[PDF] Physique-Chimie d'expliquer les impacts engendré

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Physique-Chimie

pour en découvrir et expliciter les lois, acquérant ainsi du pouvoir sur le monde réel. Les finalités de leur

enseignement au cours du cycle 4 sont de permettre ă l'Ġlğǀe : pour formuler des raisonnements adéquats ;

de saisir par une pratique concrète la complexité du réel en observant, en expérimentant, en mesurant, en

modélisant ;

de construire, à partir des faits, des idées sur le monde qui deviennent progressivement plus abstraites et

puissantes ; avec les sciences ; de perceǀoir les liens entre l'ġtre humain et la nature ; d'agir en edžerĕant des choidž ĠclairĠs, y compris dans ses choidž d'orientation ;

de vivre et préparer une citoyenneté responsable, en particulier dans les domaines de la santé et de

l'enǀironnement : - en construisant sa relation au monde, ă l'autre, ă son propre corps ; - en intégrant les évolutions économiques et technologiques, pour assumer en citoyen les responsabilités sociales et éthiques qui en découlent.

Au cours du cycle 4, l'Ġtude des sciences t physique, chimie, sciences de la vie et de la Terre - permet aux

jeunes de se distancier d'une ǀision anthropocentrĠe du monde et de leurs croyances, pour entrer dans une

relation scientifique avec les phénomènes naturels, le monde vivant et les techniques. Cette posture

être approfondies, révisées et peut-être remises en cause tant dans la suite de sa scolarité que tout au long de

sa vie. Organisation et transformations de la matière ;

Mouvements et interactions ;

L'Ġnergie et ses conǀersions ;

Des signaux pour observer et communiquer.

formations ainsi que les enjeux économiques en relation avec les sciences, notamment la physique et la chimie.

La diversité des talents et des intelligences des élèves est mise en valeur dans le choix des activités, de la place

développement de son jugement critique, et lui inculquent les valeurs, essentielles en sciences, de respect des

faits, de responsabilité et de coopération.

du cycle. Il est possible d'atteindre les attendus de fin de cycle par diffĠrentes programmations sur les trois

élaborés, en prenant en compte la progressiǀitĠ dans la prĠsentation des notions abordĠes dans d'autres

disciplines, notamment les mathématiques, les sciences de la vie et de la Terre et la technologie.

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Compétences travaillées Domaines du socle

Pratiquer des démarches scientifiques

Identifier des questions de nature scientifique.

Proposer une ou des hypothèses pour répondre à une question scientifique. Concevoir une expérience pour la ou les tester. Mesurer des grandeurs physiques de manière directe ou indirecte. Interpréter des résultats expérimentaux, en tirer des conclusions et les communiquer en argumentant. 4

Concevoir, créer, réaliser

Concevoir et réaliser un dispositif de mesure ou d'obserǀation. 4, 5

S'approprier des outils et des mĠthodes

Effectuer des recherches bibliographiques.

Utiliser des outils numériques pour mutualiser des informations sur un sujet scientifique. Planifier une tâche expérimentale, organiser son espace de travail, garder des traces des étapes suivies et des résultats obtenus. 2

Pratiquer des langages

Lire et comprendre des documents scientifiques.

Utiliser la langue française en cultivant précision, richesse de vocabulaire et syntaxe pour rendre compte des observations, expériences, hypothèses et conclusions. 1

Mobiliser des outils numériques

modèles numériques. Produire des documents scientifiques grâce à des outils numériques, en utilisant 2

Adopter un comportement éthique et responsable

Expliquer les fondements des règles de sécurité en chimie, électricité et acoustique. agir de façon responsable. 3, 5

Se situer dans l'espace et dans le temps

évoluent et influencent la société.

Identifier les diffĠrentes Ġchelles de structuration de l'Uniǀers. 5

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Organisation et transformations de la matière

Attendus de fin de cycle

Décrire la constitution et les états de la matière. Décrire et expliquer des transformations chimiques. DĠcrire l'organisation de la matiğre dans l'Uniǀers.

Connaissances et compétences associées Edžemples de situations, d'actiǀitĠs et d'outils

pour l'Ġlğǀe Décrire la constitution et les états de la matière Caractériser les différents états de la matière (solide, liquide et gaz). pour Ġtudier les propriĠtĠs des changements d'Ġtat. CaractĠriser les diffĠrents changements d'Ġtat d'un corps pur.

