fascicule

TSPhysique Chimie

Enseignement de spécialité

Encart spécial pour les professeurs

Collection Dulaurans Durupthy

Nos choix pédagogiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B

Trois activités essentielles chez un scientifique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C

Acquérir les compétences de la démarche scientifique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D

Entrer dans les chapitres à l’aide des mots-clés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . E-G

Présentation de la collection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . H

SOMMAIRE

Nos choix pédagogiquesLe Bulletin Officiel spécial n°8 du 13 octobre 2011 précise que l’enseignement de spécialité de Physique Chimie de la classe de Terminale S doit préparer l’élève à une poursuite d’étude dans ce domaine en consolidant son choix d’orientation.

Pour cela, trois thèmes sont proposés : l’eau, le son et la musique et les matériaux. Chacun d’eux est découpé en trois domaines d’étude. Pour les traiter, le professeur est invité à construire son enseignement à partir d’une liste de mots-clés. Ce manuel est découpé en neuf chapitres qui respectent les neufs domaines d’étude.

Chaque chapitre est organisé autour des trois activités essentielles d’un scientifique, identifiées dans le programme :

– l’analyse et la synthèse de documents scientifiques ;

– la pratique expérimentale ;

– la résolution de problèmes scientifiques.

La répartition des mots-clés entre les différentes activités de chaque chapitre est présentée en pages E à G de ce cahier.

Des documents de différents types (textes, schémas, tableaux de valeurs, graphiques, etc.), extraits de revues, d’ouvrages scientifiques et de sites Internet ou des textes originaux, sont proposés à des fins d’analyse et de synthèse. Les exploitations possibles de ces documents qui prolongent les compétences « extraire et exploiter », décrites dans la fiche 1, p. 194 du manuel, et mises en œuvre dans l’enseignement spécifique, sont précisées en page C de ce cahier.

La pratique expérimentale est soutenue par de nombreuses manipulations. Cependant, compte tenu de la nature de certains sujets traités (son et architecture, nanoparticules, supraconducteurs, etc.), les élèves peuvent aussi être amenés, dans le cadre de ces activités, à interpréter et justifier des expériences non réalisables au laboratoire.La volonté de favoriser l’initiative des élèves est soulignée dans le texte de présentation de ces activités expérimentales en page C de ce cahier.

La résolution de problèmes scientifiques constitue une activité nouvelle et originale que nous explicitons en page C de ce cahier. Selon l’intitulé du programme, les élèves devant construire, puis mettre en œuvre les étapes de cette résolution, nous avons choisi le plus souvent de ne poser qu’une seule question. Cependant, dans le souci de les accompagner dans leur formation à cette nouvelle démarche, nous proposons, pour chaque chapitre un problème entièrement résolu et en fin d’énoncé ou en fin de manuel des Pistes de résolution.

L’ouvrage se termine par quelques propositions de sujets pour l’épreuve écrite du baccalauréat et pour l’épreuve d’évaluation des compétences expérimentales (ECE).

Le traitement de certains mots-clés fait appel à des notions qui ne figurent pas au programme de l’enseignement spécifique (gamme tempérée, électrolyse, par exemple), cela nous a conduits à proposer quelques fiches en fin d’ouvrage.

Certaines notions, indispensables à la compréhension du programme de spécialité, mais qui ne seront généralement vues que plus tard dans l’année dans le cadre de l’enseignement spécifique, sont présentées en début de chacune des trois parties sous forme de prérequis.

Un(e) scientifique est très souvent conduit(e) à effectuer des mesures et doit être capable d’évaluer et d’analyser les incertitudes qui entachent la valeur de ces mesures : c’est la raison pour laquelle les fiches 2, 3 et 4 consacrées aux mesures et incertitudes sont proposées aux pages 197 à 201 du manuel.

L’objectif de cet enseignement de spécialité est d’approfondir la formation aux compétences liées à la démarche scientifique, le tableau de la page D de ce cahier rappelle les compétences caractéristiques de cette démarche, et les illustre sur quelques exemples choisis dans les activités proposées.

