Présentation nouvelle seconde - Académie de Nancy-Metz

Présentation nouvelle seconde
NOUVEAU PROGRAMME DISPONIBLE SUR:
HTTP://EDUSCOL.EDUCATION.FR
BULLETIN OFFICIEL SPÉCIAL N° 4 DU 29 AVRIL 2010
Esprit du nouveau programme
 Le préambule : passage obligé.
Le préambule au nouveau programme de seconde présente
les objectifs à atteindre ainsi que les modalités de mise en
œuvre.
 La grille du programme
La grille du programme n’indique pas l’esprit de celui-ci mais
les contenus et notions à aborder, ainsi que les
connaissances, capacités et attitudes attendues à la fin de
l’année.
Objectifs
 Donner à l’élève une culture scientifique et
citoyenne lui permettant de se situer et
d’agir au sein de la société.
 Lui donner une formation de base suffisante
pour avoir une analyse critique des
problèmes posés et des solutions proposées.
L’atout des sciences expérimentales
Plutôt que de privilégier une réussite fondée sur des considérations
virtuelles et formelles, dans le seul domaine de la pensée, l’atout des
sciences expérimentales comme la physique et la chimie est de s’appuyer
sur l’observation, le concret et le « faire ensemble ».
Ainsi, il ne s’agit pas de faire une sélection, un tri pour ne garder que ceux
qui auraient le « niveau » pour faire des sciences, mais plutôt de
« donner aux jeunes le goût des sciences, en particulier aux
filles, et faire découvrir les formations et les métiers liés aux
sciences ».
Modalités
L’enseignement des sciences physiques permet la construction progressive et la
mobilisation du corpus de connaissances scientifiques de base, en développant des
compétences (…) apportées par une initiation aux pratiques et méthodes des
sciences expérimentales et à leur genèse :
 la démarche scientifique
 l’approche expérimentale
 la mise en perspective historique
pour lesquelles sont convoquées :
 la coopération interdisciplinaire
 l’usage des TIC
 l’entrée thématique.
La démarche scientifique
 Initier l’élève à la démarche scientifique c’est lui permettre
d’acquérir des compétences qui le rendent capable de mettre
en œuvre un raisonnement pour identifier un problème,
formuler des hypothèses, les confronter aux constats
expérimentaux et exercer son esprit critique.
 Il
doit pour cela pouvoir mobiliser ses connaissances,
rechercher, extraire et organiser l’information utile, afin de
poser les hypothèses pertinentes. Il lui faut également
raisonner, argumenter, démontrer et travailler en
équipe.
 Dans la continuité du collège, la démarche d’investigation
s’inscrit dans cette logique pédagogique.
Compétences
 Proposition de définition : Mobilisation d’un ensemble de
connaissances, capacités et attitudes permettant de résoudre un
problème complexe.
 Six grands axes :
 S’approprier
 Analyser
 Réaliser
 Valider
 Communiquer
 Etre autonome
L’évaluation
 L’évaluation doit ainsi être pensée dans le cadre de la grille de
compétences. (Toujours se poser la question :
j’évalue ?)
quelle compétence
 On n’évalue pas deux fois la même compétence dans un devoir et on
n’évalue pas toutes les compétences dans un même devoir. (Restons
modestes)
 Les compétences évaluées devraient apparaître sur le devoir ainsi que
tout au long de l’année. L’élève sait ainsi sur quoi il va être évalué.
 La colonne de droite, intitulée « Compétences attendues » nous indique
les connaissances, capacités et attitudes évaluables. Chacune fait
référence à une ou plusieurs compétences de la grille.
L’entrée thématique
 L’approche thématique permet aussi de développer l’intérêt pour les
sciences en donnant du sens aux contenus enseignés en explorant des
domaines très divers, tout en gardant un fil conducteur qui assure une
cohérence à l’ensemble des notions introduites.
 Les thèmes permettent à la discipline d’aborder et d’illustrer de façon
contextualisée, à partir de problématiques d’ordre sociétal ou naturel, des
contenus et méthodes qui lui sont spécifiques.
 Certaines notions sont présentes dans plusieurs thèmes, voire plusieurs
fois dans un même thème ; le professeur peut ainsi les aborder sous des
angles différents, les compléter ou bien ne pas y revenir s’il considère
qu’elles sont acquises. La seule contrainte est qu’en fin d’année scolaire
l’enseignement dispensé au travers des trois thèmes ait couvert l’ensemble
des notions et contenus.
Un exemple: réfraction, réflexion
ENTRÉE PAR LE THÈME SANTÉ
Exemple de progression:
Semaine 1 : Signaux périodiques. TP 1 : électrocardiogramme
Semaine 2 : Exercices. Ondes sonores. TP 2 : audiogramme ou
échographie
Semaine 3 : exercices. Contrôle. TP 3 : fibroscopie
TP 3 : Fibroscopie
