Le nouveau programme de physique – chimie de … programme-… · des ondes électromagnétiques, modèle corpusculaire de la lumière : le photon, particules élémentaires 22

Inspection pédagogique régionale de SPC

Le nouveau programme de physique – chimie de terminale S

9 mai 2012FOAD - Radio MAT-TL

1


FOAD 9 mai 2012

9 h : Le programme / les ressources / L’AP10 h 30 : Questions des professeurs10 h 45 : L’évaluation au baccalauréat S11 h 30 : Questions des professeurs11 h 45 : Réponses aux questions

2


�Bulletin officiel sp écial n °8 du 13 octobre 2011 (arrêté du 22-7-2011 - J.O. du 1-9-2011 (NOR : MENE1120556A) : Programmes de l'enseignement sp écifique et de la sp écialitéde physique-chimie en classe de terminale de la série scientifique

�Enseignement sp écifique : horaire élève 5 hCoefficient au BAC : 6

�Enseignement de sp écialité : horaire élève 2 hCoefficient au BAC : 2

3

Les textes officiels

3


Dans le prolongement du programme de première S, le programme de terminale S doit permettre :

� d’approfondir la formation à la démarche scientifique

� de mieux installer et de compléter les compétences déjà rencontrées

� de faire acquérir des connaissances nouvelles

Deux compétences occupent une place centrale en terminale : « extraire » et « exploiter » des informations

4


Un thème généralLE MONDE ET L ’HOMME

Articulation autour des grandes phases de la d émarche scientifique :

Observer , comprendre , agir

Appui sur des entrées et des questionnements contextualisés et modernes

5


Le programme de terminale S

Apporter des réponses à des questions scientifiques

6


Le programme de Terminale SOBSERVER

Ondes et matièreLes ondes et les particules sont support d’informat ionsComment les détecte-t-on ? Quelles sont les caractéris tiques et les

propriétés des ondes ? Comment réaliser et exploiter de s spectres pour identifier des atomes et des molécules ?

OBSERVEROndes et matière

Les ondes et les particules sont support d’informat ionsComment les détecte-t-on ? Quelles sont les caractéris tiques et les

propriétés des ondes ? Comment réaliser et exploiter de s spectres pour identifier des atomes et des molécules ?

Ondes et particules

Rayonnements dans

l’Univers

Les ondes dans la

matière

Détecteurs d’ondes

et de particules

Ondes et particules

Rayonnements dans

l’Univers

Les ondes dans la

matière

Détecteurs d’ondes

et de particules

Caractéristiques et

propriétés des ondes

Caractéristiques des ondes

Propriétés des ondes

(diffraction, interférences,

effet Doppler)

Caractéristiques et

propriétés des ondes

Caractéristiques des ondes

Propriétés des ondes

(diffraction, interférences,

effet Doppler)

Analyse spectrale

Spectres UV-visible

Spectres IR

Spectres RMN du

proton

Analyse spectrale

Spectres UV-visible

Spectres IR

Spectres RMN du

proton

7


Le programme de Terminale SCOMPRENDRELois et modèles

Comment exploite-t-on des phénom ènes périodiques pour accéder à la mesure du temps ?En quoi le concept de temps joue-t-il un rôle essen tiel dans la relativité ?Quels param ètres influencent l’évolution chimique ?Comment la structure des molécules permet-elle d’interpréter leurs propriétés ?Comment les réactions chimiques en chimie organique et celles par échange de protons participent-elles de la transformation de la matière ?Comment s’effectuent les transferts d’énergie à diff érentes échelles ?Comment se manifeste la réalité quantique, notamment pour la lumière ?

COMPRENDRELois et modèles

Comment exploite-t-on des phénom ènes périodiques pour accéder à la mesure du temps ?En quoi le concept de temps joue-t-il un rôle essen tiel dans la relativité ?Quels param ètres influencent l’évolution chimique ?Comment la structure des molécules permet-elle d’interpréter leurs propriétés ?Comment les réactions chimiques en chimie organique et celles par échange de protons participent-elles de la transformation de la matière ?Comment s’effectuent les transferts d’énergie à diff érentes échelles ?Comment se manifeste la réalité quantique, notamment pour la lumière ? 8


Le programme de Terminale SCOMPRENDRELois et modèlesCOMPRENDRELois et modèles

Temps, mouvement et évolution

Temps, cinématique et dynamique newtoniennesMesure du temps et oscillateur, amortissementTemps et relativité restreinteTemps et évolution chimique : cinétique et catalyseReprésentation spatiale des moléculesTransformations en chimie organiqueRéaction chimique par échange de protons

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Le programme de Terminale S

COMPRENDRELois et modèlesCOMPRENDRELois et modèles

Energie, matière et rayonnement

Du macroscopique au microscopiqueTransferts d’énergie entre systèmes macroscopiquesTransferts quantiques d’énergieDualité onde-particule

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Le programme de Terminale SAGIR

Défis du XXIème siècleEn quoi la science permet-elle de répondre aux défis

rencontrés par l’Homme dans sa volonté de développemen t tout en préservant la planète ?

AGIRDéfis du XXIème siècle

En quoi la science permet-elle de répondre aux défis rencontrés par l’Homme dans sa volonté de développemen t

tout en préservant la planète ?

Respecter les ressources et respecter l’environnement

Enjeux énergétiquesApport de la chimie au respect de l’environnementContrôle de la qualité par dosageStratégie de la synthèse organiqueSélectivité en chimie organique

Respecter les ressources et respecter l’environnement

Enjeux énergétiquesApport de la chimie au respect de l’environnementContrôle de la qualité par dosageStratégie de la synthèse organiqueSélectivité en chimie organique

Transmettre et stocker l’information

Chaîne de transmission d’informationsImages numériquesSignal analogique et signal numériqueProcédés physiques de transmissionStockage optique

Transmettre et stocker l’information

Chaîne de transmission d’informationsImages numériquesSignal analogique et signal numériqueProcédés physiques de transmissionStockage optique

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Créer et innoverCréer et innover


Le programme de Terminale S

Enseignement de spécialitéEnseignement de spécialité

L’eau

Eau et environnementEau et ressourcesEau et énergie

L’eau

Eau et environnementEau et ressourcesEau et énergie

Son et musique

Instruments de musiqueEmetteurs et récepteurs sonoresSon et architecture

Son et musique

Instruments de musiqueEmetteurs et récepteurs sonoresSon et architecture

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Matériaux

Cycle de vieStructure et propriétésNouveaux matériaux

Matériaux

Cycle de vieStructure et propriétésNouveaux matériaux


Notions qui ne sont plus abordées en Terminale S

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� La vitesse volumique de réaction� Le quotient réactionnel Qr� La notion de transformation totale ou limitée avec

le critère du taux d’avancement final� L’évolution spontanée ou forcée d’un système

chimique (piles et électrolyses)� Plus de référence à la distinction entre

transformation chimique et réaction chimique.� Réintroduction du symbolisme « simple flèche » et