Physique Chimie T S • Enseignement de spécialitéB

Trois activités essentielles chez un scientifique

• L’analyseetlasynthèsededocumentsscientifiquesDans les préambules du programme de spécialité, il est précisé que « l’analyse et la synthèse de documents scientifiques prolongent les compétences “extraire et exploiter” mises en œuvre dans l’enseignement spécifique. Elles conduisent l’élève à présenter de façon objective et critique, structurée et claire, les éléments qu’il aura extraits et exploités des documents scientifiques mis à sa disposition. »

Pour répondre à cette exigence, nous avons choisi de présenter les activités documentaires sous la forme de corpus (association de plusieurs documents). Toutefois, il ne s’agit pas d’une simple juxtaposition de documents analysés pour eux-mêmes : ces documents sont inséparables et sous-tendus par une problématique commune. Dans un objectif de formation et pour ne pas affaiblir l’usage du document, nous avons volontairement limité leur taille.

Enfin, pour former progressivement l’élève à questionner par lui-même le support, nous avons indiqué, dans certaines activités documentaires, le numéro de document auquel les questions se rapportent.

• LapratiqueexpérimentaleLe programme de spécialité, présenté sous forme de mots-clés, met en jeu de multiples savoirs et des connaissances nouvelles complétant l’enseignement spécifique. Leur diversité, s’articulant souvent avec des notions hors champ disciplinaire (en SVT, par exemple), nous a conduits à proposer une variété de pratiques expérimentales, conduisant à des exploitations tant qualitatives que quantitatives, sous-tendues par des démarches tant guidées que favorisant l’autonomie des élèves.

Ainsi, pour certaines activités, l’analyse du problème posé est à la charge de l’élève ; pour d’autres, ce travail d’analyse est déjà inscrit dans les consignes données. De même, l’élève peut être invité à suivre un protocole ou bien à l’élaborer et le mettre en œuvre.

Les nombreuses activités expérimentales proposées dans le manuel répondent au programme de spécialité qui indique que « la pratique expérimentale doit être soutenue et diversifiée et doit favoriser l’initiative des élèves ».

Les expérimentations proposées dépassent les seuls savoir-faire techniques et la connaissance du matériel. Elles permettent aux élèves d’acquérir des compétences disciplinaires et non disciplinaires en s’initiant à la démarche scientifique, de développer l’esprit d’initiative, la ténacité et le sens critique, de prendre conscience des questions relatives à la mesure, etc.Elles ont toutes un point commun : l’interrogation du monde dans lequel évoluent les élèves.

• LarésolutiondeproblèmesscientifiquesDans un problème scientifique, « la question à résoudre porte soit sur un résultat inconnu à trouver à partir de certaines données, soit sur la détermination de la méthode à suivre pour obtenir un résultat supposé connu » (Le petit Robert, dictionnaire de la langue française).

C’est sur cette définition du problème que nous nous sommes basés pour construire deux catégories de problèmes scientifiques :– dans un premier type de problème, que l’on pourrait qualifier de problème fermé, l’élève résout le problème en utilisant les connaissances qu’il possède déjà et des compléments ou données qui lui sont fournis. Il applique alors un modèle de résolution connu qui ne lui est pas fourni, mais qu’il doit retrouver et reproduire (voir, par exemple, le problème 1, p. 140 du manuel) ;– dans un second type de problème, que l’on pourrait qualifier de problème ouvert, l’élève construit une solution nouvelle, pas encore connue, qui lui demande d’effectuer des liens entre les notions qu’il possède, d’extraire, des documents fournis, des contenus scientifiques nouveaux, d’acquérir de nouveaux savoirs, et de construire progressivement la solution du problème (voir, par exemple, le problème 1, p. 22 du manuel).

Ainsi, nous répondons au programme qui précise qu’il ne s’agit pas pour l’élève « de suivre les étapes de résolution qui seraient imposées par la rédaction d’un exercice, mais d’imaginer lui-même une ou plusieurs pistes pour répondre à la question scientifique posée. C’est sur la façon d’appréhender une question scientifique, sur le choix raisonné de la méthode de résolution et sur les moyens de vérification qu’est centrée la formation de l’élève lors de la démarche de résolution de problème. »

Dans les deux cas, des pistes à la résolution sont fournies en fin de manuel. Le professeur pourra, s’il le souhaite, proposer aux élèves de s’y reporter. Elles peuvent, suivant les cas, fournir des clés pour comprendre le problème posé, le construire, formuler des stratégies, orienter l’élève vers une méthode privilégiée, etc.

