Quel temps ? - Le dopage - Halte à la fraude ! - Quel est l’intérêt de la catalyse ? - Des micro-algues au biocarburant - Les médicaments de la mer - Vers une isolation plus efficace Énergie, matière et rayonnement Activité expérimentale et documentaire - Principe du fonctionnement du laser - Qu’est-ce-que la lumière ? - Diastéréoisomères Z/E : des espèces différentes ? Les ressources académiques Thème : Agir Sous-thème Économiser les ressources et respecter l’environnement Activité expérimentale Activité documentaire - Valorisation du dioxyde de carbone Activité expérimentale et documentaire - Économiser l’énergie - Solaire : peut-on enfin y croire ? Synthétiser des molécules, fabriquer de nouveaux matériaux Transmettre et stocker de l’information - Panne de lecteur DVD ! Un exemple de progression dans une approche linéaire Observer : ondes et matière Ondes et particules Notions et contenus Compétences exigibles Rayonnements dans l’Univers Absorption de rayonnements par l’atmosphère terrestre. Extraire et exploiter des informations sur l’absorption de rayonnements par l’atmosphère terrestre et ses conséquences sur l’observation des sources de rayonnements dans l’Univers. Connaître des sources de rayonnement radio, infrarouge et ultraviolet. Les ondes dans la matière Houle, ondes sismiques, ondes sonores. Magnitude d’un séisme sur l’échelle de Richter. Niveau d’intensité sonore. Extraire et exploiter des informations sur les manifestations des ondes mécaniques dans la matière. Connaître et exploiter la relation liant le niveau d’intensité sonore à l’intensité sonore. Détecteurs d’ondes (mécaniques et électromagnétiques) et de particules (photons, particules élémentaires ou non). Extraire et exploiter des informations sur : - des sources d’ondes et de particules et leurs utilisations - un dispositif de détection. Pratiquer une démarche expérimentale mettant en œuvre un capteur ou un dispositif de détection. Découpage S1 S1 S1 / S2 Séquence 1 Ondes et particules Agir : Défis du XXIème siècle Transmettre et stocker de l’information Procédés physiques de transmission Propagation libre et propagation guidée. Transmission : - par câble ; - par fibre optique : notion de mode ; - transmission hertzienne. Exploiter des informations pour comparer les différents types de transmission. Caractériser une transmission numérique par son débit binaire. Évaluer l’affaiblissement d’un signal à l’aide du coefficient d’atténuation. Mettre en œuvre un dispositif de transmission de données (câble, fibre optique). S29/30 Séquence 18 Procédés physiques de transmission Débit binaire. Atténuations. Stockage optique Écriture et lecture des données sur un disque optique. Capacités de stockage. Agir : Défis du XXIème siècle Créer et innover Culture scientifique et technique ; relation science-société. Métiers de l’activité scientifique (partenariat avec une institution e recherche, une entreprise, etc.). Expliquer le principe de la lecture par une approche interférentielle. Relier la capacité de stockage et son évolution au phénomène de diffraction. S30 Stockage optique Rédiger une synthèse de documents pouvant porter sur : - l’actualité scientifique et technologique ; - des métiers ou des formations scientifiques et techniques ; - les interactions entre la science et la société. S31 Séquence 19 Mesures et incertitudes 2011 2012 Terminale S Première S Seconde La dilution Quelles sources d’erreur ? Différentes sources d’erreur Quelle pipette choisir ? Incertitudes différentes Quelle incertitude relative sur la concentration ? C V1 V2 m M C V1 V2 m M Relation fournie Les activités expérimentales Pratiquer une démarche expérimentale mettant en œuvre un capteur ou un dispositif de détection Pratiquer une démarche expérimentale visant à étudier qualitativement et quantitativement un phénomène de propagation d'une onde Réaliser l'analyse spectrale d'un son musical et l'exploiter pour en caractériser la hauteur et le timbre Observer (8 activités expérimentales) Pratiquer une démarche expérimentale pour déterminer la période, la fréquence, la longueur d'onde et la célérité d'une onde progressive sinusoïdale Pratiquer une démarche expérimentale visant à étudier ou utiliser le phénomène de diffraction dans le cas des ondes lumineuses Pratiquer une démarche expérimentale visant à étudier quantitativement le phénomène d'interférences dans le cas des ondes lumineuses Mettre en œuvre une démarche expérimentale pour mesurer une vitesse en utilisant l'effet Doppler Mettre en œuvre un protocole expérimental pour caractériser une espèce colorée Les activités expérimentales Mettre en œuvre une démarche expérimentale pour étudier un mouvement Mettre en œuvre une démarche expérimentale pour interpréter un mode de propulsion par réaction à l'aide d'un bilan qualitatif de quantité de mouvement Pratiquer une démarche expérimentale pour mettre en évidence : - les différents paramètres influençant la période d'un oscillateur mécanique - son amortissement Comprendre (13 activités expérimentales) Pratiquer une démarche expérimentale pour étudier l'évolution des énergies cinétique, potentielle et mécanique d'un oscillateur Mettre en œuvre une démarche expérimentale pour suivre dans le temps une synthèse organique par CCM et en estimer la durée Mettre en œuvre une démarche expérimentale pour mettre en évidence quelques paramètres influençant l'évolution temporelle d'une réaction chimique ; concentration, température, solvant Mettre en œuvre une démarche expérimentale pour mettre en évidence le rôle d'un catalyseur Pratiquer une démarche expérimentale pour mettre en évidence des propriétés différentes des diastéréoisomères Visualiser, à partir d'un modèle moléculaire ou d'un logiciel de simulation, les différentes conformations d'une molécule Les activités expérimentales Mesurer le pH d'une solution aqueuse Comprendre (suite) Mettre en œuvre une démarche expérimentale pour déterminer une constante d'acidité Mettre en évidence l'influence des quantités de matière mises en jeu sur l'élévation de température observée Mettre en œuvre un protocole expérimental utilisant un laser comme outil d'investigation ou pour transmettre de l'information Les activités expérimentales Pratiquer une démarche expérimentale pour déterminer la concentration d'une espèce à l'aide de courbes d'étalonnage en utilisant la spectrophotométrie et la conductimétrie dans le domaine de la santé, de l'environnement ou du contrôle de qualité Pratiquer une démarche expérimentale pour déterminer la concentration d'une espèce chimique par titrage par le suivi d'une grandeur physique et par la visualisation d'un changement de couleur, dans le domaine de la santé, de l'environnement ou du contrôle de qualité Agir (7 activités expérimentales) Pratiquer une démarche expérimentale pour synthétiser une molécule organique d'intérêt biologique à partir d'un protocole Identifier des réactifs et des produits à l'aide de spectres et de tables fournis Mettre en œuvre un protocole expérimental utilisant un capteur (caméra ou appareil photo numérique par exemple) pour étudier un phénomène optique Mettre en œuvre un protocole expérimental utilisant un échantillonneurbloqueur et/ou un convertisseur analogique numérique (CAN) pour étudier l'influence des différents paramètres sur la numérisation d'un signal (d'origine sonore par exemple) Mettre en œuvre un dispositif de transmission de données (câble ou fibre optique) Liste du matériel de chimie Terminale S Liste du matériel de chimie Terminale S Liste du matériel de physique Terminale S Liste du matériel de physique Terminale S L’épreuve du baccalauréat deux sujets « zéro » enseignement spécifique et trois exercices de spécialité et leurs corrigés Livret scolaire Session 2013