« double flèche» pour l’écriture des réactions chimiques


Notions qui ne sont plus abordées en Terminale S

� Les transformations nucléaires� L’évolution des systèmes électriques

(dipôle RC, dipôle RL, oscillations libres dans un circuit RLC)

� Chute verticale avec frottement� L’ouverture au monde quantique� La méthode d’Euler� Les résonances électrique et mécanique

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De nouvelles notions en physique

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Observer : ondes et matières� Ondes et particules

- Magnitude d’un séisme sur l’échelle de Richter- Niveau d’intensité sonore- Détecteurs d’ondes (mécaniques et électromagnétiques)

et de particules (photons, particules élémentaires ou non)� Caractéristiques et propriétés des ondes

- Ondes sonores et ultrasonores : analyse spectrale, hauteur et timbre

- Interférences- Effet Doppler



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Comprendre : lois et modèles� Temps, mouvement et évolution

- L’évolution de la définition de la seconde- La quantité de mouvement d’un point matériel- Mouvement d’une particule électrique dans un

champ électrique uniforme- Conservation de la quantité de mouvement d’un système isolé

- Définition du temps atomique- Temps et relativité restreinte : invariance de la

vitesse de la lumière et caractère relatif du temps



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Comprendre : lois et modèles� Energie, matière et rayonnement

- La constante d’Avogadro- Relation donnant la variation de l’énergie interne en fonction de la variation de la température- Les transferts thermiques : conduction, convection, rayonnement- Flux thermique, résistance thermique- Emission stimulée et amplification d’une onde lumineuse, Oscillateur optique : le LASER- Transitions d’énergie électroniques et vibratoires- Dualité onde-particule : particule matérielle et onde de matière ; relation de « de Broglie » ; interférences photon par photon, particule de matière par particule de matière


De nouvelles notions en physiqueAgir : défis du XXIème siècle�Economiser les ressources et respecter l’environnement

- Nouvelles chaînes énergétiques- Economies d’énergie

�Transmettre et stocker de l’information- Chaîne de transmission d’informations- Images numériques- Signal analogique et signal numérique- Procédés physiques de transmission- Stockage optique

�Créer et innover- Culture scientifique et technique; relation science-société- Métiers de l’activité scientifique

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De nouvelles notions en chimie� Observer : ondes et matière

� Analyse spectraleSpectres UV-visible, spectres IR, spectres RMN du proton

� Comprendre : lois et modèles� Structure et transformation de la matière

- Représentation spatiale des molécules (chiralité, carbone asymétrique, énantiomérie, mélange racémique, diastéréoisomérie, conformation….)- transformation en chimie organique (les grandes catégories de réactions en chimie organique : substitution, addition, élimination, site donneur d’électrons (nucléophile) et site accepteur d’électrons (électrophile), représentation du mouvement d’un doublet d’électrons à l’aide d’une flèche courbe lors d’une étape d’un mécanisme réactionnel)

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De nouvelles notions en chimie

� Agir : défis du XXIème siècle� Economiser les ressources et respecter

l’environnementApport de la chimie au respect de l’environnement, la chimie durable

� La stratégie de la synthèse organique� La sélectivité en chimie organique (composé

polyfonctionnel : réactif chimiosélectif, protection des fonctions)

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Etude plus détaillée du programme de terminale S

� En vert, notions abordées dans les anciens programmes

� En rouge, nouvelles notions� En italique, notion nécessitant une

approche expérimentale� En bleu, notions déjà abordées en

seconde ou en première S

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OBSERVER : ondes et matièreOndes et particules

Rayonnements dans l’Univers

Les ondes dans la matière : houle, ondes sismiques, ondes sonores, magnitude d’un séisme sur l’échelle de Richter, niveau d’intensité sonore

Détecteurs d’ondes et de particulesEn seconde : Ondes sonores, ondes électromagnétiques, domaines de fréquence, spectres d’émission et d’absorptionEn première S : Différentes sources de lumière, domaine des ondes électromagnétiques, modèle corpusculaire de la lumière : le photon, particules élémentaires

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OBSERVER : ondes et matièreCaractéristiques et propriétés des ondes

Ondes progressives : grandeurs physiques associées, retardOndes progressives périodiques, ondes sinusoïdalesOndes sonores et ultrasonores, analyse spectrale, hauteur, timbreDiffractionInterférencesEffet DopplerEn seconde : Ondes sonores, signaux périodiques, période, fréquence, caractérisation d’une radiation par sa longueur d’onde, les spectres d’émission et d’absorptionEn première S : Différentes sources de lumière

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OBSERVER : ondes et matière

Analyse spectraleSpectres UV-visible : lien entre couleur perçue et longueur d’onde au maximum d’absorption de substances organiques ou inorganiques

Spectre IR : identification de liaisons à l’aide du nombre d’onde σ(cm-1), détermination de groupes caractéristiques, mise en évidence de la liaison hydrogène

Spectres RMN du proton : identification de molécules organiques à l’aide du déplacement chimique, de l’intégration et de la multiplicité su signal En seconde : les spectres d’émission et d’absorption, raies d’émission ou d’absorption, caractérisation d’une radiation par sa longueur d’ondeEn première S : interaction lumière-matière, spectre solaire, loi de Beer-Lambert, liaison hydrogène, électronégativité

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COMPRENDRE : lois et mod èles

Temps, mouvement et évolutionTemps, cinématique et dynamique newtonienneDescription du mouvement d’un point au cours du temps, vecteurs position, vitesse et accélérationRéférentiel galiléenLois de NewtonConservation de la quantité de mouvement d’un système isoléMouvement d’un satelliteRévolution de la Terre autour du SoleilLois de Kepler

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Temps, mouvement et évolutionMesure du temps et oscillateur, amortissementTravail d’une force constante (force de pesanteur, force électrique)Force conservative, énergie potentielleForces non conservatives, exemples de frottementsEnergie mécaniqueEtude énergétique des oscillations libres d’un système mécaniqueDissipation d’énergieDéfinition du temps atomique

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COMPRENDRE : lois et mod èlesTemps, mouvement et évolution

Temps et relativité restreinteInvariance de la vitesse de la lumière et caractère relatif du tempsPostulat d’Einstein, tests expérimentaux de l’invariance de la vitesse de la lumièreNotion d’événement, temps propreDilatation des durées, preuves expérimentales

Temps et évolution chimique : cinétique et catalyseRéactions lentes, rapides ; durée d’une réaction chimique (CCM)Facteurs cinétiquesEvolution d’une quantité de matière au cours du tempsTemps de demi-réactionCatalyse homogène, hétérogène et enzymatique

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COMPRENDRE : lois et mod èlesTemps, mouvement et évolution

En seconde :Etude d’un mouvementLe principe d’inertieMesure d’une duréeConcentration massique, concentration molaire

En première S :Energie d’un point matériel en mouvement dans le champ de pesanteur uniforme (énergie cinétique, énergie potentielle de pesanteur, conservation ou non conservation de l’énergie mécanique)Principe de conservation de l’énergieRéaction chimique : réactif limitant, stœchiométrie, notion d’avancement

