Méthodes et pratiques scientifiques - Enseignement d ...cache.media.education.gouv.fr/file/special_4/74/9/methodes... · Bulletin officiel spécial n° 4 du 29 avril 2010 © Ministère

Bulletin officiel spcial n 4 du 29 avril 2010

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PROGRAMME DE MTHODES ET PRATIQUES SCIENTIFIQUES EN CLASSE DE SECONDE GNRALE ET TECHNOLOGIQUE Enseignement dexploration

Prambule Lenseignement dexploration mthodes et pratiques scientifiques permet aux lves de dcouvrir diffrents domaines des mathmatiques, des sciences physiques et chimiques, des sciences de la vie et de la Terre et des sciences de lingnieur. Cest aussi loccasion de montrer lapport et la synergie de ces disciplines pour trouver des rponses aux questions scientifiques que soulve une socit moderne, den faire percevoir diffrents grands enjeux, et de donner les moyens de les aborder de faon objective. Cet enseignement rvle le got et les aptitudes des lves pour les tudes scientifiques, leur donne la possibilit de dcouvrir des mtiers et des formations dans le champ des sciences et les aide construire leur projet de poursuite dtudes en leur faisant mieux connatre la nature des enseignements scientifiques, les mthodes et les approches croises mises en uvre. Il initie les lves la dmarche scientifique dans le cadre dun projet. Pour atteindre ces objectifs, une liste de six thmes nationaux est propose. Ces thmes sont susceptibles dtre renouvels priodiquement. Un thme libre peut y tre ajout par lquipe de professeurs. Celle-ci choisit deux ou trois thmes mobilisant diffrents champs disciplinaires, qui feront lobjet de lenseignement et des activits des lves. La liste des six thmes est donne ci-dessous et pour chacun deux sont prsents les objectifs et des exemples non limitatifs de sujets auxquels lquipe de professeurs peut faire appel pour traiter le thme. Cet enseignement dexploration vise dvelopper les comptences suivantes :

savoir utiliser et complter ses connaissances ;

sinformer, rechercher, extraire et organiser de linformation utile (crite, orale, observable, numrique) ;

raisonner, argumenter, pratiquer une dmarche scientifique, dmontrer ;

communiquer laide dun langage et doutils adapts.

Dans le cadre dune dmarche de projet, on demande llve un travail personnel ou dquipe qui devra intgrer obligatoirement une production (exprience, exploitation de donnes, modlisation, etc.) et aboutir une forme de communication scientifique (compte rendu de recherche, affiche, diaporama, production multimdia etc.). Ce travail conjuguera les apports des diffrents champs disciplinaires concerns. Dans chaque thme lquipe de professeurs identifie diffrents concepts et contenus scientifiques. Il est ncessaire de prvoir des moments de travail commun afin de poser de manire claire les connaissances acqurir et les mthodes mettre en uvre. Ces moments communs aux disciplines concernes peuvent se situer par exemple lors de la prsentation du thme, en cours de droulement, au moment de la conclusion sous forme dune synthse. Lvaluation peut prendre des formes varies afin de valoriser lacquisition de comptences et de qualits telles que lautonomie, linitiative, lengagement dans une dmarche scientifique, le travail dquipe, le raisonnement et la communication crite et orale. Selon les thmes, lvaluation peut prendre en compte, par exemple :

la mise en uvre dune dmarche scientifique ;

les comptences exprimentales mobilises lors de sances de travaux pratiques ;

des travaux de recherche personnelle ou en petits groupes dans et hors du temps scolaire donnant lieu, par exemple, la constitution dun dossier, llaboration dune exprience, la ralisation dun projet ;

la prsentation crite ou orale de rsultats, dun travail de recherche ou dun projet ;

lutilisation bon escient des technologies usuelles de linformation et de la communication.



Thmes

Science et aliments

Divers procds scientifiques et techniques ont t mis en place pour transformer et conserver les denres ncessaires lalimentation. Ainsi, la fabrication du vinaigre remonte plus de 12 000 ans, les Sumriens matrisent dj la fermentation pour fabriquer du pain et de la bire 8 000 ans av. J.-C., la conservation des aliments est depuis lAntiquit assure par le schage et la salaison, la fermentation ou la rfrigration par la glace naturelle. En 1810, le physicien Nicolas Appert dvoile dans son Livre des mnages un procd de strilisation la chaleur, explicitant le lien qui unit la science et lalimentation. Les techniques actuelles permettent de mieux conserver les aliments en ralentissant les dgradations physico-chimiques et biologiques. Dans le domaine de la cuisine, les ingrdients subissent des transformations varies, des plus traditionnelles aux plus modernes (cuisine molculaire) avant darriver au rsultat final (crmes, souffls, mousses, mayonnaises). Lobjectif de ce thme est dtudier comment la science permet de mieux comprendre et de perfectionner les processus de transformation et de conservation des aliments.

Diffrents types dentre dans le thme

Transformation

Assainir les aliments Modifier le got Modifier la consistance Concevoir des aliments pour rpondre des besoins particuliers Contrler la qualit

Conservation

Diffrents agents (temprature, rayonnements, conditions chimiques) Diffrentes techniques (strilisation, conglation, lyophilisation) Contenant de laliment (forme, volume, matriau) Date limite

Stockage, transport, traabilit

Gestion des stocks Optimisation de la distribution Espace de stockage



Science et cosmtologie

Depuis lAntiquit, llaboration des substances et des prparations destines amliorer lapparence corporelle sest rationalise. Rsultant du mlange de diffrents ingrdients dorigine vgtale, animale ou synthtique, la formulation cosmtique doit rpondre une demande dentretien et dembellissement du corps tout en respectant des critres de stabilit et dinnocuit prcis et codifis. Elle sappuie aujourdhui sur la connaissance scientifique des diffrentes matires utilises, des parties du corps traites et de leurs ractions aux agressions. La mise au point dun produit, sa conservation et sa scurit exigent de nombreux tests pralables et un examen attentif de leurs effets tant sur lorganisme humain que sur lenvironnement. Lobjectif de ce thme est daborder lengagement scientifique dans la cosmtologie par ltude de produits ou de techniques de soin et dentretien du corps.