Encart spécial pour les professeurs C

Acquérir les compétences de la démarche scientifiqueL’enseignement de spécialité de Physique Chimie permet à l’élève de consolider les compétences associées à une démarche scientifique à travers trois activités essentielles :– la pratique expérimentale ;– l’analyse et la synthèse de documents scientifiques ;– la résolution de problèmes scientifiques.

Le préambule de Terminale S précise que le programme, et donc la formation à la démarche scientifique, se situe dans le prolongement de celui de Première S. Pour aider le professeur à conduire son enseignement, nous avons mis en regard les sept compétences répertoriées dans le Bulletin Officiel consacré à la classe de Première S, avec les activités proposées dans le manuel. Afin de ne pas alourdir la présentation de cette page, nous avons fait le choix de positionner, dans cette grille, des exemples d’activités du manuel, particulièrement représentatives de chaque compétence dans différents chapitres.

Ce tableau est destiné aux enseignants, mais il peut aussi être mis à la disposition des élèves afin de guider leurs apprentissages. Les numéros répertoriés dans la grille correspondent aux numéros des activités du manuel. Un extrait de ce tableau est reproduit ci-dessous (dans ce tableau, ASDS = analyse et synthèse de documents ; TP = pratique expérimentales ; Pb = résolutions de problèmes scientifiques) :

Physique Chimie T S • Enseignement de spécialitéD

Le tableau complet est téléchargeable sur le site www.hachette-education.com

Mobiliser ses connaissances

Analyser

S’approprier

Réaliser, calculer, appliquer des

consignes

Valider

Communiquer à l’aide de langages

ou d’outils scientifiques

Être autonome, faire preuve d’initiative

Exemples de capacités et d’attitudes Exemples d’activités

Connaître les notions scientifiques du programme, le vocabulaire approprié, les symboles adaptés, les unités.

Identifier les paramètres qui influencent un phénomène, choisir les grandeurs à mesurer.

Proposer une méthode, un calcul, un outil adapté ; faire des essais (choisir, adapter une méthode, un protocole).

Proposer, décrire un modèle ; utiliser un modèle pour prévoir, décrire et expliquer.

Percevoir la différence entre un modèle et la réalité, entre la réalité et une simulation.

Effectuer un calcul numérique, utiliser les symboles et les unités appropriés, utiliser la calculatrice.

Respecter les règles de sécurité, manipuler avec soin, veiller au rangement du plan de travail, etc.

Estimer l’incertitude d’une mesure, faire un traitement statistique d’une série de mesures, etc.

Interpréter des résultats, juger de la qualité d’une mesure, etc.

Communiquer des résultats, rédiger une solution.

S’impliquer.

Confronter le résultat au résultat attendu, mettre en relation, déduire.

Exprimer un résultat (grandeur – unité – chiffres significatifs).

Prendre des initiatives, anticiper, faire preuve de créativité.

Valider ou invalider une information, une hypothèse, etc.

Rendre compte à l’écrit ou à l’oral en utilisant un vocabulaire adapté.

Travailler en autonomie.

Travailler en équipe.

Rechercher, extraire et organiser l’information utile.

Adopter une attitude critique vis-à-vis de l’information.

Questionner, identifier, formuler un problème.

Reformuler.

Identifier les risques.

Émettre une hypothèse.

Élaborer ou justifier un protocole.

Réaliser un montage à partir d’un schéma.

Suivre un protocole donné.

Effectuer un relevé de mesures.

Utiliser, dans un contexte donné, le matériel à disposition.

Schématiser, construire un graphique, un tableau, etc.

Savoir choisir, combiner et réaliser plusieurs actions.

Exploiter une relation, un calcul littéral.

Reconnaître et utiliser la proportionnalité.