Dosage de solutions colorées, loi de Beer-Lambert28



Structure et transformation de la matièreReprésentation spatiale des moléculesChiralité : définition, approche historiqueReprésentation de CramCarbone asymétrique, chiralité des acides α-aminésEnantiomérie, mélange racémique, diastéréoisomérie (Z/E, deux atomes de carbone asymétrique)Conformation : rotation autour d’une liaison simple, conformation la plus stableFormule topologique des molécules organiquesPropriétés biologiques et stéréoisomérie

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COMPRENDRE : lois et mod èlesStructure et transformation de la matière

Transformation en chimie organique, aspect macroscopique :

Modification de chaîne, modification de groupe caractéristiqueGrandes catégories de réactions en chimie organique : substitution, addition, éliminationTransformation en chimie organique, aspect microscopique :

Liaison polarisée, site donneur et site accepteur de doublet d’électronsInteraction entre des sites donneurs et accepteurs de doublets d’électronsReprésentation du mouvement d’un doublet d’électrons à l’aide d’une flèche courbe lors d’une étape d’un mécanisme réactionnel

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Réaction chimique par échange de protons Le pH : définition, mesureThéorie de Brönsted : acides faibles, bases faiblesNotion d’équilibre ; couple acide-base ; constante d’acidité Ka. Echelle des pKa dans l’eau, produit ionique de l’eau Ke ; domaine de prédominance (cas des acides carboxyliques, des amines, des acides α-aminés)Réactions quasi-totales en faveur des produits : acide fort, base forte dans l’eau ; mélange d’un acide fort et d’une base forte dans l’eau

Réaction entre un acide fort et une base forte : aspect thermique de la réaction, SécuritéContrôle du pH : solution tampon; rôle en milieu biologique

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En seconde : Formules et modèles moléculaires ; formule développée et semi-développéeIsomérie ; groupes caractéristiquesRéaction chimique, équation chimiqueEn première S :Formule de Lewis, géométrie des molécules, isomérie Z/EMolécules organiques colorées ; Liaisons covalentesNomenclature des alcanes et des alcoolsLiaisons hydrogène, électronégativité, caractère polaireAcides carboxyliques ; caractère acide et pH

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Energie, matière et rayonnementDu macroscopique au microscopique Constante d’AvogadroTransfert d’énergie entre systèmes macroscopiquesNotion de système et d’énergie interneInterprétation microscopiqueCapacité thermiqueTransferts thermiques : conduction, convection, rayonnementFlux thermique, résistance thermiqueNotion d’irréversibilitéBilans d’énergie

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COMPRENDRE : lois et mod èlesEnergie, matière et rayonnement

Transferts quantiques d’énergieEmission et absorption quantiquesEmission stimulée et amplification d’une onde lumineuseOscillateur optique : principe du LASER (protocole expérimental utilisant un laser comme outil d’investigation ou pour transmettre l’information)Transitions d’énergie : électroniques, vibratoiresDualité onde-corpusculePhoton et onde lumineuseParticule matérielle et onde de matièreRelation de de Broglie p = h/λInterférences photon par photon, particule de matière par particule de matière

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Energie, matière et rayonnement

En seconde :Constante d’Avogadro

En première S :Modèle corpusculaire de la lumière : le photonEnergie d’un photon, relation ∆E = hν = hc/λ lors des échanges d’énergieFormes d’énergieNotion de rendement de conversion

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AGIR : Défis du XXIème siècleEconomiser les ressources et respecter l’environne ment

Enjeu énergétiqueNouvelles chaînes énergétiquesEconomies d’énergieApport de la chimie au respect de l’environnementChimie durable : économie d’atomes, limitation des déchets, agro ressources, chimie douce, choix des solvants, recyclageValorisation du dioxyde de carboneContrôle de la qualité par dosageDosages par étalonnage (spectrophotométrie, conductimétrie)Dosages par titrage direct (pH-métrique, conductimétrie, indicateur de fin de réaction)

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AGIR : Défis du XXIème siècleEconomiser les ressources et respecter l’environne ment

En première SDosage de solutions colorées par étalonnageLoi de Beer-LambertPrincipe de conservation de l’énergieTransport et stockage de l’énergieConversion d’énergie dans un générateur, un récepteurNotion de rendement de conversion

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AGIR : Défis du XXIème siècleSynth étiser des molécules et fabriquer de

nouveaux matériaux

Stratégie de la synthèse organiqueAnalyse de protocoles : identification des réactifs, du solvant, du catalyseur, des produits ; détermination des quantités des espèces mises en jeu, du réactif limitant ; choix des paramètres expérimentaux (température, solvant, durée de la réaction, pH) ; choix du montage, de la technique de purification, de l’analyse du produit.

Calcul du rendement, aspects liés à la sécurité, coûtsSélectivité en chimie organiqueComposés polyfonctionnels : réactif chimiosélectif, protection de fonctions

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AGIR : Défis du XXIème siècleSynthétiser des molécules et fabriquer de nouveaux matériaux

En seconde : Espèces chimiques naturelles et synthétiquesMatériaux naturels et synthétiquesMolécules simples et synthétiquesEn première S :Synthèse ou hémisynthèse de molécules complexes, biologiquement activeAlcools, aldéhydes, cétones acides carboxyliquesClasse d’un alcool, oxydation d’un alcool et d’un aldéhydeSynthèse de matières plastiquesExtraction par solvant, chauffage à reflux, filtration sous vide, CCM, distillation

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AGIR : Défis du XXIème siècleTransmettre et stocker de l’information

Chaîne de transmission d’informationsImages num ériquesCaractéristiques d’une image numérique : pixellisation, codage RVB et niveaux de gris

Signal analogique et signal num ériqueConversion d’un signal analogique en signal numérique CANEchantillonnage, quantification, numérisation

Procédés physiques de transmissionPropagation libre et propagation guidéeTransmission par câble, par fibre optique (notion de mode)Transmission hertzienne ; débit binaire ; atténuations

Stockage optique : écriture et lecture des données sur un disque optique ; capacités de stockage

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AGIR : Défis du XXIème siècle

Transmettre et stocker de l’information

En première S :Vision des couleurs et trichromiePrincipe de la restitution des couleurs par un écran plat (ordinateur, téléphone portable,…)

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AGIR : Défis du XXIème siècleCréer et innover

Culture scientifique et technique ; relation science-sociétéMétiers de l’activité scientifique (partenariat avec une institution de recherche, une entreprise, etc …..)Rédiger une synthèse de documents pouvant porter sur l’actualitéscientifique et technologique, des métiers ou des formations scientifiques et techniques, les interactions entre la science et la société

En première S : Réinvestir la démarche scientifique sur des projets de classe ou de groupes ; comprendre les interactions entre la sciences et la société sur quelques exemples ; communiquer sur la science par exemple en participant à des actions de promotion de la culture scientifique et technique ; recueillir et exploiter des informations sur l’actualité scientifique et technologique, sur des métiers ou des formations scientifiques en lien avec des ressources locales

