Objectifs de formation
Dans la continuité du collège, le programme de physique-chimie de la classe de seconde vise à faire pratiquer les méthodes et démarches de ces deux sciences en mettant particulièrement en avant la pratique expérimentale et l'activité de modélisation. L'objectif est de donner aux élèves une vision intéressante et authentique de la physique-chimie.
Le programme accorde une place importante aux concepts et en propose une approche concrète et contextualisée. Il porte l'ambition de permettre aux élèves d’accéder à une bonne compréhension des phénomènes étudiés et de leur faire percevoir la portée unificatrice et universelle des lois et concepts de la physique-chimie. La démarche de modélisation occupe une place centrale dans l'activité des physiciens et des chimistes pour établir un lien entre le « monde » des objets, des expériences, des faits et le « monde » des modèles et des théories. Aussi, l'enseignement proposé s'attache-t-il à introduire les principaux éléments constitutifs de cette démarche, tels que : simplifier la situation initiale ; établir des relations entre grandeurs ; choisir un modèle adapté pour expliquer des faits ; effectuer des prévisions et les confronter aux faits; recourir à une simulation pour expérimenter sur un modèle; choisir, concevoir et mettre en œuvre un dispositif expérimental pour tester une loi.
Une telle approche, dans laquelle le raisonnement occupe une place centrale, permet de construire une image fidèle de ce que sera un enseignement de physique-chimie proposé en cycle terminal ou au-delà, dans une formation post-baccalauréat. Le programme de seconde permet ainsi à tous les élèves de formuler des choix éclairés en matière de parcours de formation en classe de première générale ou technologique et de suivre avec profit l’enseignement scientifique proposé dans le tronc commun de formation du cycle terminal de la voie générale.
• Organisation du programme
Une attention particulière est portée à la continuité avec les enseignements des quatre thèmes du collège. Ainsi, le programme de seconde est-il structuré autour de trois de ces thèmes : « Constitution et transformations de la matière », « Mouvement et interactions » et « Ondes et signaux ». Le quatrième, « L’énergie : conversions et transferts », est abordé dans le cadre de l’étude des transformations de la matière. Ces thèmes permettent de traiter de nombreuses situations de la vie quotidienne et de contribuer à un dialogue fructueux avec les autres disciplines scientifiques. Ils fournissent l’opportunité de faire émerger la cohérence d'ensemble du programme sur plusieurs plans :
- notions transversales (modèles, variations et bilans, réponse à une action, etc.) ;
- notions liées aux valeurs des grandeurs (ordres de grandeur, mesures et incertitudes, unités, etc.) ;
- dispositifs expérimentaux et numériques (capteurs, instruments de mesure, microcontrôleurs, etc.) ;
- notions mathématiques (situations de proportionnalité, grandeurs quotient, puissances de dix, fonctions, vecteurs, etc.) ;
- notions en lien avec les sciences numériques (programmation, simulation, etc.).
Dans l’écriture du programme, chaque thème comporte une introduction spécifique indiquant les objectifs de formation, les domaines d’application et un rappel des notions abordées au collège. Elle est complétée par un tableau en deux colonnes identifiant, d’une part, les notions et contenus à connaître, d’autre part, les capacités exigibles ainsi que les activités expérimentales supports de la formation. Par ailleurs, des capacités mathématiques et numériques sont mentionnées ; le langage de programmation conseillé est le langage Python. La présentation du programme n’impose pas l’ordre de sa mise en œuvre par le professeur, laquelle relève de sa liberté pédagogique.
Le niveau de maîtrise de ces compétences dépend de l’autonomie et de l’initiative requises dans les activités proposées aux élèves sur les notions et capacités exigibles du programme. La mise en œuvre des programmes doit aussi être l’occasion d’aborder avec les élèves la finalité et le fonctionnement de la physique-chimie, des questions civiques mettant en jeu la responsabilité individuelle et collective, la sécurité pour soi et pour autrui, l’éducation à l’environnement et au développement durable.
• Repères pour l’enseignement
Le professeur est invité à :
- privilégier la mise en activité des élèves en évitant tout dogmatisme ;
- permettre et encadrer l'expression des conceptions initiales ;
- valoriser l’approche expérimentale ;
- contextualiser les apprentissages pour leur donner du sens ;
- procéder régulièrement à des synthèses pour expliciter et structurer les savoirs et savoir-faire et les appliquer dans des contextes différents ;
- tisser des liens aussi bien entre les notions du programme qu’avec les autres enseignements notamment les mathématiques, les sciences de la vie et de la Terre et l’enseignement « Sciences numériques et technologie » ;
- favoriser l'acquisition d'automatismes et développer l'autonomie des élèves en proposant des temps de travail personnel ou en groupe, dans et hors la classe. Dès qu’elle est possible, une mise en perspective des savoirs avec l’histoire des sciences et l’actualité scientifique est fortement recommandée.
• Mesure et incertitudes
En classe de seconde, l’objectif principal est de sensibiliser l'élève, à partir d'exemples simples et démonstratifs, à la variabilité des valeurs obtenues dans le cadre d’une série de mesures indépendantes d’une grandeur physique. L’incertitude-type fournit alors une estimation de l’étendue des valeurs que l’on peut raisonnablement attribuer à la grandeur physique. Les activités expérimentales proposées visent aussi à sensibiliser l’élève à l’influence de l’instrument de mesure et du protocole choisi sur la valeur de l’incertitude-type. Lorsque cela est pertinent, la valeur mesurée sera comparée avec une valeur de référence afin de conclure qualitativement à la compatibilité ou à la non-compatibilité entre ces deux valeurs.
[Extrait du B.O.]