Chap. 2 : ASDS 2, Pb 6 ; Chap. 5 : TP 7 ; Chap. 8 : ASDS 3

Chap. 1 : Pb 1, TP 2 ; Chap. 2 : ASDS 2 ; Chap. 6 : ASDS 1, Pb 6 ; Chap. 8 : TP 3

Chap. 2 : Pb 6 ; Chap. 4 : TP 1 ; Chap. 5 : TP 6 ; Chap. 8 : Pb 5

Chap. 1 : TP 2, Pb 1 ; Chap. 2 : ASDS 2 ; Chap. 6 : TP 2 ; Chap. 8 : ASDS 2

Chap. 1 : Pb 1

Chap. 2 : Pb 6 ; Chap. 6 : Pb 4 ; Chap. 7 : Pb 5

Chap. 7 : TP 3 ; Chap. 8 : TP 4

Chap. 8 : ASDS 2

Chap. 4 : Pb 2 ; Chap. 8 : TP 5

Chap. 1 : TP 2 ; Chap. 2 : ASDS 2 ; Chap. 5 : ASDS 1 ; Chap. 8 : Pb 7

Toutes les activités

Chap. 5 : ASDS 3 ; Chap. 7 : TP 4

Chap. 3 : TP 1 ; Chap. 8 : Pb 2

Chap. 5 : Pb 3 ; Chap. 8 : TP 2 et 3

Chap. 4 : TP 2 ; Chap. 9 : TP 3

Chap. 1 : TP 2 ; Chap. 6 : ASDS 3 ; Chap. 9 : Pb 3



Chap. 1 : Pb 1 ; Chap. 7 : ASDS 1

Chap. 4 : Pb 6 ; Chap. 9 : Pb 4

Chap. 1 : Pb 1 ; Chap. 3 : ASDS 1

Chap. 4 : ASDS 4 ; Chap. 8 : Pb 4

Chap. 4 : ASDS 1; Chap. 7 : TP 3

Chap. 4 : TP 1A ; Chap. 9 : ASDS 1

Chap. 6 : ASDS 2 ; Chap. 7 : TP 2

Chap. 4 : TP 3 ; Chap. 8 : TP 2

Chap. 3 : TP 1 ; Chap. 6 : TP 1C

Chap. 6 : TP 1 ; Chap. 8 : TP 1

Chap. 5 : TP 5 ; Chap. 9 : TP 2

Chap. 6 : Pb 7 ; Chap. 8 : TP 3

Chap. 6 : TP 1

Chap. 5 : Pb 4 ; Chap. 7 : Pb 8 ; Chap. 8 : Pb 5

Chap. 2 : Pb 6 ; Chap. 7 : Pb 8

Encart spécial pour les professeurs E

Entrer dans les chapitres à l’aide des mots-clésThème 1 : L’eau

Chapitre 1

Eau et environnement

Chapitre 2

Eau et ressources

Chapitre 3

Eau et énergie

i Analyses doc . 1, p . 10, et 2, p . 11 .i TP 1, p . 16, 3, p . 18, et 4, p . 19 .i Problèmes 2 à 7, p . 22 à 26 .

i Analyses doc . 1 à 5, p . 28 à 32 .i TP 1, p . 34 .i Problèmes 4 à 5, p . 42-43 .

i Analyses doc . 2, p . 11, 5, p . 14, et 6, p . 15 .

i TP 1, p . 16, et 3, p . 18 .i Problèmes 6 et 7, p . 25-26 .

i Analyses doc . 2 à 4, p . 29 à 31 .i TP 1, p . 34 .i Problème 5, p . 43 .

i Analyse doc . 1, p . 10 .


i Analyse doc . 2, p . 11 .i TP 1, p . 16 .i Problème 6, p . 25 .

i Analyses doc . 1, p . 10, 3, p . 12, 5, p . 14, et 6, p . 15 .

i TP 2 à 4, p . 17 à 19 .i Problèmes 1, p . 20, 3 à 5, p . 23- 24,

et 7, p . 26 .

i Analyse doc . 3, p . 12 .i TP 2, p . 17 .i Problèmes 1, p . 20, 4, p . 24,

et 5, p . 24 .

i Analyses doc . 2 à 5, p . 29 à 32 .i TP 1 à 4, p . 34 à 37 .i Problèmes 1 à 3, p . 38 à 41,

et 5, p . 43 .

i Analyses doc . 3, p . 52 .i TP 2, p . 56 .i Problèmes 1, p . 56-57, 3, p . 61,

et 4, p . 61 .

i Analyse doc . 4, p . 13 .i Problèmes 2 et 3, p . 22-23 .

i Analyse doc . 6, p . 33 .i Problème 6, p . 44 .

i Analyses doc . 1, p . 48, et 2, p . 50 .

i TP 1, p . 54 .i Problèmes 2, p . 58,

et 5, p . 61 .