¾ Espèce chimique et mélange.

¾ Notion de corps pur.

¾ Changements d'Ġtats de la matiğre.

¾ Conservation de la masse, température de changement d'Ġtat. Ce thème a pour but de lui faire découvrir la nature microscopique de la matière et le chimiques. la conserǀation de la masse d'une substance lors d'un changement d'Ġtat. Si l'eau est le principal support edžpĠrimental - sans en edžclure d'autres - pour l'Ġtude des changements d'Ġtat, on pourra edžploiter des donnĠes pour connaŠtre l'Ġtat d'un corps dans un contexte fixé et exploiter la température de changement d'Ġtat pour identifier des corps purs.

L'Ġtude edžpĠrimentale sera l'occasion de

mettre l'accent sur les transferts d'Ġnergie lors des changements d'Ġtat. Concevoir et réaliser des expériences pour caractériser des mélanges.

¾ Solubilité.

¾ Miscibilité.

¾ Composition de l'air.

Ces Ġtudes seront l'occasion d'aborder la

dissolution de gaz dans l'eau au regard de problématiques liées à la santé et l'enǀironnement.

Ces études peuvent prendre appui ou illustrer

les différentes méthodes de traitement des Décrire et expliquer des transformations chimiques

Connaissances et compétences associées Edžemples de situations, d'actiǀitĠs et d'outils

pour l'Ġlğǀe Identifier expérimentalement une transformation chimique. Interpréter une transformation chimique comme une redistribution des atomes. Utiliser une équation de réaction chimique fournie pour décrire une transformation chimique observée. ¾ Constitution de l'atome ; noyau et électrons.

¾ Notions de molécules, atomes, ions.

Interpréter une formule chimique en termes atomiques. ¾ Dioxygène, dihydrogène, diazote, eau, dioxyde de carbone.

Cette partie prendra appui sur des activités

types de transformations chimiques : combustions, réactions acide-base, réactions acides-métaux.

Utilisation du tableau périodique pour

retrouǀer, ă partir du nom de l'ĠlĠment, le symbole et le numéro atomique et réciproquement.

Propriétés acidobasiques

mesure de pH.

Ces différentes transformations chimiques

peuvent servir de support pour introduire ou exploiter la notion de transformation chimique dans des contextes variés (vie quotidienne, vivant, industrie, santé, environnement).

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H+ et OH-.

¾ Ions H+ et OH-.

¾ Mesure du pH.

La pratique expérimentale et les exemples de

transformations abordées (réactions entre solutions acides et basiques, réactions entre solutions acides et mĠtaudž) sont l'occasion de travailler sur les problématiques liées à la sĠcuritĠ et ă l'enǀironnement. DĠcrire l'organisation de la matiğre dans l'Uniǀers Décrire la structure de l'Uniǀers et du systğme solaire. ¾ Galaxies, Ġǀolution de l'Uniǀers, formation du système solaire. évolue dans sa composition, ses échelles et son organisation, que le système solaire et la Terre participent de cette évolution.

Mouvement et interactions

Attendus de fin de cycle

Caractériser un mouvement.

Modéliser une interaction par une force caractérisée par une direction, un sens et une valeur.

Connaissances et compétences associées Edžemples de situations, d'actiǀitĠs et d'outils

pour l'Ġlğǀe

Caractériser un mouvement

CaractĠriser le mouǀement d'un objet.

Utiliser la relation liant vitesse, distance et durée dans le cas d'un mouǀement uniforme.

¾ Vitesse : direction, sens et valeur.

¾ Mouvements rectilignes et circulaires.

¾ Mouvements uniformes et mouvements dont la vitesse varie au cours du temps en direction ou en valeur.

L'ensemble des notions de cette partie peut

ġtre abordĠ ă partir d'edžpĠriences simples réalisables en classe, de la vie courante ou de documents numériques.

Utiliser des animations ou des vidéos de

trajectoires d'objets.

Modéliser une interaction par une force caractérisée par une direction, un sens et une valeur

Identifier les interactions mises en jeu (de contact ou à distance) et les modéliser par des forces. Associer la notion d'interaction ă la notion de force.

¾ Action de contact et action à distance.

¾ Force : direction, sens et valeur.

¾ Force de pesanteur et son expression P=mg.

l'occasion d'utiliser les diagrammes objet- interaction. statique (balance, ressort, force musculaire).

