Programme de première S au 08/02/2010

PHYSIQUE-CHIMIE
CLASSE TERMINALE DE LA SERIE SCIENTIFIQUE ENSEIGNEMENT SPECIFIQUE Présentation Dans une société où des informations de tous ordres arrivent dans
l'immédiateté et de toutes parts, la priorité est donnée à la formation des
esprits pour transformer cette information en une connaissance.
L'enseignant doit être un accompagnateur de chaque élève dans l'acquisition
de compétences qui ne peuvent être opérationnelles sans connaissances, qui
sont à la fois la base et l'objectif de la didactique, notamment
scientifique. Formation des esprits et acquisition de connaissances sont
deux facettes indissociables de l'activité éducative. Ainsi le programme physique-chimie de terminale S se situe dans le
prolongement de celui de première S en approfondissant la formation à la
démarche scientifique. Il permet de mieux installer les compétences déjà
rencontrées, de les compléter, et de faire acquérir des connaissances
nouvelles. Comme pour la première S, une rédaction volontairement allégée des
contenus, notions et compétences, a été privilégiée, sans pour autant
altérer la lisibilité et la précision des exigences telles qu'elles sont
attendues en fin d'année scolaire et exigibles pour le baccalauréat. Deux compétences occupent une place centrale en terminale : « extraire » et
« exploiter » des informations ; elles seront mises en ?uvre fréquemment,
notamment dans les situations identifiées dans la colonne de droite du
programme, en respectant l'esprit de la démarche scientifique. Les activités proposées aux élèves au sujet de la compétence « extraire »
et leurs connaissances acquises doivent les conduire à s'interroger de
manière critique sur la valeur scientifique des informations, sur la
pertinence de leur prise en compte, et à choisir de façon argumentée ce qui
est à retenir dans des ensembles où l'information est souvent surabondante
et parfois erronée, où la connaissance objective et rationnelle doit être
distinguée de l'opinion et de la croyance. Les supports d'informations proposés aux élèves seront multiples et
diversifiés : textes de vulgarisation et textes scientifiques en français
et éventuellement en langue étrangère, tableaux de données, constructions
graphiques, vidéos, signaux délivrés par des capteurs, spectres, modèles
moléculaires, expériences réalisées ou simulées... L'exploitation sera conduite en passant par l'étape d'identification des
grandeurs physiques ou chimiques pertinentes et par celle de modélisation.
Cette formalisation pourra conduire à l'établissement des équations du
modèle puis à leur traitement mathématique, numérique ou graphique. L'élève est ainsi amené à raisonner avec méthode et à mettre en ?uvre avec
rigueur l'ensemble des étapes qui lui permettent de trouver la ou les
solutions au problème posé. Le professeur aura cependant à l'esprit que le
recours à des outils mathématiques n'est pas le but premier de la formation
de l'élève en physique-chimie, même si cela peut être parfois nécessaire
pour conduire une étude à son terme. Dans certains cas, le professeur
utilisera des méthodes de résolutions graphique ou numérique, pratiques de
plus en plus fréquentes en raison de la complexité des systèmes étudiés. Ce
sera aussi l'occasion de souligner que les travaux de recherche sont
souvent conduits par des équipes pluridisciplinaires. Le professeur fera aussi appel à des exploitations qualitatives conduites
avec rigueur. L'emploi de celles-ci s'avère particulièrement opportun dans
le cas où elles permettent de dégager directement le sens de l'étude que
pourrait masquer un développement calculatoire. Ainsi, l'analyse
dimensionnelle, l'examen préalable des différents phénomènes en cause, la
comparaison d'ordres de grandeur peuvent permettre une simplification
efficace du cadre conceptuel de la situation et fournir une résolution
élégante, rapide, à un problème a priori complexe. Familiariser ainsi l'élève à pratiquer des raisonnements qualitatifs, à
savoir faire de la physique et de la chimie « avec les mains », c'est aussi
l'habituer à savoir communiquer en tant que scientifique avec des non
scientifiques. Le résultat obtenu à l'issue d'une démarche de résolution sera l'objet
d'une attention particulière. L'analyse critique d'un résultat permet en
effet de lui donner davantage de sens, notamment lorsque l'on compare les
effets attendus résultant de la modification d'un paramètre et ceux
effectivement observés. L'exploitation d'un résultat apparaît comme un
moyen de validation des hypothèses faites lors de la modélisation mais
aussi comme le point de départ d'un réinvestissement : il s'agit de la
charnière entre les démarches « comprendre » et « agir » que soulignent les