pour observer l’intérieur de l’estomac sans acte
chirurgical, le médecin utilise un fibroscope.
http://www.titefermiere.net/blog/index.php?Chroniquesdes-urgences/2006/09
http://www.titefermiere.net/blog/index.php?Chro
niques-des-urgences/2006/09
Vous disposez d’une boîte percée d’un trou, représentant l’estomac, et d’une balle de pig pong
représentant un corps à l’intérieur de l’estomac. Comment observer la balle à l’intérieur de la
boîte ?
Remarque : la balle ne peut être éclairée directement.
(matériel proposé : ordinateur + webcam, fibre optique, laser) / Attention aux consignes de
sécurité avec le laser.
TP 3 : Fibroscopie (suite)
RÉPONSES ATTENDUES
 La webcam doit être placée dans la boîte
 Il faut éclairer l’objet au moyen de la fibre optique
et du laser.
 Toutes les autres propositions émises par les élèves.
TP 3 : fibroscopie (suite)
Réalisation de l’expérience
TP 3 : fibroscopie (suite)
Questionnement
 Comment se propage la lumière ?
 Comment se propage la lumière dans la fibre optique ? Schématisez
vos hypothèses.
Réponses attendues
La lumière se propage en ligne droite dans un milieu homogène
Plusieurs hypothèses possibles : courbure de la lumière, présence de miroirs,
réflexions multiples à l’intérieur de la fibre, etc.
TP 3 : fibroscopie (suite)
Vérification expérimentale
Le professeur distribue les « tuyaux » de gélatine et les lasers. Les élèves
valident ou invalident leurs hypothèses. On doit ressortir qu’il y a réflexion
totale à la surface de séparation des deux milieux.
TP 3 : fibroscopie (suite)
TP 3 : fibroscopie (fin)
 Reproduire ce phénomène avec un hémi-cylindre de
plexiglas. Y a-t-il toujours réflexion totale ?
 Les élèves manipulent de façon qualitative. Le professeur
veille à ce qu’ils voient que la réflexion totale n’a lieu que
dans le cas du passage plexiglas – air, et au-delà d’un
angle d’incidence limite.
 Institutionnalisation des connaissances : dioptre,
normale, angle d’incidence, angle de réflexion, rayon
incident, rayon réfléchi et rayon réfracté. Réflexion
totale. Schéma.
Un exemple: réfraction, réflexion
ENTRÉE PAR LE THÈME UNIVERS
Exemple de progression:
Semaine 1 : Description de l’univers. TP 1 : L’univers, de
l’infiniment grand à l’infiniment petit. Puissances de 10.
Semaine 2 : Exercices. TP 2 : l’arc-en-ciel . Réfraction, réflexion,
dispersion
Semaine 3 : Contrôle. TP 3 : Lois de Snell-Descartes.
TP 2 : L’arc-en-ciel
Observez bien les photos ci-dessous. En dehors de l’arc-en-ciel, quels
points communs y a-t-il entre chaque photo ?
Situation déclenchante
http://aiguebrun.adjaya.info/post/070619/Arcen-ciel-coucher-du-soleil
http://www.astronoo.com
/articles/arcEnCiel.html
http://www.astronoo.com/article
s/arcEnCiel.html
http://www.cosmovisions.com/CTarcenciel.htm
TP 2 : L’arc-en-ciel (suite)
Réponses attendues
 Il y a du soleil
 Il y a de l’eau
 Autres ?
Répondez aux questions suivantes
 1/ Rappelez quelles sont les conditions pour voir un
objet.
S’approprier
 2/ L’arc-en-ciel n’étant pas une source primaire de
lumière, d’où provient la lumière qui nous est
diffusée ?
Analyser, communiquer
 3/ Quelle est la couleur de cette lumière ? Comment
se propage-t-elle ?
TP 2 : l’arc-en-ciel (suite)
Vous disposez de trois éléments :
 le soleil
une goutte d’eau
l’œil de l’observateur
Proposez un schéma illustrant le trajet de la lumière. Vous
représenterez les rayons lumineux par des segments
fléchés rectilignes.
Schémas attendus
TP 2 : L’arc-en-ciel (suite)
Vous disposez de :
 Une cuve cylindrique remplie d’eau, représentant la
goutte d’eau
 Une source de lumière blanche représentant le soleil
 Un écran blanc représentant votre œil
Réalisez le montage illustrant votre schéma. Votre hypothèse
est-elle validée ?
Notez vos observations.
Quelques photos de l’expérience
Photos (suite)
TP 2 : l’arc-en-ciel (suite)
Réponses attendues :
 La lumière traverse la goutte
 La lumière traverse la goutte et est déviée
 La lumière rebondit un peu sur la goutte
 Une partie de la lumière traverse et une autre partie
rebondit sur la goutte
 On voit l’arc-en-ciel, etc.
TP 2 : l’arc-en-ciel (fin)
Institutionnalisation :
 Définition de la réfraction
 Définition de la réflexion
 Définition de la dispersion
TP 3 : lois de la réfraction
Approche historique de la réfraction
I/ Histoire
Claude Ptolémée
Au sujet de ses résultats, Ptolémée s’est livré à des commentaires d’ordre qualitatif. Il a observé
que :
1. le rayon incident et le rayon réfracté sont situés dans un plan perpendiculaire à la surface du
milieu de séparation,
2. les rayons perpendiculaires à la surface ne sont pas réfractés,