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Mise en œuvre du programme� Le programme n’est pas la progression� Approche linéaire� Approche thématique à partir d’un fil

conducteur� Approche en mixant les thèmes

« observer, comprendre, agir »� Deux colonnes (la colonne de droite régule

la colonne de gauche)� Choisir des entrées porteuses et modernes� Évaluation par compétences

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Approche lin éaire du programme

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Approche en mixant les th èmes

Mixage des thèmes « comprendre et agir »

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Approche th ématique

Fil rouge : le LASER

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La spécialité physique-chimieObjectifs :

� Préparer l’élève à une poursuite d’études scientifiques dans ce domaine en consolidant son choix d’orientation

� Permettre à l ’élève d’affirmer sa maîtrise de la démarche scientifique ainsi que celle des pratiques expérimentales

� Tester ses goûts et ses compétences� Placer l’élève en situation de recherche et d’action

Modalités : développer trois activités essentielles chez un scientifique :

� La pratique expérimentale� L’analyse et la synthèse de documents scientifiques� La résolution de problèmes scientifiques

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Le programme de la spécialitéIl comporte trois thèmes d’étude :

� Un thème de chimie (l’eau)� Un thème de physique (son et musique)� Un thème (matériaux) qui conjugue des apports de la physique et

de la chimie�Le professeur aborde tous les domaines d’étude en développant son enseignement à partir de quelques mots-clés choisis parmi ceux de la colonne de droite du programme.�Ces mots-clés sous-tendent des connaissances nouvelles complétant l’enseignement spécifique, nécessaires à la compréhension des sujets étudiés, elles ne sont cependant pas exigibles au baccalauréat.�La pratique expérimentale doit être soutenue et diversifiée. Elle doit favoriser l’initiative des élèves et prendre en compte leurs centres d’intérêt.

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Le programme de la spécialitéThème 1 : l’eau

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Domaines d’étude Mots-clés

Eau et environnement Mers, océans ; climat ; traceurs chimiques. Érosion, dissolution, concrétion. Surveillance et lutte physico-chimiquecontre les pollutions ; pluies acides.

Eau et ressources Production d’eau potable ; traitement deseaux Ressources minérales et organiques dansles océans ; hydrates de gaz.

Eau et énergie Piles à combustible. Production de dihydrogène.


Le programme de la spécialitéThème 2 : son et musique

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Instruments de musique

Instruments à cordes, à vent et à percussion. Instruments électroniques. Acoustique musicale ; gammes ; harmonies. Traitement du son.

Émetteurs et récepteurs sonores

Voix ; acoustique physiologique. Microphone ; enceintes acoustiques ; casqueaudio. Reconnaissance vocale.

Son et architecture Auditorium ; salle sourde. Isolation phonique ; acoustique active ;réverbération.


Le programme de la spécialitéThème 3 : les matériaux

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Cycle de vie Élaboration, vieillissement, corrosion,protection, recyclage, élimination.

Structure et propriétés Conducteurs, supraconducteurs, cristauxliquides. Semi-conducteurs, photovoltaïques. Membranes. Colles et adhésifs Tensioactifs, émulsions, mousses.

Nouveaux matériaux Nanotubes, nanoparticules. Matériaux nanostructurés. Matériaux composites Céramiques, verres. Matériaux biocompatibles, textiles innovants.


Des compétences bien affirmées

Compétences Terminale S

Extraire et exploiter des informations sur : 18 fois

Pratiquer une démarche expérimentaleMettre en œuvre une démarche expérimentale

18 fois

Réaliser ou mettre en œuvre un protocole expérimental ou élaborer et réaliser un protocole

5 fois

ConnaîtreExploiterConnaître et exploiter

4 fois4 fois7 fois

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� Deux compétences occupent une place centrale en terminale : « extraire » et « exploiter » des informations.

� Elles seront mises en œuvre fréquemment , notamment dans les situations identifiées dans la colonne de droite du programme, en respectant l’esprit de la démarche scientifique .



Extraire :� Objectifs des activités proposées aux élèves :

� s’interroger de manière critique sur la valeur scientifique des informations,

� s’interroger sur la pertinence de leur prise en compte , � choisir de façon argumentée ce qui est à retenir.

� Les supports d’informations 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…



Exploiter :

� Exploitation conduite en passant par : � l’étape d’identification des grandeurs physiques ou

chimiques pertinentes� et par celle de modélisation.

� Formalisation pouvant conduire : � à l’établissement des équations du modèle� puis à leur traitement mathématique , num érique ou

graphique .

� Amener l’élève à raisonner avec m éthode et à mettre en œuvre avec rigueur l’ensemble des étapes permettant de trouver la ou les solutions au problème posé.



Exploiter (suite):

� Possibilité de faire appel à des exploitations qualitatives conduites avec rigueur .

� Afin de fournir une résolution rapide à un problème a priori complexe, simplification du cadre conceptuel de la situation grâce à : � l’analyse dimensionnelle, � l’examen préalable des différents phénomènes en

cause, � la comparaison d’ordres de grandeur



Exploiter (suite):

� Donner du sens à un résultat grâce à son analyse critique .

� Comparaison des effets attendus résultants de la modélisation d’un paramètre.

� Exploitation d’un résultat = moyen de validation des hypoth èses mais également point de départ d’un réinvestissement.



Démarche scientifique : compétences mises en œuvre (Cf. préambule du programme de Première S)

Mettre en œuvre un raisonnement Maîtriser les compétences mathématiques de base

Identifier un problème Présenter la démarche suivie

Formuler des hypothèses pertinentes Présenter les résultats obtenus

Confronter des hypothèses à des résultats expérimentaux

Communiquer à l’oral et à l’écrit

Exercer son esprit critique Maîtriser les compétences langagières (français, LE)

Mobiliser ses connaissances Mener un débat argumenté

Rechercher, extraire et organiser l’information utile

Travailler en équipe

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Démarche expérimentale : compétences mises en œuvre (Cf. préambule du programme de Première S)

Analyser une situation problème posée

Analyser des mesures

S’approprier une problématique Porter un jugement critique sur la pertinence des résultats obtenus

Justifier un protocole comprenant des expériences

Porter un jugement critique sur la pertinence des hypothèses faites

Proposer un protocole comprenant des expériences

Valider des résultats obtenus et des hypothèses faites

Réaliser un protocole comprenant des expériences

Estimer la précision des mesures

Confronter des représentations avec la réalité

Ecrire les résultats de façon adaptée

Schématiser Faire preuve d’autonomie

Observer Faire preuve d’initiative

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Mesures et incertitudes : compétences mises en œuvre

Compétence

Erreurs et notions associées Identifier les différentes sources d’erreur (des limites du mesurage à la précision des mesures) lors d’une mesure : variabilités du phénomène et de l’acte de mesure (facteurs liés à l’opérateur, aux instruments, etc ,…)

Incertitudes et notions associées Evaluer et comparer les incertitudes associées à chaque source d’erreur.Evaluer l’incertitude de répétabilité à l’aide d’une formule d’évaluation fournie.Evaluer l’incertitude d’une mesure unique àl’aide d’un instrument de mesure.Evaluer, à l’aide d’une formule fournie, l’incertitude d’une mesure obtenue lors de la réalisation d’un protocole dans lequel interviennent plusieurs sources d’erreurs.

