Présentation Méthodes et pratiques scientifiques en classe de seconde Les Inspections Pédagogiques Régionales de mathématiques, de sciences de la vie et

Présentation

Méthodes et pratiques scientifiques en classe de seconde

Les Inspections Pédagogiques Régionales de mathématiques, de sciences de la vie et de la Terre, de sciences physiques et chimiques et de sciences et techniques industrielles.

Janvier 2011

Le nouveau lycée d’enseignement général et technologique

Deux enseignements au choix

Chaque élève choisit deux enseignements d’exploration, choix qui ne conditionne en rien son orientation future en classe de première :

obligatoirement au moins un des deux enseignements d’exploration d’économie suivants : « principes fondamentaux de l’économie et de la gestion » ou « sciences économiques et sociales ». Ces deux enseignements sont proposés au choix à tous les élèves ; un second enseignement d’exploration différent du premier.

http://media.education.gouv.fr/file/reforme_lycee/31/8/Le-nouveau-lycee-Les-enseignements-d-exploration_135318.pdf

Les enseignements d’exploration


Un enseignement d’exploration, qu’est-ce que c’est ?C’est un enseignement qui a pour vocation :

de faire découvrir aux élèves de nouveaux domaines intellectuels et les activités qui y sont associées ;

d’informer sur les cursus possibles au cycle terminal comme dans le supérieur ;

d’identifier les activités professionnelles auxquelles ces cursus peuvent conduire.

Non, chaque élève choisit librement ses enseignements d’exploration.Ces enseignements ne préfigurent pas l’orientation, ils permettent aux élèves de découvrir un domaine intellectuel, d’en identifier les méthodes et les exigences, d’affermir ou non l’intérêt qu’il suscite.Les enseignements d’exploration ne constituent en aucune manière un pré-requis pour accéder à telle ou telle série.

Prédéterminent-ils l’orientation en fin de seconde ?

PPT de présentation de la nouvelle classe de seconde eduscol


L’enseignement d’exploration Méthodes et Pratiques Scientifiques

BO spécial n°4 du 29 Avril 2010

Préambule

L’enseignement d’exploration MPS permet aux élèves de découvrir différents domaines

des mathématiques,

des sciences physiques et chimiques,

des sciences de la vie et de la Terre et

des sciences de l’ingénieur.

Mathématiques

Sciences Physiques Sciences de

l’Ingénieur

Sciences de La Vie et de la

Terre


L’enseignement d’exploration Méthodes et Pratiques Scientifiques

BO spécial n°4 du 29 Avril 2010

Les objectifs

découvrir des champs disciplinaires ou des domaines intellectuels nouveaux

éclairer des choix d’orientation

en explorer les démarches et les exigences

s’informer sur les cursus d’étude ou les activités professionnelles de ces domaines

Les modalités

une organisation et des modalités d’enseignement renouvelées

la nécessité d’initiative et d’inventivité des équipes

L’évaluation

basée sur les compétences acquises et les progrès accomplis

centrée sur l’engagement, l’autonomie et les initiatives des élèves


Le descriptif des enseignements d’exploration site eduscol

Méthodes et pratiques scientifiques

Se familiariser avec les démarches scientifiques autour de projets impliquant les mathématiques, les sciences de la vie et de la Terre, la physique et la chimie, les sciences et techniques industrielles

L’enseignement vise à montrer l’apport et l’importance de ces disciplines pour aborder les questions que se posent les sociétés modernes, pour en percevoir les enjeux, pour les aborder de façon objective.

Il permet aussi de découvrir certains métiers et formations scientifiques.


Les compétences des élèves

Cet enseignement d’exploration vise à développer les compétences suivantes :

savoir utiliser et compléter ses connaissances ;

s’informer, rechercher, extraire et organiser de l’information utile (écrite, orale, observable, numérique) ;

raisonner, argumenter, pratiquer une démarche scientifique, démontrer ;

communiquer à l’aide d’un langage et d’outils adaptés.

préambule du programme BO


Méthodes et pratiques scientifiques

Six thèmes sont proposés, plus un thème libre

L’équipe de professeurs choisit 2 ou 3 thèmes parmi les thèmes proposés et/ou un thème libre

Chaque thème mobilise plusieurs champs disciplinaires

L’organisation pédagogique retenue doit permettre le travail coordonné des diverses disciplines


Ce qui change

Utilisation et acquisition de connaissances et de compétences Initiation à la démarche scientifique dans le cadre d’un projetTravail personnel ou de groupe menant à une production (expérience, exploitation de données, modélisation,…) Communication scientifique (compte rendu de recherche, affiches, diaporama, production multimédia, …)

Valoriser l’acquisition de compétences :

La curiosité scientifique

La prise d’initiative, l’autonomie

L’engagement dans une démarche scientifique, le raisonnement

Le travail d’équipe

Une communication écrite et orale.