Robert Grosseteste
Il fut l’un des pionniers de la méthode expérimentale moderne en affirmant que l’expérimentation
était le meilleur moyen d’étudier la réflexion et la réfraction de la lumière. La loi de la réfraction
qu’il avait proposée est que l’angle de réfraction est égal à la moitié de l’angle d’incidence

Johannes Kepler
Ce savant proposa une relation de proportionnalité entre les angles de réfraction et d'incidence
pour des valeurs d’angles petites.

René Descartes
La loi qu’il donne repose sur des résultats expérimentaux mais a également un caractère
théorique. Elle fait intervenir une fonction trigonométrique et est de la forme : sin i1 = k sin r1, k
étant un nombre constant caractérisant le milieu dans lequel le rayon est réfracté.

Tp 3 : lois de la réfraction (suite)
II- Comparaison des différentes lois :
Compléter le tableau suivant en indiquant la loi donnée par chacun des scientifiques cités
dans le texte ainsi que l’époque à laquelle chacun d’eux vivait.
http://www.anthropologi
eenligne.com/pages/18.2.
html

Scientifique

Époque où il a vécu

Nationalité

Loi proposée
http://www.nndb.com/peo
ple/700/000096412/
www.notablebiographi
es.com
http://vectorcollege.co
m/?p=215
Tp 3 : Lois de la réfraction (suite et fin)
III/ Avec le matériel à votre disposition, vérifier les
hypothèses formulées par ces savants.
(Les élèves doivent arriver à la nécessité de faire des mesures et donc,
d’établir un tableau de mesures, de i, r, sin i et sin r. Au lieu de leur
demander de tracer une courbe, on peut leur faire calculer les rapports i/r
et sin i/sin r.)
Conclusion attendue : toutes les hypothèses sont justes sauf celle de
Grosseteste.
Fin du TP : le professeur énonce les lois de Descartes sur la réfraction.
Un exemple en chimie, thème
santé: Concentration massique
DÉMARCHE D’INVESTIGATION AUTOUR DU COCA
COLA.
PROGRAMME : SOLUTION : SOLVANT, SOLUTÉ,
DISSOLUTION D’UNE ESPÈCE MOLÉCULAIRE OU
IONIQUE.
CONCENTRATIONS MASSIQUE ET
MOLAIRE D’UNE ESPÈCE EN SOLUTION NON
SATURÉE. DILUTION D’UNE SOLUTION.
PRÉLEVER UNE QUANTITÉ DE
MATIÈRE D'UNE ESPÈCE CHIMIQUE DONNÉE.
ÉLABORER OU METTRE EN ŒUVRE
UN PROTOCOLE DE DISSOLUTION, DE DILUTION.
Situation déclenchante :
 Doc 1: « Consommer fréquemment
des boissons riches en sucre (jus,
sodas) représente un véritable
danger potentiel pour la santé.
En effet, l’abus de sucre favorise le
risque de surpoids, d’obésité et de
diabète de type 2. »
« http://www.chanflor.com/Les-boissons-et-lesucre.html »
Doc 2: « Vous vous êtes toujours demandé combien
de sucres vont ingurgitez quand vous buvez votre
soda favori: le coca cola. Voici la réponse: près de 10
morceaux de sucres représentant 39 grammes de
sucre dans chaque canette de 33cl de coca-cola. Pour
les bouteilles cela est encore plus terrifiant comptezvous même… »
http://www.meax.fr/post/quantite-de-sucre-dans-lecoca-cola.html