Expression et acceptabilité du résultat60


Mesures et incertitudes : compétences mises en œuvre

Compétence

Erreurs et notions associées

Incertitudes et notions associées

Expression et acceptabilité du résultat

Voir sur éduscol le document « nombres, mesures et incertitudes »http://eduscol.education.fr/cid46456/ressources-pour-faire-classe.htmlou sur le site académique, rubrique « Documents officiels »

Maîtriser l’usage des chiffres significatifs et l’écriture scientifique. Associer l’incertitude àcette écriture.Exprimer le résultat d’une opération de mesure par une valeur issue éventuellement d’une moyenne et une incertitude de mesure associée à un niveau de confiance.Evaluer la précision relative.Déterminer les mesures à conserver en fonction d’un critère donné.Commenter le résultat d’une opération de mesure en le comparant à une valeur de référence.Faire des propositions pour améliorer la démarche.

61


La démarche de résolution de problèmes (enseignement de spécialité)Le programme précise que :

« L’élève est ainsi amené à développer trois activités essentielles chez un scientifique : - la pratique expérimentale ; - l’analyse et la synthèse de documents scientifiques ; - la résolution de problèmes scientifiques. »

« Lors de la démarche de résolution de problèmes scientifiques, l’élève analyse le problème posé pour en comprendre le sens, construit des étapes de résolution et les met en œuvre. Il porte un regard critique sur le résultat, notamment par l’évaluation d’un ordre de grandeur ou par des considérations sur l’homogénéité. Il examine la pertinence des étapes de résolution qu’il a élaborées et les modifie éventuellement en conséquence. Il ne s’agit donc pas pour lui 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. »


� Activité au cours de laquelle l’élève construit et met en œuvre un raisonnement argumenté(qui peut recourir à l’expérience) pour répondre à une problématique scientifique.

� les étapes de la résolution ne sont pas données

� la formulation du problème rend impossible une résolution « mécanique » par l’application directe d’une formule par exemple

� plusieurs chemins de résolution sont possibles

� plusieurs niveaux de complexité sont envisageables : ce n’est jamais terminé !

� les données utiles ne sont pas apportées de manière séquentielle et locale ; il peut y avoir des données manquantes

� …

Qu’est-ce qu’une « résolution de problème » ?

La démarche de résolution de problèmes (enseignement de spécialité)



Quels avantages ?� pertinence de ce modèle d’apprentissage pour l’acquisition des

connaissances et des compétences dans le domaine des sciences

� pensée plus créative et rigoureuse

� activité qui se rapproche davantage des caractéristiques du « travail scientifique »

� l’élève se détache de l’attitude « reconnaître ou abandonner »

� l’élève (et le professeur) est stimulé par l’étude de situations plus ouvertes où l’initiative est valorisée

� travail individuel ou en groupe

� …


La démarche de résolution de problèmes (enseignement de spécialité)Les étapes possibles d’une résolution de problème� S’approprier le problème

� comprendre la question posée� analyser qualitativement la situation : schématiser, verbaliser la question� rôle des documents annexes� …

� Elaborer une stratégie de résolution� identification des domaines de la discipline, les lois potentiellement utiles, reconnaître des situations

éventuellement analogues� émettre des hypothèses simplificatrices� concevoir un plan de résolution� …

� Mettre en œuvre la résolution� introduire des grandeurs physiques annexes � utiliser des lois � affiner les hypothèses simplificatrices� conduire des évaluations� …

� Analyser le résultat et la démarche� vraisemblance (homogénéité, ordre de grandeur, confrontation avec une observation,…)� amélioration du modèle : autres méthodes ? Puis-je faire mieux ? plus précis ? Insuffisance du

modèle ?� …

� Effectuer une synthèse finale du travail

Inspection pédagogique régionale de SPC 66

Quelques pistes possibles pour la construction d’activités

• La Problématique :• contextualisée par un texte d’actualité, un document, des graphes, des tableaux de mesure, des photos, (une vidéo ou une expérience en cours de formation)

• formulée clairement par exemple par une question courte par exemple

Comment sont positionnées les frettes sur le manche d’une guitare ?

Quelle teneur en ammoniac dans l’eau de mer à

Calvi ?



Quelques pistes possibles pour la construction d’activités • Les informations utiles :

� elles peuvent être données dans des documents annexes

� ces documents peuvent contenir des informations supplémentaires non indispensables à la résolution du problème ou ouvrant plusieurs alternatives au schéma de résolution

� des questions peuvent être formulées sur ces documents (cf. compétence « extraire et exploiter »)

� les éventuelles questions préliminaires ne doivent pas induire une méthode de résolution

� il y a des « données absentes », certaines relèvent de la culture générale : valeur de g, durée d’une journée,…et des données non directement utiles à la résolution.



Quelques pistes possibles pour la construction d’activités • Remarques :

� la résolution de problème peut faire appel à des techniques qui se travaillent : � schématisation� évaluation d’ordre de grandeur� analyse dimensionnelle� effet d’une grandeur d’influence sur une autre,� …

� dans le cadre du baccalauréat, les connaissances liées aux thèmes de l’enseignement de spécialité ne sont pas exigibles

� l’élève est amené à proposer une résolution à la problématique principale, des niveaux différents de finesse dans les solutions peuvent être acceptés

� une analyse critique des résultats en lien avec des données expérimentales, des simulations…ou le « bon sens » est une composante de l’activité.



Les ressources� Pas de ressources «clés en main»� Sur le site Eduscol (prochainement)

http://eduscol.education.fr/pid23213-cid46456/ressources-pour-le-college-et-le-lycee.html

� Sur le site académique : http://www.ac-nancy-metz.fr/enseign/physique/sc_index.htmRubrique « Nouveau lycée » puis « Terminale S »� Des documents nationaux de formation, concernant la

physique contemporaine, à destination des professeurs.� Des ressources produites par le GTP académique

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� Les ressources produite par la fondation de la maison de la chimieRessources documentaires à caractère scientifique : http://www.maisondelachimie.com/

� Les ressources du site Culture Sciences - Chimie http://culturesciences.chimie.ens.fr/category/terminale-s-58

Les ressources en chimie

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L’accompagnement personnalisé en terminale S

o Bulletin officiel spécial n°1 du 4 février 2010 : http://www.education.gouv.fr/cid50471/mene1002847c.html

o Circulaire de rentrée 2010 (B.O. Encart n°2 du 18 ma rs 2010) : http://www.education.gouv.fr/cid50863/mene1006812c.html%232.3Le lycée

o Repères pour la mise en œuvre des dispositifs de l’accompagnement personnalisé au lycée (Fiche Eduscol : « L’organisation du temps scolaire ») http://media.eduscol.education.fr/file/Accompagnement_personnalise/97/8/FicheRepere_TempsScolaire_137978.pdf