Dissolution

Ressources

Lutteetsurveillanceantipollution

Traitement des eaux

Pile à combustible

Production de dihydrogène

Eaupotable Hydratesdegaz

Érosion

Climat

Pluies acides

Mers, océans

Concrétion

Traceurs chimiques

Physique Chimie T S • Enseignement spécifiqueF

Entrer dans les chapitres à l’aide des mots-clésThème 2 : Son et musique

Chapitre 4

Émetteurs et récepteurs

sonores

Chapitre 6

Son et architecture

Chapitre 5

Instruments de musique

i Analyse doc . 1, p . 68 .i TP 2, p . 78 .i Problèmes 1, p . 80,

2, p . 82, et 7, p .86 .

i Analyse doc . 3, p . 72 .i TP 3, p . 79 .i Problèmes 5, p . 85,

et 7, p .86 .

i Analyse doc . 4, p . 112 .i TP 1 et 2, p . 114 à 116 .i Problèmes 3, p . 120,

et 6, p . 122 .

i Analyses doc . 1 et 2, p . 106 à 108 .

i Problèmes 1, p . 118, 5, p . 121, et 7, p . 123 .


i Analyses doc . 1 et 3, p . 106 et 110 .

i Problèmes 2 à 6, p . 120 à 122 .



i Analyse doc . 2, p . 90 .i TP 1, p . 93, 2, p . 94, et 6, p . 98 .i Problème 1, p . 100 .

i TP 4, p . 96, et 5, p . 97 .

i TP 7, p . 99 .i Problème 3, p . 103 .





i TP 3, p . 95 .i Problème 4, p . 104 .


i Dans tout le chapitre .

i Analyse doc . 3, p . 92 .i Problème 3, p . 103 .Instruments

à cordes

Traitement du son

Acoustique physiologique

Auditorium

Enceintes acoustiques

Isolation phonique

Microphone

Réverbation

Reconnaissance vocale

Salle sourde

Harmonies

Acoustique musicale

Voix Casque audio

Acoustique active

Instruments à vent

Gammes

Instruments à percussion

Instruments électroniques

Encart spécial pour les professeurs G

Entrer dans les chapitres à l’aide des mots-clésThème 3 : Matériaux

Chapitre 7

Cycledevie des matériaux

i Analyse doc . 1, p . 130-131 .i TP 1 et 2, p . 135-136 .i Problèmes 2, p . 142,

5, p . 144, et 6, p .144 .

i Analyse doc . 1, p . 131 .i TP 3 et 4, p . 137-138 .i Problèmes 1, p . 140-141,

3, p . 143, et 4, p . 143 .

i Analyses doc . 1 à 3, p . 130 à 134 .i TP 5, p . 139 .i Problème 7, p . 145 .

i Analyse doc . 2, p . 132-133 .

i Analyse doc . 2, p . 132-133 .i Analyse doc . 1, p . 130-131 .

Élaboration Protection

Recyclage Élimination

VieillissementCorrosion

Chapitre 9

Nouveaux matériaux

Chapitre 8

Structures et propriétés

i Analyses doc . 1, p . 166, et 2, p . 168 .i TP 1, p . 174-175 .


i Analyses doc . 4, p . 170, et 5, p . 171 .i Problème 3, p . 180 .

i Analyse doc . 3, p . 151 .i TP 4, p . 156 .


i Problèmes 1, p . 158-159, et 4, p . 161 .

i Problème 3, p . 161 .



i Analyse doc . 1, p . 148 .i TP 1, p . 153, et 2, p . 154 .i Problèmes 5 et 6,

p . 162-163 .

i Analyse doc . 3, p . 151 .i TP 4, p . 156 .i Problème 1, p . 158-159 .

i Analyse doc . 3, p . 151 .i Problème 1, p . 158-159 .




i Analyse doc . 4, p . 152 . i TP 5, p . 157 .



Nanotubes

Supraconducteurs

Textiles innovants

Mousses

Verres

Matériaux nanostructurés

Semi-conducteurs Photovoltaïques

Céramiques

Conducteurs

Membranes

Tensioactifs Émulsions

Matériauxbiocompatibles

Colles et adhésifs

Nanoparticules

Cristaux liquides

Matériaux composites

Physique Chimie T S • Enseignement spécifiqueH

Dans la même collection

Physique Chimie T SCollection Dulaurans Durupthy

Enseignement spécifique

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