Expérimenter des actions produisant un

mouvement (fusée, moteur à réaction).

Pesanteur sur Terre et sur la Lune, différence

entre poids et masse (unités).

L'Ġnergie et ses conǀersions

Attendus de fin de cycle

Identifier les sources, les transferts, les conǀersions et les formes d'Ġnergie.

Utiliser la conserǀation de l'énergie.

Connaissances et compétences associées Edžemples de situations, d'actiǀitĠs et d'outils

pour l'Ġlğǀe Identifier les sources, les transferts, les conversions et les formes d'Ġnergie

Utiliser la conserǀation de l'Ġnergie

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Des signaux pour observer et communiquer

Attendus de fin de cycle

Utiliser les propriétés de ces signaux.

Connaissances et compétences associées Exemples de situations, d'actiǀitĠs et d'outils pour l'Ġlğǀe

Signaux lumineux

Distinguer une source primaire (objet lumineudž) d'un objet diffusant. Exploiter expérimentalement la propagation rectiligne de la lumière dans le vide et le modèle du rayon lumineux. ¾ Lumière : sources, propagation, vitesse de propagation. L'edžploitation de la propagation rectiligne de la lumière dans le vide et le modèle du rayon lumineux peut conduire à travailler sur les ombres, la réflexion et des mesures de distance.

Les activités proposées permettent de

Identifier les diffĠrentes formes d'Ġnergie. ¾ Cinétique (relation Ec = ½ mv2), potentielle (dépendant de la position), thermique, électrique, chimique, nucléaire, lumineuse. Identifier les sources, les transferts et les conversions d'Ġnergie. Établir un bilan énergétique pour un système simple.

¾ Sources.

¾ Transferts.

¾ Conǀersion d'un type d'Ġnergie en un autre.

¾ Conserǀation de l'Ġnergie.

¾ UnitĠs d'Ġnergie.

Utiliser la relation liant puissance, énergie et durée.

¾ Notion de puissance.

Les supports d'enseignement gagnent ă releǀer de systèmes ou de situations de la vie courante. Les activités proposées permettent de souligner

équivalentes ni également utilisables.

Ce thğme permet d'aborder un ǀocabulaire scientifique visant à clarifier les termes souvent rencontrés dans la vie courante : chaleur, production, pertes, consommation, gaspillage, Ġconomie d'Ġnergie, Ġnergies renouǀelables. simple visant à réaliser un circuit électrique répondant à un cahier des charges simple ou à vérifier une loi de l'ĠlectricitĠ.

Exploiter les lois de l'ĠlectricitĠ.

¾ Dipôles en série, dipôles en dérivation. série. ¾ Loi d'additiǀitĠ des tensions (circuit ă une seule maille). ¾ Loi d'additiǀitĠ des intensités (circuit à deux mailles). Mettre en relation les lois de l'ĠlectricitĠ et les rğgles de sécurité dans ce domaine.

¾ Puissance électrique P= U.I.

durée. Les exemples de circuits électriques privilégient les dispositifs rencontrés dans la vie courante : automobile, appareils portatifs, installations et appareils domestiques.

Les activités proposées permettent de

sensibiliser les Ġlğǀes audž Ġconomies d'Ġnergie pour développer des comportements responsables et citoyens. Les actiǀitĠs proposĠes permettent d'effectuer un calcul de consommation d'Ġnergie relatif ă une situation de la vie courante. Les activités proposées permettent de tracer des courbes tension-courant et d'identifier d'Ġǀentuelles situations de proportionnalité.

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¾ Modèle du rayon lumineux. sources lumineuses (laser par exemple).

Signaux sonores

DĠcrire les conditions de propagation d'un son. Relier la distance parcourue par un son à la durée de propagation.

¾ Vitesse de propagation.

¾ Sons audibles, infrasons et ultrasons.

Les exemples abordés privilégient les

phénomènes naturels et les dispositifs concrets : tonnerre, sonar...

Les activités proposées permettent de

sensibiliser les élèves aux risques auditifs.

Croisements entre enseignements

Quelques exemples de thèmes qui peuvent être travaillés avec plusieurs autres disciplines sont proposés ci-

dessous. Cette liste ne ǀise pas l'edžhaustiǀitĠ et n'a pas de caractğre obligatoire. Dans le cadre des

enseignements pratiques interdisciplinaires (EPI), la diversité des métiers de la science peut être explorée.