71

TEXTES DE REFERENCE

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UN DISPOSITIF QUI ÉVOLUE DANS SES FINALITÉS DE LA SECONDE À LA TERMINALE

o En seconde : « permet avant tout à l'élève de se doter de méthodes pour tirer profit de ses études et construire un projet personnel »

o En Première : «favorise l’acquisition de compétences propres à chaque voie de formation tout en lui permettant de développer son projet d’orientation post bac »

o En terminale : « prend appui sur les enseignements spécifiques , et sur les enseignements constituant les dominantes disciplinaires des séries concernées. Il contribue à la préparation à l'enseignement supérieur. »

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� Des ressources pour l’A.P. sont disponibles sur éduscol à l’adresse : http://eduscol.education.fr/cid54928/accompagnement-personnalise.html

� L’A.P. doit être construit de façon cohérente avec le tutorat, les stages de remise à niveau ou les stages passerelles. Tous ces dispositifs doivent concourir à un meilleur accompagnement et à une meilleure orientation pour chaque élève

L’accompagnement personnalisé en terminale S

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L’évaluation au baccalauréat S àcompter de la session 2013

Les textes officiels

�Bulletin officiel sp écial n °7 du 6 octobre 2011(note de service n°2011-154 du 3-10-2011)(NOR : MENE1123763N) : Baccalauréat g énéral, série scientifique : épreuve de physique - chimie àcompter de la session


� Épreuve écrite et pratiqueCoefficient : 6Coefficient : 8 pour les candidats ayant choisi cette discipline comme enseignement de spécialité

� Évaluation et notation� L'épreuve de physique-chimie comporte deux parties :

une partie écrite , comptant pour 16 points sur 20, et une partie pratique avec évaluation des compétences expérimentales, comptant pour 4 points sur 20.

� Afin de rendre plus lisibles les résultats des évaluations de chaque partie , celles-ci sont notées sur 20 points ; la note globale de l'épreuve est donnée sur 20 points.

L’évaluation au baccalauréat S à compter de la session 2013


« Cette épreuve a pour objectif d'évaluer des compéte nces portant essentiellement sur le programme de termina le. Les notions et compétences mobilisées dans les programmes des classes antérieures à la classe de terminale mais non reprises dans celle-ci ne constituent pas le ressort principal des sujets composant l'épreuve ; elles doivent toutefois être assimilées par les candidats qui peuvent avoir à les utiliser.L'ensemble de l'épreuve écrite s'appuie de façon équilibrée sur différents domaines du programme. Elle est constituée de trois exercices :- deux exercices sont communs à tous les candidats ; ils sont notés sur 15 points ;- le troisième exercice, noté sur 5 points, est différent selon que le candidat a choisi ou non la physique-chimie comme enseignement de spécialité. L'exercice de spécialité prend appui sur les thèmes de l'enseignement de spécialité.En fonction du contenu des exercices, l'usage des calculatrices peut être interdit ou autorisé dans les conditions de la réglementation en vigueur. Cette précision est portée sur le sujet de l'épreuve. »

L’épreuve écrite de physique-chimie à compter de la session 2013 (Durée : 3 h 30, notée sur 20 points)


« 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 m éthodologie 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, etc…) nécessaires à leur r ésolution si cette dernière implique la mise en oeuvre de compét ences non exigibles car ne figurant pas dans la colonne de droit e du programme. »

(Préambule du programme, Bulletin officiel spécial n°8 du 13 octobre 2011 )

L’évaluation au baccalauréat S à compter de la session 2013


� Deux sujets complets pour l’enseignement spécifique et leurs corrigés

� Trois exercices de spécialité et leurs corrigés (Chacun de ces exercices, juxtaposé aux exercices 1 et 2 d’un sujet spécifique, formerait un sujet de spécialité. )

� Téléchargeables sur le site académiquehttp://www.ac-nancy-metz.fr/enseign/physique/SC_INDEX.HTM

rubrique « Documents officiels »

Les sujets zéro de l’épreuve écrite


Les sujets zéro de l’épreuve écrite : des exemples

Les astrophysiciens tirent des informations précieuses de l’étude du rayonnement électromagnétique en provenance de l’Univers tout entier. Le satellite PLANCK a été conçu pour détecter une partie de ce rayonnement afin de mieux connaître l’origine de l’Univers.

Les documents utiles à la résolution sont donnés aux pages 3 et 4.

À l’aide des documents et en utilisant vos connaissances, rédiger, en 30 lignes maximum, une synthèse argumentée répondant à la problématique suivante :« Comment les informations recueillies par le satellit e Planck permettent-elles de cartographier ″l’Univers fossile ″ ? »

Synthèse : la mission « Planck »


Document 1Dans les milieux biologiques, les systèmes tampon amortissent les variations de pH lorsqu'il y a une perturbation de l'équilibre acide-base. L'effet du système tampon est plus efficace si la concentration en chacune des espèces le constituant est grande et si le pKA du système tampon est proche du pH des milieux biologiques ; l’effet est maximum lorsque pH = pKA.Dans le corps humain, le pH du sang et des fluides extracellulaires varie peu autour de 7,4 et le pH normal intracellulaire est de 6,8 à 7,0 selon les cellules.Ainsi, le pH intracellulaire est maintenu pratiquement constant grâce au système "phosphate" (H2PO4

–(aq) / HPO42–(aq)).

Les sujets zéro de l’épreuve écrite : des exemplesLes solutions tampon : maintien du pH des milieux bi ologiques

1.1. Donner une estimation de la valeur du pK A du couple H2PO4

–(aq) / HPO42–(aq)


Les sujets zéro de l’épreuve écrite : des exemples pour la spécialitéExercice : « La salinité pour surveiller les océans »1. Comprendre la notion de salinité

L’eau de mer contient de nombreuses espèces dissoutes, la majorité d’entres elles est sous forme d’ions. Celle-ci est définie comme la masse en gramme d’espèces dissoutes contenues dans un kilogramme d’eau de mer. L’eau de mer de référence appelée « eau de mer normale » à la température de 15°C et à la pression atmosphérique normale de 1,0 bar, possède une salinité S de 35 g.kg-1. …1.2. Proposer un protocole simple permettant de mes urer la salinité d’une eau de mer au laboratoire.

3. La salinité des eaux de surface océaniques et le climat …3.4. Émettre une hypothèse sur l’évolution de la sa linité dans la zone arctique compte tenu de l’augmentation de la tempér ature dans cette zone due au réchauffement climatique.


� En s’appuyant sur les documents donnés aux pages 3 e t 4, répondre aux questions suivantes :

1. Discuter qualitativement de l’influence de la longueur, de la tension et de la masse par unité de longueur de la corde sur la fréquence du son émis par une corde vibrante.

2. Expliquer qualitativement comment un guitariste passe d’une note jouée Sol à la note La de la même octave et à l’aide de la même corde.

3. Déterminer les fréquences de Do3 et Do4.4. Prévoir les positions approchées en cm des quatre

premières frettes. Effectuer ensuite quelques vérificationssimples à l’aide de la photo du document 1.