programmes. Les professeurs, s'ils souhaitent bénéficier de ressources didactiques, de
situations et de questionnements, peuvent se reporter aux sites
ministériels sur Eduscol : http://www.eduscol.education.fr/spc où ils
trouveront des ressources pour la classe terminale, qui n'ont cependant pas
de valeur prescriptive. Il conviendra par ailleurs qu'ils s'appuient au mieux sur les acquis du
collège et sur ceux des programmes de seconde et de première du lycée. Les compétences évaluées en fin de cycle terminal à l'occasion des épreuves
du baccalauréat porteront principalement sur le programme de terminale sans
exclure celles des programmes des classes de seconde et de première,
notamment celles de nature expérimentale. Tout en poursuivant l'effort en cours de contextualisation de leur
problématique, ces épreuves mettront ainsi l'accent sur l'acquisition de la
méthodologie scientifique. Pour les élèves de terminale, le baccalauréat
n'est pas en effet une fin en soi, mais une étape, destinée à préparer les
élèves aux études supérieures, en accompagnant et prolongeant la formation
des esprits à la démarche scientifique. L'accent mis sur la méthodologie aura aussi notamment pour conséquence que
les épreuves d'évaluation fourniront tous les éléments de savoir (formules,
propriétés, données physicochimiques, schémas,...) nécessaires à leur
résolution si cette dernière implique la mise en ?uvre de compétences non
exigibles car ne figurant pas dans la colonne de droite du programme. Les programmes de terminale de la série scientifique comme ceux de première
s'articulent autour des grandes phases de la démarche scientifique :
observer, comprendre, agir, et s'appuient sur des entrées porteuses et
modernes introduites à partir de questionnements.
Observer : ondes et matière La partie « observation » est étendue à l'ensemble du spectre des ondes
électromagnétiques et aux ondes dans la matière, ainsi qu'aux particules. Ondes et particules Des sources « froides » (rayonnement cosmologique, nuages interstellaires,
corps solides,...) aux plus « chaudes » (étoiles et sources associées), en
passant par les sources composites comme les galaxies, l'Univers est empli
d'émetteurs électromagnétiques sur tout le spectre, qui interagissent avec
l'atmosphère terrestre. Cette interaction, qui dépend du domaine spectral
considéré, conditionne la nature de l'instrument d'observation, son support
technologique et son altitude (du sol à l'extérieur de l'atmosphère). L'Homme sait également fabriquer des sources de rayonnement sur l'ensemble
du spectre, dans le visible, mais aussi dans les domaines radio, infrarouge
et ultraviolet notamment. Une étude documentaire, non exhaustive, des sources de rayonnement,
éventuellement absorbé par l'atmosphère, sera menée, ainsi que sur les
ondes de matière à l'?uvre sur Terre, avec une tonalité particulière mise
sur les ondes sonores, dont un prolongement pourra être trouvé dans
l'enseignement de spécialité. Les photons associés aux ondes électromagnétiques, les particules
élémentaires (électrons, protons, neutrinos,...), ou composites (noyaux,
atomes, molécules) sont, à côté des ondes électromagnétiques et mécaniques,
des supports précieux d'information. Parmi l'ensemble des sources d'ondes et de particules, un choix est
possible d'étude plus particulière ainsi que sur un dispositif
d'observation donné. Cette faculté de choix porte également sur l'étude
expérimentale obligatoire d'un dispositif de détection. Caractéristiques et propriétés des ondes Il s'agit de savoir décrire les ondes, définir et utiliser les grandeurs
physiques associées. La diffraction d'ondes dans tous les domaines du
spectre est soulignée, en particulier dans ses conséquences sur
l'observation. L'étude des interférences met l'accent sur les conditions d'interférences
constructives et destructives pour les ondes monochromatiques. Comme la diffraction et les interférences, l'effet Doppler se prête bien à
exploitation expérimentale. Son étude sera étendue à l'investigation en
astrophysique (mouvements des corps, détections indirectes et planètes
extrasolaires, expansion de l'Univers) et à la vélocimétrie. Analyse spectrale. La spectroscopie est un moyen privilégié d'étude des propriétés
physicochimiques (température, composition) des sources de rayonnement, des
objets astronomiques aux sources colorées fabriquées par l'Homme. Elle est également un instrument irremplaçable d'analyse des espèces
chimiques d'origine variée, notamment issues du domaine du vivant, qu'il
s'agisse des spectres UV-visible, IR ou RMN. C'est principalement cet
aspect qui donnera lieu à l'enseignement de terminale. Sans aborder les règles qui régissent les transferts d'énergie dans les
m