Corps, santé, bien-être et sécurité

¾ En lien avec les sciences de la vie et de la Terre, la technologie.

Sécurité, de la maison aux lieux publics et ă l'entreprise : usage raisonné des produits chimiques,

pictogrammes de sécurité, gestion et stockage des déchets chimiques au laboratoire, risque électrique

domestique. Sécurité pour soi et pour autrui : risque et gestion du risque. la technologie. Chimie et santé : fabrication des médicaments, prévention.

Culture et création artistiques

Son et lumière : sources, propagation, vitesse. ¾ En lien avec les arts plastiques, les sciences de la vie et de la Terre, les mathématiques. lumières colorées). Transition écologique et développement durable

¾ En lien avec les sciences de la vie et de la Terre, la technologie, les mathématiques, l'histoire et la

géographie, le français. Chimie et environnement : transformations chimiques : sources de pollution, dépollution biochimique, chimie verte. Recyclage des matériaux ͗ tri des dĠchets, protection de l'enǀironnement.

L'eau : ressource ; vivant ; exoplanètes ; formes de vie ; ǀapeur d'eau et effet de serre naturel ; risques

utilisation ͗ les rapports ă l'eau, audž richesses miniğres. Énergie : production, consommation, pertes, gaspillage, économie, énergies renouvelables.

Information, communication, citoyenneté

¾ En lien aǀec la technologie, l'Ġducation audž mĠdias et ă l'information.

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lumineux, signaux électriques.

¾ En lien aǀec l'Ġducation audž mĠdias et ă l'information, les sciences de la ǀie et de la Terre, les

mathématiques, le français, des travaux peuvent être proposés sur la distinction entre les

connaissances et les croyances, la sécurité pour soi et pour autrui.

Langues et cultures de l'Antiquité

Histoire des reprĠsentations de l'Uniǀers ͗ les saǀants de l'Ġcole d'Aledžandrie (Eratosthğne et la

mesure de la circonférence de la Terre, Hipparque et la théorie des mouvements de la Lune et du

Sciences et Antiquité : héritage de la Grèce antique dans la construction de la science. Langues et cultures étrangères ou, le cas échéant, régionales la science.

Monde économique et professionnel

¾ En lien avec la technologie, les sciences de la vie et de la Terre, des travaux sont possibles sur les

applications des recherches en physique et en chimie impactant le monde économique : industrie

Sciences, technologie et société

proposés sur les instruments scientifiques, les instruments de navigation. ¾ En lien aǀec la technologie, l'innoǀation et la crĠatiǀitĠ dans l'entreprise.

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Sciences de la vie et de la Terre

commun. Les professeurs inscrivent leur enseignement dans la progressivité et la continuité des apprentissages

des notions et concepts, en veillant à les adapter aux besoins spécifiques des élèves.

Les enseignements de sciences de la vie et de la Terre contribuent à la construction des parcours éducatifs

indiǀiduelle et collectiǀe en matiğre de prĠǀention, de santĠ, de prĠserǀation de l'enǀironnement.

permettre :

d'accĠder à des savoirs scientifiques actualisés, de les comprendre et les utiliser pour mener des

raisonnements adéquats, en reliant des données, en imaginant et identifiant des causes et des effets ;

de distinguer les faits des idées ;

d'edžercer une citoyennetĠ responsable, en particulier dans les domaines de la santé et de

l'enǀironnement, pour : o construire sa relation au monde, ă l'autre, ă son propre corps,

o intégrer les évolutions des domaines économique et technologique, assumer les responsabilités

sociales et éthiques qui en découlent.

Les objectifs de formation du cycle 4 en sciences de la ǀie et de la Terre s'organisent en apportant des focales

le vivant et son évolution ; le corps humain et la santé).

Le programme de sciences de la vie et de la Terre fait écho aux enseignements de physique-chimie et de

technologie. Il pose également les prérequis nécessaires à la compréhension des enseignements en lycée,

notamment en lycée professionnel.