Les sujets zéro de l’épreuve écrite : des exemples pour la spécialité

Exercice : « Comment sont positionnées les frettes sur le manche d’une guitare »


L’évaluation des compétences expérimentales (ECE)Définition de l’épreuve d’évaluation des compétence s expérimentales de

physique-chimie des séries S (durée 1h, notée sur 2 0 points)

« Cette épreuve pratique a pour objectif d'évaluer des compétences expérimentales dans le cadre de l'environnement du laboratoire. Selon les situations, le candidat peut être conduit à s'approprier et analyser une problématique, à justifier ou à proposer un protocole expérimental, à le réaliser, à porter un jugement critique sur la pertinence des hypothèses et des résultats en vue de les valider. Le candidat peut aussi être amené à faire preuve d'initiative et à communiquer en utilisant des langages et des outils pertinents… »

� (Bulletin officiel spécial n°7 du 6 octobre 2011)

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L’évaluation des compétences expérimentales (ECE)� Objectif de l’épreuve :

� Évaluer des compétences expérimentales associées aux démarches scientifiques

� Modalités : � L’épreuve est conçue dans l’esprit d’une tâche

complexe.� Le sujet est contextualisé (fondé sur une situation

concrète ou sur une problématique).� Le candidat doit agir en autonomie et faire preuve

d’initiative tout au long de l’épreuve.

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� Comp étences à évaluer :Le sujet doit permettre de mobiliser certaines des compétences suivantes :

�s'approprier ,�analyser,�réaliser,�valider,�communiquer,�être autonome et faire preuve d'initiative.

L’évaluation des compétences expérimentales (ECE)

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Un document ressource sur

Eduscol :

http://eduscol.education.fr/pid23213-cid46456/ressources-pour-le-college-et-le-lycee.html

Ou téléchargeable sur le site académique (page « documents officiels »)http://www.ac-nancy-metz.fr/enseign/physique/sc_index.htm

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Un rapport de l’IGEN

(octobre 2011)

Téléchargeable sur le site académique (page « documents officiels »)

http://www.ac-nancy-metz.fr/enseign/physique/sc_index.htm

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� Des incontournables : �Deux à trois comp étences seront évaluées

par sujet.�La comp étence « réaliser » sera toujours

évalu ée.

�L’énoncé du sujet commence par une courte description d’une situation contextualisée et propose ou invite à un questionnement.


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� Niveau A : le candidat a réalisé seul l'ensemble du travail demandé de manière satisfaisante ou avec une ou deux demandes d’aides concernant des difficultés identifiées et explicitées par celui-ci et auxquelles il apporte une réponse quasiment de lui-même .

� Niveau B : le candidat a réalisé l'ensemble du travail demandé de manière satisfaisante mais avec une ou deux interventions de l’examinateur concernant des difficultés non identifiées par le candidat mais résolu par celui-ci grâce à un questionnement mené par l’examinateur.


Critères d'évaluation : 4 niveaux d ’acquisition pour chaque comp étence mise en œuvre (suite)

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� Niveau C : le candidat est resté bloqué dans son travail malgré le questionnement ciblé de l’examinateur . Pour poursuivre l’épreuve, des éléments de réponses lui ont étédonnés.

� Niveau D : le candidat a été incapable de poursuivre l’épreuve malgré les éléments de réponses apportés par l’examinateur. Cette situation conduit l’examinateur à fournir par exemple un protocole à réaliser ou des valeurs à exploiter pour permettre l’évaluation des autres compétences du sujet.


Critères d'évaluation : 4 niveaux d ’acquisition pour chaque comp étence mise en œuvre (suite)

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Les sujets zéro de l’épreuve d’ECE : synthèse de la coumarine

CONTEXTE DU SUJET � Un étudiant en stage dans un laboratoire pharmaceutique est chargéde reproduire une nouvelle méthode de synthèse de la coumarine développée par le laboratoire. La coumarine est un principe actif présent en particulier dans les lotions de soin pour le visage. � La voie qui a été choisie comporte deux étapes. La première étape conduit à un produit intermédiaire, la 3-carbéthoxycoumarine. La seconde étape permet d’obtenir la coumarine par une réaction de décarboxylation.� L’étudiant a obtenu un produit solide brut après la première étape de la synthèse. Le but de l’épreuve est de purifier ce solide puis de le caractériser.

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25 Cθ ≈ °éb

θ ≈ θ25 Cθ ≈ °éb

θ ≈ θ

DOCUMENTS MIS A DISPOSITION DU CANDIDATDocument 1. Solubilité dans l’eau et l’éthanol de que lques espèces chimiques

Type de proton δδδδ (ppm)

Ar-H (Ar : noyau aromatique)7,0 – 9,0

-CH=C-CO- 6,8-C=CH- 5,1

-COO-CH2- 3,6 – 5,0-CH3 0,8 – 1,6

dans l’eau dans l’éthanol

propanedioate de diéthyle non non oui ouialdéhyde salicylique non non oui ouiéthanol oui ouipipéridine oui oui oui oui3-carbéthoxycoumarine non peu très peu oui



TRAVAIL A EFFECTUER 1. Réaliser le protocole expérimental de lavage (15 min conseillées)Préparer un mélange constitué d’environ 20 mL d’eau glacée et de 10 mL d’éthanol glacé. Introduire 20 mL de ce mélange dans un erlenmeyer de 100 mL contenant le solide brut. Bien mélanger. Filtrer sur Büchner. Utiliser les 10 mL de mélange eau – éthanol restant pour rincer l’erlenmeyer et les verser dans le Büchner. Eliminer le liquide en instaurant la dépression. Récupérer le solide obtenu dans une coupelle.2. Elaborer un protocole d’analyse par chromatograp hie sur couche mince et le réaliser (25 min conseillées)Proposer un protocole pour réaliser une chromatographie sur couche mince permettant de contrôler l’efficacité du lavage. Il faudra dissoudre les échantillons choisis dans des tubes à hémolyse en ajoutant environ 1 mL d’acétone. On dispose d’une lampe UV.�………………………………………………………………………………………………………………………………

APPEL N°1

Appeler le professeur pour lui présenter le protoco le d’analyse par CCM

ou en cas de difficulté



APPEL N°2Appeler le professeur pour lui présenter vos conclu sions

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3. Interpréter la CCM et le spectre RMN du proton ( 20 min conseillées)Interpréter de façon critique les résultats obtenus pour la chromatographie sur

couche mince.………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Le document 2 présente le spectre RMN du proton du solide lavé. Indiquer, en expliquant votre démarche si le spectre obtenu correspond bien à celui de la 3-carbéthoxycoumarine.………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

APPEL N°2Appeler le professeur pour lui présenter vos conclu sions



Les trois compétences évaluées sont :

�Réaliser�Analyser�Valider

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GRILLE D’ÉVALUATION

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ECESUJETN° TITRE

Nom: Nom: Nom: Nom:

Prénom: Prénom: Prénom: Prénom:

A B C D A B C D A B C D A B C D

S'approprier 0

Analyser 1

Réaliser 3

Valider 2

Communiquer 0

Note / 20

Remarques

compétence Coefficient

Niveauvalidé NiveaududomainedecompétencesNiveauvalidéNiveauvalidé



Les sujets zéro de l’épreuve d’ECE : LA FLUTE À BEC : SOUFFLER N'EST PAS JOUER…

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� CONTEXTE DU SUJET� On a longtemps enseigné en France la flûte à l'école (CM1, CM2),

collège (6e à la 3e) dans les cours de musique. Son usage a étéprogressivement abandonné à partir de 2008 et disparaît à la rentrée scolaire 2011.