Nettoyer

Savons Crmes nettoyantes Lotions exfoliantes Dmaquillants Dissolvants Dentifrices

Protger

Contre le soleil Contre le froid Contre les effets du temps

Modifier son aspect

Parfums Dodorants Colorants Maquillages

Raliser un cosmtique

Ingrdients, formulation Innocuit (scurit, rglementation, tests) Contenant du produit (forme, volume, matriau) Impact sur lenvironnement



Science et investigation policire

Linvestigation policire a pour objectif de dterminer les protagonistes et les circonstances dun vnement pass ayant donn lieu un dlit. Jusquau 19e sicle, elle faisait essentiellement appel aux qualits dobservation, dinduction et de synthse logique des enquteurs dont Sherlock Holmes est la reprsentation parfaite. Aujourdhui, elle se fonde aussi sur lanalyse dindices nombreux et varis qui bnficie doutils scientifiques et de mthodes innovantes. Lobjectif de ce thme est de montrer comment la science aide dterminer les circonstances de lvnement sur lequel porte lenqute et identifier les auteurs.


Balistique

Dtermination de trajectoires Vises laser Munitions

Incendies, explosions Analyse des explosifs et liquides inflammables Dtermination des causes

Techniques didentification

Empreintes digitales, gntiques, vocales, Analyse de documents et de traces Entomologie mdico-lgale Taux de fiabilit des mthodes employes

Toxicologie Tests de dpistage Analyse de produits toxiques (chromatographie )

Traitement de linformation

Stockage et gestion de donnes Cryptologie Jeux truqus



Science et uvres dart

Des liens trs forts ont toujours uni les activits scientifiques et artistiques. Ainsi, cest lobservation dune corde vibrante qui a amen Pythagore associer les intervalles sonores de la gamme qui porte son nom aux divisions de la corde. Aujourdhui, des outils scientifiques permettent de dvoiler le secret des uvres et peuvent participer la cration duvres contemporaines. Lobjectif de ce thme est de permettre aux lves dapprocher les mthodes scientifiques intervenant dans la conception, la cration et la conservation des uvres dart.


Arts plastiques

Matriaux, pigments, colorants, liants, vernis, supports Spectre lumineux, cercle chromatique Techniques de ralisation : peinture, sculpture, cuisson Reprsentation du volume, perspectives Authentification, datation, histoire Dgradation, conservation, restauration

Arts musicaux

Nature et analyse des sons Instruments de musique, voix Composition musicale (gammes, harmonie) Enregistrement des documents sonores (encodage, chantillonnage)

Arts de lespace

Architecture : formes, reprsentation, matriaux, techniques Dgradation, conservation, restauration Urbanisme : plans, circulation Arts des jardins : conception, symtries, mise en uvre Frises, pavages

Photographie et cinma

De limage fixe limage anime De limage en noir et blanc limage en couleur Images de synthse Fractales



Science et prvention des risques dorigine humaine

Les socits humaines doivent sans cesse faire face des risques naturels (inondations, sismes, ruptions volcaniques). De nos jours, leurs activits les confrontent des risques dun type nouveau lis au dveloppement industriel et technologique ainsi qu lamnagement du territoire. Lobjectif de ce thme est de montrer comment la science permet de connatre, de mesurer et de prvoir un risque dorigine humaine (risque anthropique) et de mettre en uvre des mesures destines le limiter et en limiter les effets.


Protection de lenvironnement

Qualit de lair, de leau, seuils dacceptabilit Gestion des dchets Pollutions Effet de serre Rchauffement de la plante

Scurit sanitaire Propagation dpidmies Contrle de la qualit des aliments, traabilit

Scurit routire

Circulation routire, modlisation de trafic Causes daccidents, chocs, effets des accidents Transport de produits dangereux

Scurit et rayonnements

Radiographie Radioactivit Tlphonie mobile



Science et vision du monde

Lil est le premier outil dobservation du monde. La vision reste toutefois limite un primtre et une gamme dchelle rduits. Grce aux progrs scientifiques et techniques, ces contraintes sont progressivement tombes : la loupe a permis dobserver des dtails invisibles lil nu, les lunettes astronomiques et les tlescopes ont donn laccs de grandes distances, les ballons dirigeables et autres avions ont men un travail dobservation depuis les airs. Aujourdhui lutilisation de techniques trs varies comme la microscopie et les images satellitaires permet une vision indite du monde en rvlant un systme aux dimensions infiniment petites ou infiniment grandes. Lobjectif de ce thme est dexplorer diffrents outils et techniques scientifiques permettant dapprocher la notion dimage et de comprendre comment ces images aboutissent une vision du monde.


De la perception au traitement crbral

il (morphologie, dfauts de vision, ) Couleur, mouvement, forme Illusions doptique, mirages

Images fixes, images mobiles

Photographie, cinma, tlvision, vido De l'argentique au numrique Codage et compression des images

Voir la terre Images satellitaires, photographies ariennes Go-localisation

Voir lintrieur du corps Techniques dimagerie Utilisations et applications

Voir linfiniment grand, voir linfiniment petit

Plantes, toiles Cellule, molcule, atome Cristaux, quasi-cristaux

PrambuleThmesScience et alimentsScience et cosmtologieScience et investigation policireScience et oeuvres d'artScience et prvention des risques d'origine humaineScience et vision du monde

Documents

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