Varier les formes d’évaluation

Pour les élèves

Pour l’équipe des professeurs


Six thèmes et un thème libre

Sciences et aliments

Sciences et œuvres d’art

Science et prévention des risques d’origine

humaine

Science et cosmétologie

Science et investigation policière

Science et vision du monde


Un exemple d’organisation

3 groupe de MPS à 38 élèves sur la même plage horaire

3 x 1, 5 heures-professeur pour 1,5 heure = groupe de 14 à 15 élèves

Professeurs impliqués « choisis » par le chef d’établissement

Constitution des trinômes Maths/ SPC/ SVT par l’intérêt des thèmes retenus

Les élèves feront deux thèmes mais les professeurs prendront une autre groupe pour réinvestir et ajuster

Science et alimentation

Science et investigation policière

Science et vision du monde


Science et vision du mondeun thème sur 15 séances

En sciences physiques

- l’œil modélisé et ses défauts

- L’appareil photographique

En sciences de la vie et de la Terre- La vision des animaux- Le champ de vision

- Les récepteurs

En mathématiques

- Le parcours d’un rayon lumineux

- Les lois de la réfraction

- Les illusions d’optique

En sciences de l’ingénieur

- Appareils numériques (capteurs, l’image et ses formats, etc.)

- Manette de jeux vidéo

Quelques idées d’organisation:

-Un cahier séparé en trois parties ou un mini classeur

-Une présentation orale, à chaque séance pour un groupe

une expérimentation -élèves à chaque séance

Un compte rendu, une recherche

Une sortie au Musée Lumière


Des ressources en ligne:http://eduscol.education.fr/cid51601/ressources-pour-les-nouveaux-programmes-seconde.html

http://eduscol.education.fr/cid52256/ressources-methodes-pratiques-scientifiques.html

Liste des thèmes et archives des fichiers de travailThème science et aliments Projet « autour de l'abricot » (mise à jour 25 août 2010)

Projet « autour du raisin» (mise à jour 25 août 2010) Archive fichiers de travail raisin-tableur Projet « autour du yaourt» (mise à jour 25 août 2010)

Thème science et cosmétologieProjet « autour du cheveu » (mise à jour 25 août 2010) Projet « autour des crèmes solaires » (mise à jour 25 août 2010)

Thème science et investigation policièreProjet «autour de la disparition de monsieur X» (mise à jour 25 août 2010)


Thème science et prévention des risques d’origine humaine

Projet « autour d'un tableau du XVe siècle » (mise à jour 25 août 2010)

Archive fichiers de travail tableau du XVe siècle - géométrie

Projet « autour du son musical » (mise à jour 25 août 2010)

Thème science et prévention des risques d’origine humaine Projet « autour de la sécurité routière » (mise à jour 25 août 2010)

Projet « autour de la sécurité ferroviaire » (mise à jour 25 août 2010)

Projet « autour de l'épidémiologie » (mise à jour 25 août 2010)

Thème science et vision du monde

Projet « autour de la cristallographie » (mise à jour 25 août 2010)

Archive fichiers de travail cristallo-tableur

Archive fichiers de travail cristallo-géométrie

Projet « autour de la vision » (mise à jour 25 août 2010)


L’objectif de ce thème est d’explorer différents outils et L’objectif de ce thème est d’explorer différents outils et techniques scientifiques permettant d’approcher la techniques scientifiques permettant d’approcher la

notion d’image et de comprendre comment ces notion d’image et de comprendre comment ces images aboutissent à une vision du mondeimages aboutissent à une vision du monde.

Science et vision du mondeScience et vision du monde

Le nouveau lycée d’enseignement général et technologique16


L'œil est le premier outil d’observation du monde.La vision reste toutefois limitée à un périmètre et à une gamme d’échelle réduits.Grâce aux progrès scientifiques et techniques, ces contraintes sont progressivement tombées : - la loupe a permis d’observer des détails invisibles à l'œil nu, - les lunettes astronomiques et les télescopes ont donné l’accès à de grandes distances, - les ballons dirigeables et autres avions ont mené un travail d’observation depuis les airs.Aujourd’hui l’utilisation de techniques très variées comme la microscopie et les images satellitaires permet une vision inédite du monde en révélant un système aux dimensions infiniment petites ou infiniment grandes.