Questions préliminaires
On cherche à vérifier si l’affirmation du document 2 est exacte.
Pour simplifier, on suppose que le Coca Cola n’est constitué que d’eau et
de sucre (saccharose)
Vous disposez de balances, de sucre en poudre, d’eau distillée et de toute
la verrerie nécessaire (éprouvettes graduées, fioles jaugées, béchers).
Sans entrer dans les détails, proposez une méthode pour vérifier la
validité de cette affirmation.
(Réflexion collective par groupes de 4.)
(Restitution orale devant la classe. Discussion sur les propositions.)
Remarque: nous n’avons pas à notre disposition de verrerie de 33 cL, 0,5L ou 1L.
Réponses attendues
 Il faut peser
 Il faut mesurer
 Il faut mélanger du sucre à de l’eau et comparer avec
le coca.
 Il faut trouver il y a combien de sucre dans 100 mL
de coca et préparer une solution équivalente
 Il faut comparer la masse de 100 mL de coca et celle
de 100 mL de solution d’eau sucrée.
 Etc. (liste non exhaustive)
Recadrage du professeur
 Si besoin, le professeur oriente la discussion sur le besoin
de connaître la masse de sucre dissout non pas dans 33cL
mais dans 50 ou 100 mL
 Il peut alors d’ores et déjà présenter l’utilité de la grandeur
« concentration massique »
 Enfin, il arbitre sur la méthode :
 Réaliser une solution d’eau sucrée à la bonne concentration massique
(certains élèves auront une fiole de 50 mL et d’autres, une fiole de 100 mL)
 Peser un volume identique de Coca Cola et de solution préparée.
Protocoles expérimentaux
 Vous disposez de balances,
fioles jaugées, éprouvettes
graduées, béchers,
spatules, pipettes,
entonnoirs, pissettes d’eau
distillée, sucre en poudre et
Coca Cola.
 Proposez par écrit un
protocole permettant de
réaliser une solution d’eau
sucrée de même Communiquer
concentration massique
que le Coca Cola.
 Réalisez cette dissolution.
Discussion autour des expériences réalisées
 Le professeur pointe les différents protocoles
proposés et soulève des questions:
 Le volume de la solution est-il le même que celui de
l’eau mise avant dissolution du sucre ?
 De quoi doit-on tenir compte, du volume d’eau ou du
volume de la solution finale ?
 Le professeur fait le point sur le bon protocole
Mesures finales
 La solution de concentration voulue étant préparée,
reste à comparer les masses des deux liquides, à
volume égal.
 Une discussion peut avoir lieu sur l’origine de l’écart
mesuré.
Synthèse finale
 Synthèse en cours :
 Chapitre X – SOLUTION ET CONCENTRATION MASSIQUE












Solutions et dissolution.
Solution, soluté, solvant.
Solutions moléculaires.
Solutions ioniques.
Solubilité d’une espèce chimique.
Concentration massique.
Masse et volume.
Définition de la concentration massique.
Comment lire l’étiquette d’un médicament.
Préparation d’une solution par dissolution.
Masse d’espèce chimique à dissoudre.
Dissolution : utilisation de la fiole jaugée.