� D'après : http://fr.wikipedia.org/wiki/Fl%C3%BBte_%C3%A0_bec

� Le but de cette épreuve est d'analyser et d'expérimenter une des causes probables de l'abandon de la pratique systématique de la flûte à bec dans le domaine de l'enseignement: la justesse et la tenue des notes produites associées au contrôle du so uffle


Document 1La justesse d'une note est associée à la précision d e la hauteur de la note produite. La tenue d'une note est associée à une note dont la hauteur n e varie pas dans le temps. La hauteurd'une note de musique correspond, en physique, à la fréquence de l'onde sonore périodique associée à cette note. On donne ci-dessous le tableau permettant d'établir la correspondance entre la hauteur et la fréquence associée de quelques notes de la gamme te mpérée (les notes produites par un clavier électronique par exemple) que l'on peut jou er avec une flûte à bec.

Hauteur de la note la3 la#3 si3 do4 do#4 ré4 ré#4mi4 fa4 fa#4 sol4 sol#4 la4 la#4 si4

Fréquence (Hz) 440 466 494 523 554 587 622659 698 740 783 831 880 932 988

Deux notes successives dans le tableau, par exemple si3 et do4 , sont séparées par une hauteur de demi-ton en musique ce qui correspond à un rapport en fréquen ce de 523/494=√(12&2)=1,06 .Deux notes sont à l'octave l'une de l'autre si le ra pport de leurs fréquences vaut 2 : par exemple la note la4 est

à l'octave supérieure de la note la3 car 880/440=2 . 99



Les documents 2 et 3 ci-dessous précisent comment le contrôle du souffle peut modifier la hauteur d'une note produite par une flûte à bec :Document 2 : Technique de souffle

L'intonation est directement liée à la force du vent envoyé dans l'embouchure (pression faible = sons bas, pression forte = sons hauts). Par la seule force du vent, on peut obtenir plus d'un demi-ton de variation pour un même doigté. Maîtriser cet aspect technique demande donc beaucoup de savoir faire et de subtilité pour obtenir l'intonation adéquate et la qualité de timbre désirée.

D’après : http://www.ecolemusiquenogentais.fr/[...]

Document 3 : Les bois octaviantLa flûte, le saxophone, le hautbois, et encore bien d'autres, sont prédisposés au saut d'octave. Ils octavient. On entend alors une note dont le nom est le même mais plus aiguë d'une octave. D'après : http://fr.wikipedia.org/[...]Octavier : En musique, se dit d'un instrument qui fait entendre par accident l'octave supérieure d'un son au lieu de ce son lui-même.

D'après : http://www.mediadico.com/[...]100



� MATÉRIEL MIS À DISPOSITION DU CANDIDAT :

Un ordinateur muni du logiciel d'acquisition de données du logiciel tableur-grapheur et du logiciel d’acquisition, du logiciel libre Audacity.

Une interface d’acquisition de mesures Un oscilloscope numériqueUn ensemble micro-casque audio branché sur l'entrée microphone et la

sortie audio de la carte son de l’ordinateur. Un microphone à électret et son module amplificateur avec sorties en

fiches bananes. Une flûte à bec d'étude soprano dont tous les trous sont bouchés avec

du ruban adhésif et donc théoriquement capable de produire la note do 4 avec un contrôle du souffle permettant de jouer juste.

Un paquet de lingettes antiseptiques et du papier absorbant.101



Effet d'un mauvais contrôle du souffle sur la hauteur de la note

Conséquence de l'effet sur la fréquence de l'onde sonore associée à la note

Document 2

Document 3

TRAVAIL A EFFECTUER I.Analyse du problème et formulation d’un protocole expérimental (30 min maximum) 1. Analyse du problème À partir des documents 1, 2, 3 et de la liste de matériel ,on souhaite réaliser une expérience permettant de vérifier une des informations contenues dans les documents 2 ou 3 concernant la justesse ou la tenue d'une note produite par la flûte à bec.Pour les documents 2 et 3, identifier les effets possibles d'un mauvais contrôle du souffle sur la hauteur de la note produite et les conséquences sur la fréquence associée.



1.2. Formulation d'un protocole expérimental � À partir de la liste de matériel, proposer un protocole expérimental pour

réaliser une expérience permettant l'acquisition (ou l'enregistrement) de sons produits par la flûte et la vérification d'un seul des effets identifiés dans le tableau précédent.

� Remarque : le protocole expérimental doit expliciter la façon dont on va utiliser le matériel et les logiciels, les mesures, ainsi que les éventuels calculs à effectuer pour vérifier l'effet retenu. Un schéma pourra également être proposé.

� Protocole expérimental proposé :

………………………………………………………………………………………………………….......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

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APPEL N°1

Appeler le professeur pour lui présenter le protoco le expérimental

ou en cas de difficulté



2. Réalisation du protocole expérimental proposé(durée conseillée 20 min) Mettre en œuvre le protocole.

APPEL N°2Appeler le professeur pour lui présenter les résult ats expérimentaux

ou en cas de difficulté.



3. Communication sur le travail réalisé et sur les ré sultats obtenus (10 min minimum)En utilisant l'ensemble micro-casque et le logiciel Audacity, enregistrer un fichier audio d'une durée n'excédant pas trois minutes dans lequel vous devrez :

�indiquer votre nom et prénom ;�faire un résumé concis précisant la technique utilisée pour la réalisation de l'expérience et les mesures réalisées;�formuler une conclusion cohérente avec le problème, utilisant un vocabulaire scientifique adapté à propos du travail que vous avez réalisé;

�Le fichier audio devra être enregistré dans le dossier E.C.E. Flûte disponible sur le bureau de l'ordinateur, en lui donnant comme nom de fichier votre nom.

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APPEL N°3 Appeler le professeur pour lui présenter votre fich ier audio ou en cas de difficulté .



Grille d’évaluation

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ECE SUJET N° TITRE

Nom : Nom : Nom : Nom :

Prénom : Prénom : Prénom : Prénom :

A B C D A B C D A B C D A B C D

S'approprier 0

Analyser 3

Réaliser 2

Valider 0

Communiquer 1

Note / 20

Remarques

compétence Coefficient

Niveau validé Niveau du domaine de compétencesNiveau validéNiveau validé



Bulletin officiel spécial n°3 du 22 mars 2012


Livret Scolaire : enseignement spécifique


Livret Scolaire : enseignement de spécialité