Voir l’intérieur du corps

Voir l’intérieur du corps

Voir la terreVoir la terre

De la perception

au traitement cérébral

De la perception

au traitement cérébral

Images fixes, images mobiles

Images fixes, images mobiles

Voir l’infiniment grand, voir l’infiniment

petit

Voir l’infiniment grand, voir l’infiniment

petit

Techniques d’imagerie…

Techniques d’imagerie…

Images satellitairesGéo-localisation…

Images satellitairesGéo-localisation…

ŒilCouleur…

ŒilCouleur…

PhotographieCinéma…

PhotographieCinéma…

PlanètesMoéculesCristaux…

PlanètesMoéculesCristaux…




Constructions de polyèdresCroissance d’un cristalCristaux et empilements de sphèresDensité d’un empilement de sphèreFormation des cristauxRecherche de protocoles expérimentaux permettant de définir les meilleures conditions de cristallisation du selObservation des cristaux à l’échelle microscopiqueÉtude de la structure cristalline microscopique du chlorure de sodiumObservation de cristaux naturels à l'œil nu, au microscope polarisant



Mesure de l’épaisseur d’un cheveu (SPC)

De l’hélice circulaire aux tresses (Maths)

Tests d’innocuité des produits cosmétiques (Maths)

Diversité de couleur des cheveux (SVT)

Structure du cheveu: différentes échelles d’observation (SVT)

L’âge et le blanchissement du cheveu (SVT)

Extraction, caractérisation et variabilité de la kératine (SVT-SPC)

Synthèse in vitro de pigments colorés (SVT-SPC)

Colorimétrie et synthèse de mélanine in vitro (SVT-SPC)

Les mutations affectant les molécules du cheveu (SPC)


Influence des UV sur la peau1- Géométrie du rayonnement solaire (Maths)2- Nature électromagnétique du rayonnement solaire (SPC)3- Histologie de la peau (SVT)

Protection de la peau contre les UV1-Tests d’efficacité (Maths)2-Fabrication d’une crème solaire, effet photo-protecteur (SVT)

Conservation et conditionnement1- Forme des emballages, gestion des stocks (Maths)2- Pasteurisation, stérilisation (SVT)3- Emballages : analyse des brevets, respect des normes (SI)

Analyse d’attractivité du produit1- Tests de qualité (Maths)2- Différents types d’émulsion. Extraction de molécules pour l’odeur (SPC)

3- Hydratation de la molécule (SVT)



Représentation heuristique réalisée avec le logiciel free-mind – G.Grousset2011

Lait & yaourt

Recherche docu-mentaire scientifique

Modélisation numérique

Manipulation

Visualisation molé-culaire et traitement logicielMise en œuvre d’une démarche explicative


Lait & yaourt

Démarche explicative (dimension scientifique et sociale)

•J’ai identifié les étapes de la transformation du lait en yaourt• Pour chaque étape j’ai identifié les causes et les conséquences• J’ai compris l’objectif de chaque activité concrète et je suis capable de l’exposer (oral, schéma,…)• Je suis capable de conclure sur l’origine de la transformation du lait en yaourt• Je comprends l’intérêt social et économique de la transformation (EDD)

Une organisation et un partage des compétences à développer entre les disciplines et puis aussi une évaluation en cours de formation 2 exemples de grilles formatives.

G.Grousset2011



Lait & yaourt

Préparation, coloration, observation micros-copique et obtention d’une image numérique• J’ai réalisé ma préparation en respectant les consignes de soin dans l’utilisation du colorant, du liquide de montage, d’absence de bulles d’air• J’ai utilisé le microscope (objectifs, MAP, centrage,..) selon l’objectif à atteindre• J’ai repéré et identifié les deux types de bactéries lactiques• J’ai réalisé une photographie numérique, je l’ai traitée de façon à faire ressortir les micro-organismes• J’ai inséré cette photographie dans une page de présentation et l’ai légendée correctement

Autres domaines évalués : utilisation d’un logiciel de traitement de données numériques (excel), d’un logiciel de visualisation de molécules (Rastop), manipulations de pH métrie.

G.Grousset2011



Apport de la peinture à l’huile (thixotropie) (SPC)Maîtrise de la couleur (SPC-SVT)Séchage (SPC-SVT)Conservation et protection des œuvres (SVT)Emergence des représentations anatomiques (SVT-Maths)Apport de la perspective centrale (Maths)Lecture scientifique d’une œuvre (SPC-SVT-Maths)


Le son1- Nature du son, production, propagation (SPC)

2- Perception du son: constitution de l’oreille (SVT)

3- Période, fréquence d’un signal sonore (Maths- SPC)

4- Spectres des instruments (SPC)

5- Reproduction d’un son (STI-SPC)

Les supports1- Nature numérique des supports, capacité de stockage (STI-SPC)

2- Débit binaire des supports modernes (ADSL etc) (STI-SPC)

Conversion entre analogique et numérique (SPC-STI-maths)

La compression (STI-SPC-Maths)

Effets du filtrage


Science et investigation policièreScience et investigation policière

Exemple d’intégration des Sciences de l’Ingénieur

But : numériser les traces de dents (recherche informatique), et obtenir un moulage des dents en ‘plastique’.

1) Scanner la pomme (3D)

2) Traitement numérique (le fichier récupéré par le scanner est un nuage de point)

3) Impression des traces de dents (obtenir un « positif » des dents et les imprimer sur une imprimante 3D)

Documents

Présentation Méthodes et pratiques scientifiques en classe de seconde Les Inspections Pédagogiques Régionales de mathématiques, de sciences de la vie et