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Compétences travaillées Domaine du socle

Pratiquer des démarches scientifiques

Formuler une question ou un problème scientifique. Proposer une ou des hypothèses pour résoudre un problème ou une question. Concevoir des expériences pour la ou les tester. préparation et de collecte. Interpréter des résultats et en tirer des conclusions. Communiquer sur ses démarches, ses résultats et ses choix, en argumentant. Identifier et choisir des notions, des outils et des techniques, ou des modèles

4, 2, 1

Concevoir, créer, réaliser

4 Utiliser des outils et mobiliser des méthodes pour apprendre expérimental). Identifier et choisir les outils et les techniques pour garder trace de ses recherches (ă l'oral et ă l'Ġcrit). 2

Pratiquer des langages

Lire et exploiter des données présentées sous différentes formes : tableaux, graphiques, diagrammes, dessins, conclusions de recherches, cartes heuristiques, etc. ReprĠsenter des donnĠes sous diffĠrentes formes, passer d'une reprĠsentation ă une autre et choisir celle qui est adaptée à la situation de travail. 1, 4

Utiliser des outils numériques

Conduire une recherche d'informations sur internet pour rĠpondre ă une question ou un problème scientifique, en choisissant des mots-clés pertinents et en évaluant la fiabilité des sources et la validité des résultats. données. 2

Adopter un comportement éthique et responsable

Identifier les impacts (bénéfices et nuisances) des activités humaines sur l'enǀironnement ă diffĠrentes Ġchelles. Fonder ses choix de comportement responsable vis-à-vis de sa santé ou de Comprendre les responsabilités individuelle et collective en matière de préservation des ressources de la planète (biodiversité, ressources minérales et ressources énergétiques) et de santé. sur le terrain. savoir scientifique.

3, 4, 5

Se situer dans l'espace et dans le temps

Situer l'espğce humaine dans l'Ġǀolution des espğces. Appréhender différentes échelles de temps géologique et biologique (ex : histoire de la Terre ; apparition de la vie, évolution et extinction des espèces ApprĠhender diffĠrentes Ġchelles spatiales d'un mġme phĠnomğneͬd'une mġme fonction (ex : nutrition ͗ niǀeau de l'organisme, niǀeau des organes et niǀeau cellulaire). savoir scientifique. 5, 4

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Ces compétences énoncées ne sont pas travaillées pour elles-mêmes mais activées dans les trois thématiques

énoncées ci-dessus.

Attendus de fin de cycle

Explorer et expliquer certains éléments de météorologie et de climatologie.

Terre.

Enǀisager ou justifier des comportements responsables face ă l'enǀironnement et ă la prĠserǀation

des ressources limitées de la planète.

Connaissances et compétences associées Edžemples de situations, d'actiǀitĠs et de ressources

pour l'Ġlğǀe Expliquer quelques phénomènes météorologiques et climatiques : Certains éléments de météorologie et de climatologie.

Différence entre météo et climat ; les

grandes zones climatiques de la Terre.

Le changement climatique actuel (influence

des activités humaines sur le climat). Caractériser quelques-uns des principaux enjeux de l'edžploitation d'une ressource naturelle par l'ġtre humain, en lien avec quelques grandes questions de société. par l'homme (eau, pĠtrole, charbon, bois, nourriture et ses activités quotidiennes. Comprendre et expliquer les choix en matière de gestion de ressources naturelles à différentes

échelles.

Expliquer comment une activité humaine peut

modifier l'organisation et le fonctionnement des

écosystèmes en lien avec quelques questions

Pour traiter de la différence entre météorologie et climatologie, on pourra s'appuyer sur des données météorologiques et climatiques de la ville ou de la région où vivent les élèves. Par exemple, à partir de bulletins météorologiques (cartes et vidéos) et à partir dépressions, canicule) on pourra montrer aux élèves l'edžistence de masses d'air en mouǀement, pouǀant ġtre ă l'origine de prĠcipitations (pluie, neige) en fonction de leurs caractéristiques. Les termes anticyclone et dépression seront utilisés. À partir de documents simples, il s'agit Ġgalement de faire prendre conscience et de discuter de la problématique du dérèglement climatique ͗ l'Ġǀolution des précipitations, des températures moyennes, le recensement des années chaudes et froides, la fonte de glaciers. conscience des conséquences de certains comportements et modes de vie (exemples : pollution des eaux, raréfaction des ressources en eau dans de la consommation des énergies fossiles. Elle est Ġgalement l'occasion de remettre le cycle de l'eau en perspective. Quelques exemples judicieusement choisis permettent audž Ġlğǀes d'identifier des solutions de prĠserǀation de cherchent à mieux respecter les équilibres naturels Cette thématique contribue tout particulièrement à

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